傳統(tǒng)的激光標(biāo)刻控制系統(tǒng)主要由工控機(jī)和板卡組成,這種控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積大,柔性差、成本高。嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,為激光標(biāo)刻控制系統(tǒng)的小型化與柔性化提供了一種方案。本文的主要研究目的是研制嵌入式激光標(biāo)刻控制板卡,實(shí)現(xiàn)激光標(biāo)刻DM碼的功能,同時(shí)使激光標(biāo)刻設(shè)備具有較高的工作效率,本文主要做了一下4項(xiàng)研究工作。研制了一種嵌入式的激光標(biāo)刻控制板卡,使用STM32F407單片機(jī)作為控制核心,搭建驅(qū)動(dòng)電路,通過(guò)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)振鏡和激光器,通過(guò)嵌入式計(jì)算機(jī)的通訊接口與現(xiàn)有的的自動(dòng)化生產(chǎn)線通訊接口對(duì)接,使板卡能與多種設(shè)備協(xié)同工作,提高標(biāo)刻系統(tǒng)的柔性。本文建立了針對(duì)ECC-200規(guī)格的Data Matrix碼的Fast Laser Mark System模型,將Data Matrix生成過(guò)程中使用的填充碼、伽羅華域、糾錯(cuò)碼生成系數(shù)、Data Matrix圖形排列數(shù)據(jù)建立了對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表,組成該模型,通過(guò)查詢Fast Laser Mark System模型中的數(shù)據(jù)表,去掉冗余計(jì)算,提高Data Matrix的生成算法效率,實(shí)踐表明,使用模型后的算法效率一般可提升約55%。建立了激光標(biāo)刻速度模型和標(biāo)刻區(qū)域的灰度模型,該模型通過(guò)控制激光標(biāo)刻像素點(diǎn)的圓心距調(diào)節(jié)激光標(biāo)刻速度和標(biāo)刻區(qū)域的灰度。根據(jù)該模型計(jì)算出激光標(biāo)刻像素點(diǎn)圓心距的最佳距離為55um,使激光標(biāo)刻Data Matrix圖形過(guò)程具有較高的速度,激光標(biāo)刻區(qū)域的具有較高的灰度。提出了針對(duì)Data Matrix的區(qū)域填充掃描路徑,通過(guò)提取Data Matrix圖形中相同顏色單元格相互連接形成的連通區(qū)域,將連通區(qū)域作為一個(gè)標(biāo)刻單元,使標(biāo)刻過(guò)程只需掃描需要標(biāo)刻的區(qū)域區(qū)域,縮短了激光標(biāo)刻路徑,每個(gè)連通區(qū)域開(kāi)啟一次激光器。在采用區(qū)域填充原理的標(biāo)刻路徑實(shí)驗(yàn)中,標(biāo)刻相同大小的DM碼圖形,相比于點(diǎn)陣掃描路徑,區(qū)域填充激光標(biāo)刻路徑的標(biāo)刻效率可提高60%左右。目前該激光標(biāo)板卡已研制成功,按照本文所述原理編寫(xiě)相關(guān)的激光標(biāo)刻軟件,該板卡目前正在對(duì)企業(yè)提供的汽車?yán)葰んw上進(jìn)行Data Matrix標(biāo)刻,目前設(shè)備運(yùn)行情況良好,標(biāo)刻效果穩(wěn)定。
【學(xué)位單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN24
【部分圖文】：

標(biāo)刻系統(tǒng)參數(shù)分析與硬件平臺(tái)搭分析激光標(biāo)刻設(shè)備，由三部分組成：激光器、激激光器用于產(chǎn)生激光，并可對(duì)激光的輸出功于對(duì)激光的光斑位置進(jìn)行高精度的控制，目繪圖儀，在本文所述的實(shí)驗(yàn)中使用的激光傳 XY2-100 協(xié)議對(duì)激光的光斑位置進(jìn)行控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的圖形，通過(guò)控制激光器和要的圖形。圖 2.1 所示，即為本文所使用的

Table 2.1 Laser related parameters最小值 標(biāo)稱值 最大值 1060 1064 1085 20 30 60 0.67 115 140 6 8 數(shù)目前常用激光傳導(dǎo)設(shè)備，具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)借其高效、高質(zhì)量和永久標(biāo)刻等特點(diǎn)已成為目前主流作原理是：激光器輸出的激光射入振鏡后，經(jīng)過(guò) X 軸，經(jīng)過(guò)場(chǎng)鏡后聚焦后，投射到工件表面上，通過(guò)控制鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)現(xiàn)激光落點(diǎn)在二維平面上任意位標(biāo)刻出各種圖形或文字。圖 2.2 所示，即是振鏡的

單片機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)喲調(diào)理電路后，驅(qū)動(dòng)激光器和器驅(qū)動(dòng)機(jī)理泛使用的脈沖光纖激光器的接口是 DB25 接口，該接口中主要：激光器的開(kāi)關(guān)信號(hào)、激光器的功率控制信號(hào)、重復(fù)頻率控制制激光器開(kāi)關(guān)的信號(hào)有兩個(gè)：激光器主震蕩開(kāi)關(guān)信號(hào)和激光器制激光器輸出功率的有兩類信號(hào)：激光器輸出功率信號(hào)、功率制激光器重復(fù)頻率的有一個(gè)信號(hào)：激光器重復(fù)頻率信號(hào)。激光電源電壓為 5V 的數(shù)字信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電流不小于 7mA，因此可以建數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器的功率、脈沖頻率、激光器的開(kāi)關(guān)光器的控制原理如圖 2.3 所示， 由于 STM32F407 單片機(jī)輸出3V，且驅(qū)動(dòng)能力弱，激光器的輸入信號(hào)要求電流不低于 7mA，輸出的信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器和鎖存器，將輸出的信號(hào)放大至 5V，信號(hào)的電流放大至 10mA，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器的控制，同時(shí)將激光器與。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2847187