不锈钢表面光纤激光掩膜微细电解复合加工

为了实现不锈钢微细电解定域加工,提出激光掩膜表面改性微细电解复合加工技术。研发了激光掩膜微细电解复合加工装置,并进行样件加工试验。首先,采用光纤激光在304不锈钢表面扫描加热进行打标图案,利用X射线光电子能谱分析(XPS)对不锈钢表面激光打标图案进行分析,发现激光在不锈钢表面打标时被空气氧化生成铁、铬等氧化物,生成的打标图案具有耐腐蚀性,形成保护性掩膜。然后进行电解加工,由于掩膜图案在电解过程中起到保护作用,选择合适的电解加工参数,在不锈钢表面能加工复杂的微结构。最后利用SEM、光学轮廓仪来观测微结构形貌、粗糙度等。研究结果表明:利用激光表面改性,结合微细电解加工能实现304不锈钢微结构的快速加工,该工艺在微细加工领域具有很好的发展前景。     

移动便携式激光标记机打标头的结构设计

针对大型机械零部件表面激光打标的特殊要求,对激光打标技术和工艺过程进行了研究。本文介绍了一种便携式光纤激光打标头的结构设计,通过使用便携式激光打标头取代固定式激光打标头,使激光打标技术能有效应用于不便于移动的大型零部件表面打标,进一步拓展了激光打标的应用范围,并提高了激光标记机的使用灵活性。     

用于制作衍射变色图形的激光干涉打标系统

研制出一种用于在光滑表面制作衍射变色图形的双光束干涉打标系统。采用分束器将高功率脉冲激光分成两束,并聚焦成双光束干涉光场,直接对工件表面进行单脉冲刻蚀,形成周期性微光栅结构。改变干涉光场的取向和干涉光之间的夹角,实现下一次刻蚀,最终实现大面积打标不同取向和不同空频的微光栅构成的衍射变色图形。在不同角度入射光照射下,衍射变色图形产生不同亮度的衍射变色效果。激光波长527nm,单脉冲能量1.0mJ@20ns,打标材料有不锈钢、氧化铬薄膜等,给出了激光干涉打标的实验结果。     

基于视觉识别的激光在线轮胎打标控制系统

论述了利用机器视觉图像处理及打标技术实现激光在线轮胎打标控制的基本原理和实现方法.为了克服轮胎打标现场光线照度不均匀、轮胎表面留有不均匀的润滑油等恶劣的环境,基于DALSA图像软件处理系统,提出一种改进的识别图像的方法.用VC++6.0开发了整个系统的图像处理软件和系统控制软件, 该软件能在流水线上自动判别打标的位置,能根据计算机处理后的图像信息来调整光束偏转、自动地调节焦距进行标刻,极大提高了定位精度,简化了聚焦过程,减少打标产生的废品,目前已成功地应用于激光轮胎在线打标系统中.     

不锈钢材料的准分子激光打标

介绍了微机控制准分子激光打标系统并进行了不锈钢表面打标的研究。在不同激光能量密度下不锈钢表面发生不同的变化;通过对激光作用不锈钢表面温度的计算得出打标阈值,即不锈钢熔点温度所对应的激光能量密度;在阈值以上激光作用下不锈钢表面形成镜面,而在阈值以下则出现氧化层。温度计算表明,激光表面相互作用时温度变化（升温或冷却）速率达１０１０℃／ｓ,可形成非晶态。     

基于STM32的激光打标机控制系统设计

设计了基于STM32微控制器的激光打标控制系统,对激光打标系统的几何畸变进行了分析,并提出了简化的矫正方法。使用微控制器模拟振镜控制传输协议(XY2-100)控制振镜扫描,同时控制激光器的开关,完成对打标过程的控制。使用SDRAM和NAND Flash增强微控制器的数据处理能力,并实现离线打标功能。采用多项式拟合的方法,拟合出简单有效的桶枕形复合畸变误差计算公式,并对其加以实际应用,使激光打标系统可以满足实际打标要求。     

激光打标机聚焦性能的优化设计

一般动态聚焦打标机在聚焦镜前加一套准直扩束系统,随扫描振镜的转动,同步调整准直扩束系统的位置,使激光束始终聚焦在打标平面上。但对更大幅面,聚焦效果不够理想,边缘部分比较模糊。为了适应更大幅面的打标,在原准直扩束系统的基础上,设计了动态准直扩束系统,通过优化设计准直扩束系统的运动轨迹,进一步提高了聚焦性能。经优化后的聚焦指标性能提高了20%,实现了小光斑、大范围的激光打标。同时利用多项式对扩束镜的轨迹进行拟合,提高打标速度,并利用分段线性插值查找表的方法对边缘部分的枕形失真进行校正。经装机测试,该系统打标效果好,能满足使用要求。     

激光打标中振镜几何畸变误差多项式拟合校正

为了消除激光打标系统中由2维振镜物镜前扫描引起的打标点几何畸变误差,分析误差产生的原因,在振镜扫描角度(,)理想计算公式的基础上,采用最小二乘曲线拟合的方法,得到用打标点坐标(x,y)表示的补偿(,)误差的拟合多项式,从而对激光打标点的畸变误差进行了校正。通过校正,可以将激光打标点的最大几何畸变误差由3.2mm降至20m以内,且计算量小、速度快。结果表明,该误差校正算法可以满足高速、高精度激光打标的需要;同时可通过改变物镜焦距计算出新的补偿公式,以应用于不同参量的激光打标系统。     

