本文關(guān)鍵詞：準(zhǔn)分子激光微加工像面定位及Z軸跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,激光加工技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、航空、機(jī)械制造、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用,其對提高產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)自動化等也起到了重要的作用。準(zhǔn)分子微加工技術(shù)更是以其功率密度高、成像分辨率高、吸收系數(shù)小、熱效應(yīng)小等特點(diǎn)被廣泛的研究和使用,例如利用準(zhǔn)分子激光進(jìn)行材料表面拋光、生物芯片的制作、圖形加工等等。在準(zhǔn)分子微細(xì)加工過程中,加工系統(tǒng)若不能及時(shí)、準(zhǔn)確的對像面位置做出判斷并進(jìn)行定位,將難以獲得較高的加工速度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量,而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本論文主要研究的內(nèi)容包括兩部分,即準(zhǔn)分子激光器微加工過程中的像面定位方法和Z軸跟蹤系統(tǒng)。論文結(jié)合準(zhǔn)分子激光刻蝕加工過程、Matlab曲線擬合理論、激光位移傳感器的工作原理以及跟蹤控制軟件的編寫進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究和討論。首先,調(diào)研了國內(nèi)外激光加工系統(tǒng)中自動對焦跟蹤的研究狀況,討論了目前的激光加工系統(tǒng)中自動對焦的研究發(fā)展方向以及所存在的問題;然后分析了準(zhǔn)分子激光的特點(diǎn)及其在微加工領(lǐng)域中的應(yīng)用,并確定了本論文的總體結(jié)構(gòu),展開具體內(nèi)容的研究。其次,從實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有準(zhǔn)分子激光微加工系統(tǒng)出發(fā),根據(jù)加工平臺的運(yùn)動特點(diǎn),提出了采用Matlab曲線擬合的方法,以實(shí)現(xiàn)對刻蝕加工過程中像面位置的判定,并對Matlab曲線擬合理論進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究;同時(shí),深入地研究了激光位移傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理,利用激光位移傳感器結(jié)合六維電動位移臺,搭建了Z軸跟蹤系統(tǒng),并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,以實(shí)現(xiàn)對Z軸的跟蹤。最后,采用Windows作為操作平臺、Microsoft Visual Basic作為開發(fā)軟件,建立了準(zhǔn)分子激光刻蝕加工光斑信息數(shù)據(jù)庫,開發(fā)了Z軸跟蹤控制軟件;同時(shí)開展了像面定位及Z軸跟蹤的相關(guān)實(shí)驗(yàn),并達(dá)到了系統(tǒng)的總體要求。
【關(guān)鍵詞】：準(zhǔn)分子激光 微加工 像面定位 Z軸跟蹤
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG665
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 準(zhǔn)分子激光微加工15-18
• 1.3.1 準(zhǔn)分子激光器15-16
• 1.3.2 準(zhǔn)分子激光微加工的優(yōu)點(diǎn)16
• 1.3.3 準(zhǔn)分子激光微加工的方式16-17
• 1.3.4 準(zhǔn)分子激光微加工系統(tǒng)17-18
• 1.4 本論文研究內(nèi)容和目標(biāo)18-19
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)19-21
• 第2章 像面定位方法研究21-35
• 2.1 Matlab曲線擬合理論21-23
• 2.2 準(zhǔn)分子激光刻蝕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線擬合23-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備23-24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)處理24-26
• 2.2.3 Matlab曲線擬合結(jié)果26-30
• 2.3 準(zhǔn)分子激光刻蝕光斑圖像信息庫30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-35
• 第3章 Z軸跟蹤系統(tǒng)35-49
• 3.1 系統(tǒng)組成35-39
• 3.1.1 激光位移傳感器35-39
• 3.1.1.1 激光三角法35-36
• 3.1.1.2 激光位移傳感器的組成結(jié)構(gòu)36-39
• 3.1.2 六軸電動平移臺39
• 3.2 Z軸跟蹤軟件設(shè)計(jì)39-47
• 3.2.1 激光位移傳感器示數(shù)隨Z軸運(yùn)動的變化規(guī)律40-41
• 3.2.2 跟蹤控制軟件的設(shè)計(jì)41-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第4章 像面定位及Z軸跟蹤實(shí)驗(yàn)49-59
• 4.1 像面定位實(shí)驗(yàn)研究49-52
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及過程49
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析49-52
• 4.2 Z軸跟蹤實(shí)驗(yàn)研究52-58
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方案52
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果及分析52-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的科研成果65-67
• 致謝67

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本文編號：847314