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多功能光纤激光打标机

光纤激光打标机数控系统工作原理


光纤激光打标机由激光电源、激光器、两座标工作台及数控系统四部分组成。数控系统根据用户输入的顺序及打标工艺参数。激光器接收到该命令后发射出脉冲激光,控制工作台作相应的移动。走到某一字符或图案点处便发出激光打标机命令。激光束通过光学反射镜组聚焦在被加工物表面。强功率激光作用下,使物体外表熔融或蒸发而形成痕迹。这些点阵组合起来就是要刻划的字或图案。原理图如图1所示。根据工作台的移动方式,

光纤激光打标机可分为三类:

1扫描式打标;

2笔顺式打标;

3路径优化式打标。

 

光纤激光打标机原理图

系统的软硬件设计

激光打标机数控系统的控制器选用8031单片微机。硬件框图如图2所示。

 

 光纤激光打标机数控系统硬件构图

系统软件包括用户图标编辑、用户自定义图案库生成、打标计算及控制、图标程序管理、工件计数、顺序校验等。主要对前三种功能的实现方法进行讨论。如图3所示。本文对如何用单片机语言编写系统软件不做赘述。

 

光纤激光打标机图标程序编辑

由于本系统采用单片机控制。所以图标顺序采用格式化提示性输入。一个图标顺序由若干字段组成,数码管显示。每个字段又由该字符(或图案)所有打标信息组成。例如要打标“1998字符1998组成了该程序的各个字段。一个字段包括6个信息元素:1字符标识符,2字符类型,3X坐标,4Y坐标,5点间距,6重打次数。采用该结构并按提示方式编辑图标程序,易输入、修改,不易出错。

光纤激光打标机自定义图案

用户需要打标特殊文字或图案时。所以采用自定义图案方式生成自己的图案库,由于内部字库无法提供。每个自定义图案包括三部分信息:1字符类型,2字符标识符,3点阵代码。点阵代码的输入按图案点阵从左到右、从上到下顺序进行,每次输入一个字节的点阵。图案较大时,可以分块定义。

光纤激光打标机打标控制

根据图表顺序按字符标识符和字符类型调入字符点阵。由位图经过路径优化转化成工作台的达指定位置并输出打标信号,并构成字符位图。完成一点打标。其中路径优化是打标控制需要解决的关键问题。

众所周知。目前尚无最优解,路径优化是一世界性难题。最邻近算法是最广泛采用的方法,编程简单、容易理解,可靠性也较高,可以获得良好的结果。由于该算法近似精度为a≤1/2InN+1算法计算复杂性为0nXn所以这种方法有时也可能很差,达不到优化目的数据点较多时,具有较高的计算发杂性。作者以最邻近算法为基础并依据点阵位图,将其演化利息文的算法。该算法的方法如下:

并转换成位移量。同时将该店在点阵位图中设置为零。 ①、位图中找出第一个点(IJ.

JI-i,同时将该店在点阵位图中置为零。 ②、IJ相邻点(I+i.JI,J+jI,J-jI+i,J+jI-i,J,J+jI-i,J-jI+i,J-j按顺序找出下一个打标点(I,Ji和j取值为123,受点阵位图边界控制)将(I,J转换成位移量。

则以(I,仍有为1位时。③、判断点阵位图中是否还有为1位。J为新的起点,返回方法②,否则优化完成。方法②中,由于图案点阵是按字节从左到右、从上到下顺序排列,所以该算法可以最快找到最邻近点,无须遍历所有点。因此大大提高了优化速度,这在本文打标的实时控制中尤其重要。

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