激光工艺参数对打标彩色效果的影响

为了研究各种激光工艺参数对彩色打标效果的影响及其相互关系,通过计算获得了纳秒激光脉冲在不锈钢表面打标产生的温度场的解析结果,模拟了一系列激光脉冲由点打标成线、由线连成面的热作用过程。通过打标实验验证了对不锈钢激光彩色打标进行热分析的合理性。研究表明:激光工艺参数是通过热作用来影响打标效果,不同参数组合的激光结果能产生相同的颜色。同时发现,不同工艺参数的变化改变不同形式的热输入,产生的热影响会有一定的区别,一些彩色效果只能在特定的工艺参数组合的激光作用下才能产生。     

振镜式在线激光打标扫描方案的设计

论述了振镜式激光打标扫描方案的设计和实现过程 ,通过对振镜扫描速度的补偿解决了由于生产线的运动而造成的打标字符倾斜问题 ,并且有效提高了打标的速度 ,实现了在不同速度生产线对不同材质进行打标     

激光切割中入射角对切割质量的影响

研究了激光入射角对薄板切割质量的影响 ,结果表明 ,在一定条件下 ,激光束不垂直工件表面时 ,仍可以获得切缝细、挂渣少的切割效果。同时切割头的运动方向在激光束不垂直于被加工表面时 ,对切割质量也有显著影响。给出了在三维激光切割时 ,由于干涉等原因无法保证激光束垂直入射时 ,为得到好的切割质量应采取的措施     

凸轮激光热处理控制轨迹研究

为了解决凸轮激光热处理过程中热效应相等的问题,在保证激光光斑在工件曲线表面的相对扫描速率恒定、热处理过程中激光聚焦镜中心到工件轮廓表面的距离不变以及激光束始终沿工件轮廓面的法线方向入射的技术基础之上,提出了控制激光光斑匀速运动的瞬时同心异径算法。同一时刻,工件轮廓表面与等距线上对应点具有相同的圆心,通过设定的工件轮廓表面恒定扫描速度,可以反求出位于等距线上相应点激光头的速度,进而对激光头进行控制。利用MATLAB进行了仿真计算,得出了等距线上激光头的速度值。结果表明,该算法可以解决激光热处理过程中激光头的速度问题。     

激光切割工艺的自适应研究

本文介绍了作者在进行激光智能加工的研究中,激光切割工艺的自适应的实现方法。首先从计算机的待加工工件的CAD图形中,找到加工的尖拐角处,再通过试验研究了切割速度与激光功率的动态关系,使激光切割过程中激光功率随切割速度的改变做相应的改变,避免拐角处的热积累,能够做到直接切割拐角轮廓,而不会过热,获得了满意的切割效果,可以实现激光智能切割。     

基于激光测距的三维激光加工示教编程系统

为了提高激光加工中示教录返编程的精度和效率 ,克服原有系统在结构上的限制和操作上的不足 ,采用借机测量系统的概念 ,提出了基于激光测距的三维激光加工示教编程系统 ,通过保证三维曲面上点的精确测量来实现所需加工信息的测量 ,并对三维曲面上自由轨迹的示教编程进行了详细的探讨。     

陶瓷小孔激光精密加工新方法应用研究

激光打孔是利用激光的光学特性,通过透镜聚焦在工件上,所以加工出来的孔会有一定的锥度存在。为解决这一问题介绍了陶瓷激光精密打孔的新方法——倾斜回转法。即在激光打孔的过程中,让工件或激光切割头倾斜一定的角度,并让工件绕一固定的轴线回转,以减少孔的锥度,解决陶瓷打孔的技术难题。通过正交实验,摸索出了一套切实有效的激光打孔工艺参数,较好地解决了小孔锥度的问题,加工出了合格的陶瓷小孔样品。     

激光差动扫描测量厚度

提出一种激光扫描测量厚/宽度的新方法,系统由准直激光源、差动扫描转镜、接收物镜、光电接收器和智能仪表组成。准直光源发出的光束经差动扫描转镜形成差动扫描,扫描光束被待测工件反(散)射后,由接收物镜汇聚至光电接收元件,测量反(散)射光在待测工件上的持续时间,由特定公式计算出工件厚/宽度。理论分析和实验结果表明,测量结果与工件至系统之间距离无直接关系,工作稳定性好,实验最大测量误差不大于扫描激光束束腰半径。     

亚共晶白口铸铁激光表面强化的微观组织特征

对要求高耐磨的大型工件常用的亚共晶白口铸铁材料进行了不同条件的激光表面强化处理。重点分析研究其微观组织特征 ,目的是解决亚共晶白口铸铁使用寿命短和脆性大的难题。     

轴承在线自动检测控制系统设计

工业视觉在线自动检测设备主要应用于高精度、重复性的工业检测环节中,以其非接触性的优点,广泛应用于轴承检测领域。着重介绍轴承在线自动检测装置中硬件及PLC控制系统的设计与选取。包括图像采集系统、PLC控制系统及工件传送系统、图像采集系统与工件传送系统在PLC控制系统控制下完成对轴承的在线自动检测。经实际测试,该系统能很好完成轴承检测工作,有操作简单、稳定性好、精确度高等优点。     

智能工厂集成方法研究

以两台数控机床和两台工业机器人组成的典型零部件全自动机加生产线为例,分析智能工厂中数控机床和机器人的连接,零件自动加工的工作流程,系统信号的产生、协调和处理,并说明系统监控的内容和方法。研究工业机器人与数控机床集成方法,解决智能工厂系统中的关键技术,为企业的智能化设计与改造提供技术支持。     

国际象棋"马"数控车加工工艺实践

国际象棋棋子在数控车车削加工中,较为复杂的棋子造型是“马”。属于典型的异形类零件。本文在数控车加工中对其加工工艺、工装思路进行分析,重点对特殊外形零件的加工辅助夹具设计作实践探讨。