光纖激光打標(biāo)機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、激光打標(biāo)是用激光束在各種待打標(biāo)的材料表面打上永久的圖形或文字。激光打標(biāo)技術(shù)具有速度快、效率高、精度高、打標(biāo)內(nèi)容豐富，與材料無機(jī)械接觸、無污染、成本低等優(yōu)點(diǎn)。由于掃描振鏡響應(yīng)速度快、定位精度高，因此振鏡式激光打標(biāo)已成為激光打標(biāo)的主要發(fā)展方向。
　　 高速、高精度是振鏡式激光打標(biāo)努力方向，其決定因素主要有三方面:
　　 (1)響應(yīng)速度快，掃描精度高，抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)字振鏡;
　　 (2)光斑直徑小、圓度高、輪廓規(guī)則清

2、晰的激光器;
　　 (3)高速高精度的數(shù)字振鏡控制系統(tǒng)。
　　 在分析和比較各種打標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文提出了“PC機(jī)（上機(jī)位）+數(shù)字控制板卡（下位機(jī)）”的數(shù)字控制系統(tǒng)，其中數(shù)字控制板卡是控制系統(tǒng)的核心。國內(nèi)公司的數(shù)字控制板卡采用“模擬控制板卡+DA板”方式，容易引入干擾，控制精度受到模擬控制板卡制約，并不是真正意義的數(shù)字控制板卡。本論文的主要內(nèi)容就是設(shè)計(jì)一款真正意義上的數(shù)字控制板卡，直接輸出數(shù)字信號(hào)以控制數(shù)字振鏡和

3、光纖激光器，實(shí)現(xiàn)高速高精度的激光打標(biāo)。
　　 為了設(shè)計(jì)激光打標(biāo)數(shù)字控制板卡，采用DSP芯片作為控制板卡的主處理器，運(yùn)算速度快，實(shí)時(shí)性高;使用具有高傳輸速率和支持熱插拔的USB總線進(jìn)行上位機(jī)與數(shù)字控制板的通信;打標(biāo)圖形的數(shù)據(jù)處理算法由具有高速運(yùn)算能力的DSP完成，并將包含控制信息的信號(hào)傳輸?shù)紺PLD芯片;控制信號(hào)由具有強(qiáng)大邏輯控制功能的CPLD芯片按規(guī)定的時(shí)序輸出，以減輕DSP芯片的負(fù)擔(dān);使用能傳輸差分信號(hào)且傳輸速度快、距離遠(yuǎn)的R

4、S-485總線進(jìn)行控制板卡與數(shù)字振鏡和激光器的通信。
　　 二維振鏡物鏡前掃描系統(tǒng)能夠方便地校正離焦誤差，使得激光束能夠聚焦在同一焦平面上，但是會(huì)產(chǎn)生“桶-枕失真”。為了校正此失真，采用最小二乘曲線擬合的方法，在詳細(xì)分析失真產(chǎn)生的原因的基礎(chǔ)上，計(jì)算得到一個(gè)用掃描點(diǎn)坐標(biāo)(x，y)表示的誤差補(bǔ)償多項(xiàng)式，對(duì)振鏡的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行一定的校正。
　　 通過實(shí)驗(yàn)仿真可得，經(jīng)過失真校正之后，可以將打標(biāo)點(diǎn)的最大誤差由3.2mm降至20um以