基于DM码激光快速算法与标刻技术研究

发布时间：2020-10-19 12:19

　　 传统的激光标刻控制系统主要由工控机和板卡组成,这种控制系统的结构复杂,体积大,柔性差、成本高。嵌入式计算机技术的发展,为激光标刻控制系统的小型化与柔性化提供了一种方案。本文的主要研究目的是研制嵌入式激光标刻控制板卡,实现激光标刻DM码的功能,同时使激光标刻设备具有较高的工作效率,本文主要做了一下4项研究工作。研制了一种嵌入式的激光标刻控制板卡,使用STM32F407单片机作为控制核心,搭建驱动电路,通过嵌入式计算机系统驱动振镜和激光器,通过嵌入式计算机的通讯接口与现有的的自动化生产线通讯接口对接,使板卡能与多种设备协同工作,提高标刻系统的柔性。本文建立了针对ECC-200规格的Data Matrix码的Fast Laser Mark System模型,将Data Matrix生成过程中使用的填充码、伽罗华域、纠错码生成系数、Data Matrix图形排列数据建立了对应的数据表,组成该模型,通过查询Fast Laser Mark System模型中的数据表,去掉冗余计算,提高Data Matrix的生成算法效率,实践表明,使用模型后的算法效率一般可提升约55%。建立了激光标刻速度模型和标刻区域的灰度模型,该模型通过控制激光标刻像素点的圆心距调节激光标刻速度和标刻区域的灰度。根据该模型计算出激光标刻像素点圆心距的最佳距离为55um,使激光标刻Data Matrix图形过程具有较高的速度,激光标刻区域的具有较高的灰度。提出了针对Data Matrix的区域填充扫描路径,通过提取Data Matrix图形中相同颜色单元格相互连接形成的连通区域,将连通区域作为一个标刻单元,使标刻过程只需扫描需要标刻的区域区域,缩短了激光标刻路径,每个连通区域开启一次激光器。在采用区域填充原理的标刻路径实验中,标刻相同大小的DM码图形,相比于点阵扫描路径,区域填充激光标刻路径的标刻效率可提高60%左右。目前该激光标板卡已研制成功,按照本文所述原理编写相关的激光标刻软件,该板卡目前正在对企业提供的汽车喇叭壳体上进行Data Matrix标刻,目前设备运行情况良好,标刻效果稳定。
【学位单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN24
【部分图文】：

标刻系统参数分析与硬件平台搭分析激光标刻设备，由三部分组成：激光器、激激光器用于产生激光，并可对激光的输出功于对激光的光斑位置进行高精度的控制，目绘图仪，在本文所述的实验中使用的激光传 XY2-100 协议对激光的光斑位置进行控制数据转换成对应的图形，通过控制激光器和要的图形。图 2.1 所示，即为本文所使用的

Table 2.1 Laser related parameters最小值 标称值 最大值 1060 1064 1085 20 30 60 0.67 115 140 6 8 数目前常用激光传导设备，具有精度高、抗干扰能力强借其高效、高质量和永久标刻等特点已成为目前主流作原理是：激光器输出的激光射入振镜后，经过 X 轴，经过场镜后聚焦后，投射到工件表面上，通过控制镜的转动角度，实现激光落点在二维平面上任意位标刻出各种图形或文字。图 2.2 所示，即是振镜的

单片机发出的数字信号经过哟调理电路后，驱动激光器和器驱动机理泛使用的脉冲光纤激光器的接口是 DB25 接口，该接口中主要：激光器的开关信号、激光器的功率控制信号、重复频率控制制激光器开关的信号有两个：激光器主震荡开关信号和激光器制激光器输出功率的有两类信号：激光器输出功率信号、功率制激光器重复频率的有一个信号：激光器重复频率信号。激光电源电压为 5V 的数字信号，驱动电流不小于 7mA，因此可以建数字电路，实现对激光器的功率、脉冲频率、激光器的开关光器的控制原理如图 2.3 所示， 由于 STM32F407 单片机输出3V，且驱动能力弱，激光器的输入信号要求电流不低于 7mA，输出的信号通过驱动器和锁存器，将输出的信号放大至 5V，信号的电流放大至 10mA，实现对激光器的控制，同时将激光器与。
【参考文献】

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本文编号：2847187