激光模切设备控制系统研发

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1、硕士学位论文激光模切设备控制系统研发THECONTROLLINGSYSTEM’SDESIGNOFLASERDIE-CUTTINGEQUIPMENT薛守龙哈尔滨工业大学2014年12月国内图书分类号：TP271.4学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文激光模切设备控制系统研发硕士研究生：薛守龙导师：胡泓教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2014年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP271.4U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngine

2、eringTHECONTROLLINGSYSTEM’SDESIGNOFLASERDIE-CUTTINGEQUIPMENTCandidate：XueShoulongSupervisor：Prof.HuHongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicsEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2014Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechn

3、ology摘要摘要随着包装工业的逐步发展，原来以木制模切板为主的包装材料模切工艺具有制作工艺复杂、制作精度不高、材料消耗大等缺点，越来越难以满足工业发展的需要。整个业界急需一种新工艺来代替现有的横切方式。针对此情况，本文将激光加工引入包装模切工艺，研发出一种基于激光束移动的切割控制系统，采用振镜系统控制光路，并采用MicrosoftVisualStudio2008进行上位机程序的编写，通过控制激光束的功率强度及运行速度，可以快速准确对各种包装材料进行切割。论文首先系统对比了传统模切技术的流程和缺点以及激光加工的发展现状，接着确定本系统所用控制方案，即上位机加运动控制卡，开发了伺服电

4、机控制系统和激光振镜控制系统，分析了振镜扫描失真的类型及原因，主要为枕形失真、线性失真，同时研究并提出了误差校正的方法，主要分软件校正和硬件校正，其中软件校正实现柔性度较高，方法简便可靠，并且成本较低，本课题采用此种方法。进行了基于MicrosoftVisualStudio2008的系统上位机软件设计，主要分为三大模块：图形绘制与编辑模块、DXF文件数据读取模块、激光切割控制模块；阐述了各功能模块的拆分思路、设计流程等，分析了程序对话框等控件的添加原理。论文在完成机器的设计后进行了包装材料激光切割的数学建模与实验研究，通过理论推导得出了激光功率、光束移动速度与切割深度之间的数学关系

5、，并设计实验进行了验证，然后根据实验结果分析误差产生原因并修正了数学模型。关键词：激光模切；振镜系统；上位机软件；运动控制卡；切割建模-I-AbstractAbstractWiththedevelopmentofthepackagingindustry,thepastdie-cuttingprocessexposealotofshortcomings:complexproductionprocess,lowproductionprecision,materialconsumptionandothershortcomings,whichisincreasinglydifficultt

6、omeettheneedsofindustrialdevelopment.Thewholeindustryneedsanewcrafttoreplacetheexistingdiecuttingmethod.Tosolvethisproblem,thepaperintroducedlasertoprocessingpackagematerials,thenacuttingcontrolsystembasedonmovementofthelaserbeamisdeveloped,withgalvanometersystemtocontrolthelightpath,andwritet

7、hePCprogrambasedonMicrosoftVisualStudio2008tocontrolthelaserbeampowerdensityandmovingspeed,avarietyofpackagingmaterialscanbecutquicklyandaccurately.Firstly,thepaperanalysestheprocessanddisadvantagesoftraditionaldie-cuttingtechnology,the