光纤激光打标机数字控制系统研究与设计

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JAVA_Star
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
激光打标是用激光束在各种待打标的材料表面打上永久的图形或文字。激光打标技术具有速度快、效率高、精度高、打标内容丰富,与材料无机械接触、无污染、成本低等优点。由于扫描振镜响应速度快、定位精度高,因此振镜式激光打标已成为激光打标的主要发展方向。   高速、高精度是振镜式激光打标努力方向,其决定因素主要有三方面:   (1)响应速度快,扫描精度高,抗干扰能力强的数字振镜;   (2)光斑直径小、圆度高、轮廓规则清晰的激光器;   (3)高速高精度的数字振镜控制系统。   在分析和比较各种打标机控制系统的基础上,本文提出了“PC机(上机位)+数字控制板卡(下位机)”的数字控制系统,其中数字控制板卡是控制系统的核心。国内公司的数字控制板卡采用“模拟控制板卡+DA板”方式,容易引入干扰,控制精度受到模拟控制板卡制约,并不是真正意义的数字控制板卡。本论文的主要内容就是设计一款真正意义上的数字控制板卡,直接输出数字信号以控制数字振镜和光纤激光器,实现高速高精度的激光打标。   为了设计激光打标数字控制板卡,采用DSP芯片作为控制板卡的主处理器,运算速度快,实时性高;使用具有高传输速率和支持热插拔的USB总线进行上位机与数字控制板的通信;打标图形的数据处理算法由具有高速运算能力的DSP完成,并将包含控制信息的信号传输到CPLD芯片;控制信号由具有强大逻辑控制功能的CPLD芯片按规定的时序输出,以减轻DSP芯片的负担;使用能传输差分信号且传输速度快、距离远的RS-485总线进行控制板卡与数字振镜和激光器的通信。   二维振镜物镜前扫描系统能够方便地校正离焦误差,使得激光束能够聚焦在同一焦平面上,但是会产生“桶-枕失真”。为了校正此失真,采用最小二乘曲线拟合的方法,在详细分析失真产生的原因的基础上,计算得到一个用扫描点坐标(x,y)表示的误差补偿多项式,对振镜的偏转角度进行一定的校正。   通过实验仿真可得,经过失真校正之后,可以将打标点的最大误差由3.2mm降至20um以内,同时还可以大幅减少系统误差的积累。结果表明,该打标控制系统可以实现高速、高精度的打标。
其他文献
自20世纪70年代初发现剂量增强效应以来,电子器件和电路的X射线剂量增强效应就引起了人们的普遍关注和高度重视,研究也在不断的深入。剂量增强效应是一种特殊的总剂量效应,它
重金属渣泥是指工厂(钢铁厂、电镀厂等)排放的含有Zn、Ba、Ni、Cr、Cu等重金属元素的污泥,这些污泥将对人类的健康造成极大的影响。由于重金属元素对常见的射线具有较好的屏蔽能力,将其加入到混凝土中制备防辐射用的混凝土,不仅可以解决环境污染问题,而且可以为需要射线屏蔽的区域提供屏蔽材料。根据射线与物质的相互作用原理,混凝土材料组分对射线的屏蔽能力起到决定性作用,因此,研究不同重金属渣泥及其与混凝土
由前级升压器和后级逆变电路构成的两级结构的逆变器具有一些优点:它能适应较低的或大范围变化的直流侧电压,工作于较高的稳定电压的后级逆变电路的效率较高、成本较低且易于控制。但是现有的基于boost结构的前级升压器带来的功率损失和成本增加会抵消这些优点,以至于两级结构的逆变器不具有优势,选用两级结构的逆变器多是被动选择。为降低两级逆变器的功率损耗,提高两级逆变器的实用价值,文章从三个方面予以改进:(1)