大幅面激光振镜切割软件的研究与开发

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1、·华中科技大学硕士学位论文大幅面激光振镜切割软件的研究与开发姓名：李潇申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：王平江20080521···华中科技大学硕士学位论文摘要激光切割技术是激光加工行业中最重要的应用技术之一，也是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。与其他切割加工方法相比，其具有高速、高精度和高适应性的特点，已广泛应用于制造业及科学研究等诸多领域，并具有巨大的市场前景。本文针对激光切割加工中的数控编程方法及其应用问题，对大幅面激光振镜切割相关理论和关键技术进行了系统研究与实践。针对激光切割加工中工作台及振

2、镜系统的特点，本文研究了大幅面工件激光切割机的整体结构，同时针对大幅面Gerber文件中的加工信息的特点，研究了加工信息的结构和处理步骤，既增加了加工的范围同时又保证了激光快速、高精加工的特点。在对激光切割软件需求和功能模块分析的基础上，研究了基于振镜的激光切割软件的体系结构。对加工轨迹的分割技术进行研究，提出了栅格的设计方法，实现了加工轨迹的快速分割，同时采用线段离散方法改善了振镜加工时的畸变。针对实体边缘轮廓的提取，本文提出了基于有序边缘点处理的两阶段边缘轮廓精确提取方法，通过确定边缘点与实体的关系获取图形的有序边缘

3、初始轮廓，然后对初始轮廓进行求交得到精确轮廓，从而得到激光加工运动轨迹。为解决激光切割加工抬刀过多的问题，本文对运动轨迹优化进行研究，提出了一种次优搜索方法，由基准点开始搜索运动轨迹链表中的最近端点，同时考虑此端点加工次数及轮廓位置关系，实现了运动轨迹优化及相关工艺要求，提高了激光切割效率。基于以上研究成果，开发了一个激光切割机大幅面振镜切割软件原形系统，验证了相应研究内容，同时在实际中得到了很好的应用。关键词：激光切割;振镜;轮廓提取;轨迹规划;轨迹优化I···华中科技大学硕士学位论文AbstractThelaserc

4、uttingtechniqueplaysanimportantroleinlasercuttingindustry,whichis theearliestandwidelyused.Comparingwithothercuttingways,thelasercuttingmethod hashigheraccuracyandspeedfeatureswhichmakeitwidelyusedinthemanufacturing industryandresearch,andhastheextensivedevelopme

5、ntprospect.TopromoteNC programmingtheoryanditsapplications,severalkeytechnologiesforlasercuttingare systematicallystudiedandimplementedinthisthesis.AccordingtothefeaturesofworkbenchandgalvanometerintheLasercutting machining,thepaperdiscussestheintegratedstructure

6、oflasermachineforthelargearea. AndwiththefeaturesoflargeareaGerberfile,thestructureandtheprocessingstepsof theinformationhavealsobeendiscussed.Theproposedmethodnotonlyenlargesthe processingarea,butalsoinsuresthehighspeedandaccuracyinthecuttingprocesses. Basedonth

7、eanalysisofsoftwaredemandandthefunctionmoduleoflasercutting, thearchitectureofthesoftwareforlasercuttingusinggalvanometerisstudied.Adesign methodofgridispresentedbystudyingthetechniqueoftoolpathcutting.Theproposed methodimprovesthedividingefficiency.Amethodofdisc

8、retinglinesisalsoimplemented toreducethedistortionofgalvanometer.Fortheextractionoftheobjectboundaryprofile,anoveltwo-stageextractingmethod ofboundaryedgebased