基于ARM+FPGA的激光雕刻機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、激光雕刻技術(shù)在加工技術(shù)中比較常見(jiàn)，激光雕刻加工主要利用激光對(duì)工件的汽化效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)和熔蝕效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。激光雕刻具有非接觸、低噪聲、高速度等特點(diǎn)，非常適合于亞克力板、橡膠、木材等非金屬的雕刻加工，并在廣告、服裝、印刷、工藝品等行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著激光雕刻機(jī)應(yīng)用范圍的普及，研發(fā)通用性強(qiáng)、成本低廉的激光雕刻機(jī)控制系統(tǒng)具有重要的意義。
　　本文對(duì)激光雕刻機(jī)控制系統(tǒng)展開(kāi)研究，設(shè)計(jì)了一種基于ARM+FPGA的激光雕刻機(jī)控制系統(tǒng)。從激光

2、雕刻機(jī)的加工原理和工作過(guò)程出發(fā)，通過(guò)分析比較不同類型的數(shù)控系統(tǒng)提出了激光雕刻機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。主控制板采用ARM+FPGA的結(jié)構(gòu)，具有控制激光雕刻機(jī)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和激光器的功能，個(gè)人計(jì)算機(jī)作為輔助設(shè)備用于處理加工圖形生成加工文件。個(gè)人計(jì)算機(jī)與主控制板之間通過(guò)USB接口傳輸數(shù)據(jù)。
　　設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，選用STM32F417芯片作為系統(tǒng)的主控芯片，使用SD卡作為板上存儲(chǔ)設(shè)備，針對(duì)ARM芯片USB接口資源不足的問(wèn)題使用CH341T

3、芯片進(jìn)行接口擴(kuò)展。
　　開(kāi)發(fā)了ARM上的控制程序，分析了小線段高速加工方案，采用小線段速度前瞻算法和優(yōu)化的數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法，可以實(shí)現(xiàn)小線段之間的高速銜接。分析了位圖雕刻與矢量圖雕刻的加工特點(diǎn)，分別給出了位圖和矢量圖的雕刻方法與數(shù)據(jù)處理方式，并優(yōu)化了雕刻時(shí)激光頭的換行軌跡。
　　開(kāi)發(fā)了個(gè)人計(jì)算機(jī)軟件用于輔助激光加工，輔助軟件包括交互式繪圖模塊、文件讀寫模塊、CAM模塊與通訊模塊。
　　最終分別對(duì)輔助軟件和ARM上程序進(jìn)行