激光動(dòng)態(tài)標(biāo)刻系統(tǒng)研究.pdf

1、激光標(biāo)刻技術(shù)是激光加工的重要組成部分,激光標(biāo)刻的許多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是其它標(biāo)刻技術(shù)所不能企及的.激光動(dòng)態(tài)標(biāo)刻技術(shù)是近年來新興的激光加工技術(shù),它具有生產(chǎn)效率高,不影響生產(chǎn)線原有運(yùn)行狀態(tài)等許多優(yōu)點(diǎn).激光動(dòng)態(tài)標(biāo)刻技術(shù)涉及光學(xué)、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、傳感器等多門學(xué)科,核心技術(shù)被國(guó)外幾家激光公司所壟斷,限制了該技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用.該論文研究的目的是,開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的激光動(dòng)態(tài)標(biāo)刻系統(tǒng).我們采用了先進(jìn)的二極管泵浦Nd:YAG全固態(tài)聲光調(diào)制激光器作為加工光源.同傳

2、統(tǒng)的燈泵浦方式相比,這種泵浦方式具有壽命長(zhǎng)、連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定、發(fā)熱量小、光束質(zhì)量好、體積小等優(yōu)點(diǎn).為實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)中的工件進(jìn)行動(dòng)態(tài)加工,該系統(tǒng)采用光電編碼器作為傳送帶的位移傳感器,通過獨(dú)立的微處理器進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量、實(shí)時(shí)補(bǔ)償,保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,大幅度降低了主機(jī)的運(yùn)算量.數(shù)控軟件是激光動(dòng)態(tài)標(biāo)刻系統(tǒng)軟件部分的核心,軟件需要對(duì)被加工圖形進(jìn)行分析并建立其數(shù)學(xué)模型,尋找最為合適的數(shù)學(xué)表達(dá),從而達(dá)到生產(chǎn)過程最優(yōu)化的目的.該系統(tǒng)采用了加工速度快的振鏡式結(jié)構(gòu),通

3、過F-Theta透鏡將清晰面校正為平面,但還會(huì)產(chǎn)生輕微的圖形變形,為達(dá)到理想的加工效果需要對(duì)被加工圖形進(jìn)行變形修正.在綜合考慮質(zhì)量和效率關(guān)系的基礎(chǔ)上,我們通過測(cè)量若干基準(zhǔn)點(diǎn)的變形量,采用Newton插值法計(jì)算各點(diǎn)修正值,實(shí)踐證明,這種修正方法具有計(jì)算量相對(duì)較少、修正效果好的特點(diǎn).為驗(yàn)證該系統(tǒng)的整體性能,我們分別利用二極管泵浦Nd:YAG全固態(tài)聲光調(diào)制激光器和射頻CO2激光器作為加工光源,對(duì)金屬工件和非金屬工件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)標(biāo)刻試驗(yàn),取得了良