應(yīng)用于激光微孔成型的控制技術(shù)研究與系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、近年來,激光技術(shù)在我國的先進制造業(yè)特別是微加工領(lǐng)域得到了迅猛的發(fā)展,作為一種新興的加工技術(shù),其有著非接觸,無磨損,無污染,效率高,附加值高等傳統(tǒng)技術(shù)無法比擬的先進性和優(yōu)越性,正在逐步取代現(xiàn)有技術(shù)成為主流。激光微孔成型技術(shù)是激光微加工領(lǐng)域的一個非常重要的部分,它的發(fā)展在微孔加工領(lǐng)域帶來了一場技術(shù)革命,受到了越來越多的企業(yè)的重視。
　　 目前國外在激光微孔加工上已經(jīng)實現(xiàn)了自動化,采用一體化的激光及工作臺控制系統(tǒng),已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)加工20

2、微米以下的微孔。而國內(nèi)由于控制技術(shù)的缺乏,大多數(shù)還是采用手動或半自動的加工方式,只能加工30微米以上的小孔,無法加工附加值極高的微孔,微孔加工設(shè)備只有依靠從國外成套引進,價格及維護成本都非常高。因此,開發(fā)微孔加工控制系統(tǒng),使國內(nèi)的微孔加工技術(shù)達到國際先進水平是十分必要的。
　　 本論文基于上述背景開發(fā)了一套用于硬脆材料微孔加工設(shè)備的控制系統(tǒng)。激光微孔加工控制系統(tǒng)開發(fā)是我所承擔(dān)的市科委專項<新一代硬脆材料微小異型孔激光精密加工技術(shù)

3、及工藝研究>的重要組成部分,也是所開發(fā)設(shè)備的核心,并獲得了專利。
　　 首先,文中論述了目前國內(nèi)外激光微孔加工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,以及其優(yōu)越性和發(fā)展的必要性。接著,通過分析比較確定了輪廓迂回法作為激光微孔的加工方法?；诖朔椒ǖ募庸ぴO(shè)備包括:半導(dǎo)體泵浦全固態(tài)激光器、電源、冷卻系統(tǒng)、導(dǎo)光系統(tǒng)、工作臺、控制系統(tǒng)。論文對其中的可控部分(激光器、精密工作臺)的要求進行了分析,隨后根據(jù)實際情況,設(shè)計了控制系統(tǒng)的整體構(gòu)架。
　　 然后

4、,基于激光微孔加工在激光輸出上的要求,選擇了激光及并分析了所要求的激光器各主要參數(shù),并根據(jù)分析選擇了合適的工業(yè)板卡,通過使用工業(yè)板卡配合工業(yè)電腦實現(xiàn)對激光器的可控參數(shù)進行實時控制。
　　 隨后,設(shè)計了基于DSP技術(shù)的精密工作平臺控制系統(tǒng)。通過大量調(diào)研分析,完成了包括單片機選用、步進電機及其驅(qū)動器的分析和驅(qū)動電路的設(shè)計,同時為了確保精度還設(shè)計了光柵位置檢測系統(tǒng)。此控制系統(tǒng)使工作臺加工時的精度完全達到了設(shè)計要求。
　　 接著

5、,針對激光微孔加工開發(fā)了專用軟件。根據(jù)激光微孔加工的特殊性,開發(fā)出了一套實用的控制軟件,使用了雙線程,換膚界面等多項技術(shù),實現(xiàn)了微孔加工設(shè)備的一體化控制,在實際應(yīng)用中得到了肯定。同時,率先建立了微孔加工相關(guān)數(shù)據(jù)庫
　　 最后,論文分析了系統(tǒng)的抗干擾性。重點分析了精密工作平臺控制系統(tǒng)的抗干擾。通過采取軟件抗干擾和硬件抗干擾的措施,使所設(shè)計的系統(tǒng)能滿足工業(yè)化的要求。
　　 該微孔加工控制系統(tǒng)的完成,填補了國內(nèi)在微孔加工控制領(lǐng)