激光模切设备控制系统研发

发布时间：2017-05-24 15:00

  本文关键词：激光模切设备控制系统研发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着包装工业的逐步发展,原来以木制模切板为主的包装材料模切工艺具有制作工艺复杂、制作精度不高、材料消耗大等缺点,越来越难以满足工业发展的需要。整个业界急需一种新工艺来代替现有的横切方式。针对此情况,本文将激光加工引入包装模切工艺,研发出一种基于激光束移动的切割控制系统,采用振镜系统控制光路,并采用Microsoft Visual Studio 2008进行上位机程序的编写,通过控制激光束的功率强度及运行速度,可以快速准确对各种包装材料进行切割。论文首先系统对比了传统模切技术的流程和缺点以及激光加工的发展现状,接着确定本系统所用控制方案,即上位机加运动控制卡,开发了伺服电机控制系统和激光振镜控制系统,分析了振镜扫描失真的类型及原因,主要为枕形失真、线性失真,同时研究并提出了误差校正的方法,主要分软件校正和硬件校正,其中软件校正实现柔性度较高,方法简便可靠,并且成本较低,本课题采用此种方法。进行了基于Microsoft Visual Studio 2008的系统上位机软件设计,主要分为三大模块:图形绘制与编辑模块、DXF文件数据读取模块、激光切割控制模块;阐述了各功能模块的拆分思路、设计流程等,分析了程序对话框等控件的添加原理。论文在完成机器的设计后进行了包装材料激光切割的数学建模与实验研究,通过理论推导得出了激光功率、光束移动速度与切割深度之间的数学关系,并设计实验进行了验证,然后根据实验结果分析误差产生原因并修正了数学模型。
【关键词】：激光模切 振镜系统 上位机软件 运动控制卡 切割建模
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN249;TB48
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 传统模切技术概述8-12
• 1.3 激光加工技术发展与现状12
• 1.4 激光切割技术概述12-14
• 1.5 激光参数对材料的影响14-15
• 1.6 本文的主要研究内容15-16
• 第2章 基于运动控制卡的控制系统设计16-22
• 2.1 激光模切机工作原理阐述16-17
• 2.2 伺服电机控制系统设计17-20
• 2.2.1 运动控制卡的选择18
• 2.2.2 电机的选型与安装18-19
• 2.2.3 伺服电机电路设计19-20
• 2.3 纠偏控制系统设计20-21
• 2.3.1 纠偏控制系统工作原理20
• 2.3.2 纠偏控制系统构成20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 激光振镜扫描系统及图形失真的处理22-33
• 3.1 激光切割用激光器22-24
• 3.1.1 激光的产生与特性22-23
• 3.1.2 激光的工作模式23-24
• 3.1.3 本系统所用激光器24
• 3.2 振镜扫描系统设计24-27
• 3.2.1 振镜系统工作原理25
• 3.2.2 XY2-100 振镜通信协议25-26
• 3.2.3 本系统所用振镜及控制卡26-27
• 3.3 冷水机控制电路设计27-28
• 3.4 扫描图形失真及校正28-32
• 3.4.1 枕形失真29-31
• 3.4.2 线性失真31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 基于VISUAL STUDIO的系统软件设计33-52
• 4.1 本系统软件设计思路33
• 4.2 矢量图绘制与编辑模块33-39
• 4.2.1 直线和矩形以及椭圆的绘制33-35
• 4.2.2 图形的显示保持35-36
• 4.2.3 图形的选择和移动36-39
• 4.3 CAD文件数据读取模块39-45
• 4.3.1 读DXF模块编程逻辑39-40
• 4.3.2 DXF模块中各图元构成分析40-42
• 4.3.3 DXF读取模块编程实现42-44
• 4.3.4 DXF读取模块与主程序模块的互通44-45
• 4.4 激光切割控制模块45-50
• 4.4.1 控制卡函数库简介45
• 4.4.2 激光切割模块主要设计框架45-47
• 4.4.3 激光控制卡的初始化与关闭47
• 4.4.4 控制卡参数设置对话框47-49
• 4.4.5 切割控制与状态显示对话框49-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第5章 激光与材料的相互作用实验研究52-60
• 5.1 激光切割数学建模52-55
• 5.2 实验设置55-58
• 5.2.1 实验装置55-56
• 5.2.2 实验结果56-58
• 5.3 实验结果的对比与分析58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果64-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 滕杰;王斌修;;激光切割过程中常见问题的分析及解决措施[J];电加工与模具;2009年04期

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4 王星罡;周明;狄建科;赵裕兴;;CO_2激光切割电子强化玻璃过程的有限元模拟与实验[J];激光与光电子学进展;2012年09期

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6 杨苏庆;周骥平;;激光切割板材的关键技术[J];机械制造与自动化;2007年06期

  本文关键词：激光模切设备控制系统研发，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：391101