基于线激光的化铣激光刻型在机精度检测方法

化铣激光刻型工艺是飞机蒙皮加工的重要方式,目前尚缺乏在机测量方法来检测激光刻型的精度与质量。针对此问题,提出了基于线激光的化铣激光刻型在机精度检测方法。首先,基于齐次坐标变换建立了五轴激光刻型机和线激光传感器的运动学模型,确定激光测量坐标系与工件坐标系之间的变换关系,据此获得刻型线扫描点云。然后,基于模板匹配提取单帧刻型槽截面轮廓特征,并通过Levenberg-Marquardt算法求解刻型线槽宽、槽深以及位置信息。再通过点云分割、轮廓匹配和轮廓误差计算方法得到激光刻型的轮廓误差。最后,通过激光刻型在机精度检测试验验证所提出方法的有效性,试验结果表明,该方法能够有效评估刻型线的均匀性和轮廓精度,为加工误差溯源、工艺改进和提高刻型线的轮廓精度提供了重要参考依据。

基于光斑重叠的激光表面标刻等效脉冲传热模型与工艺分析

目前激光表面标刻技术应用较为广泛,但标刻过程中涉及的能量耦合复杂。为满足激光标刻技术的发展需求,结合理论模型和试验分析对其能量耦合的原理进行探究。研究结果如下:重叠率在91%~99%时,激光扫描速率v或激光脉冲频率f影响下的材料烧蚀深度会随重叠率的增加而增加,重叠率为99%时,材料去除率达最大;在光斑直径D影响下的烧蚀深度随重叠率的增加而减少,重叠率为91%时去除率最大。三种参数影响下,等效激光功率密度I1=3.88 W/μm^(2)时,将产生较大的反冲压力促进材料的去除,使激光标刻的能量利用率最大。面标刻中,线间距大于线段凹槽宽度时,导致线段叠加不能完全填充目标区域;线间距小于线段凹槽宽度时,会导致块体膨胀变形,表面质量被破坏;线间距与线段凹槽宽度接近时,目标区域可以被完全填充且表面质量不被破坏,标刻效果较好。通过分析空间上光斑重叠区域的能量耦合与时间上相邻脉冲的能量累积,整理得到等效脉冲传热数值模型,可对激光标刻的烧蚀深度进行更加简单有效的计算。

不可展曲面功能结构激光刻蚀实验研究

功能性结构在航空航天和卫星通信领域应用十分广泛,对大曲率不可展曲面电磁功能结构的加工是一项十分重大的课题。提出将激光控制软件与导轨运动控制软件进行集成开发,结合分区加工的方法,实现球形不可展曲面电磁功能结构的激光刻蚀。通过将直径100 mm的304不锈钢半球面划分为2个区域,在2个区域内分别采用3D投影和旋转加工2种不同加工方式,更好地保证了单元结构的加工质量。3D投影应用于切平面夹角β<45°的区域,可以一次性形成激光加工轨迹,省略了分层加工的多次运动,极大地提高了单元加工效率,保证了加工精度。在β>45°区域内采用样件旋转方式,同步调整激光束与球面待加工单元位置,以保证激光束与球面待加工单元法向相重合,减小激光入射角,有效地提高了加工单元的精度。分别利用去除率和样点均方根差评估加工质量,实验结果表明:去除率约为1.00~1.03,样点均方根差约为10~35μm,整体加工效果显著。

化学铣切保护涂料激光烧蚀刻型线密封剂研究

对应用于航空、航天铝合金化学铣切特种加工工艺的激光烧蚀刻型线临时密封剂材料的制备、性能以及在化学铣切加工中的应用进行了研究,通过实验确定了适宜的线密封剂材料配比,对制备的线密封剂材料耐化学腐蚀、物理力学性能、化铣工艺性能进行了测试。

直接激光标刻和二维条码技术在刀具标识中的应用研究

针对目前刀具标识与信息追踪方面存在的不足,采用直接激光标刻和二维条码技术实现了刀具的直接标识。在大量试验研究的基础上,重点探讨了刀具直接激光标刻对刀具识别可靠性、刀具识别时间以及刀具力学性能的影响。该研究为刀具和在制品的标识以及信息追踪提供了新的方法和技术,有利于提高刀具库存管理的效率,缩短刀具准备时间,实现刀具生产过程信息采集和信息追踪。

高功率CO_2激光快速刻花实验

研究了高功率ＣＯ２激光快速刻花中激光功率密度、侧吹气体、重力和激光头的扫描速度对轧辊表面粗糙度和微观硬度的影响，对轧辊表面性质的形成进行了分析，讨论了影响轧辊表面性质的各种主要因素。

单片机控制的激光标刻机

给出了用于工业领域的单片机控制的激光标刻机的原理和实现方法 ,以及单片机控制系统的硬件与接口程序。

基于PC的激光标刻系统控制卡设计

针对激光标刻应用中激光及振镜控制、光电输入检测、生产线速度检测等特殊需求,提出了一种基于计算机PCI总线的激光标刻系统控制卡的设计方案。应用该方案设计的控制卡集检测、控制于一体,采用复杂可编程逻辑控制器件(CPLD)为核心的译码控制电路,具有在线编程的能力,适合飞行标刻在内的广泛激光标刻控制系统。该设计方案提高了标刻系统的稳定性及标刻速度,在实际应用中取得了很好的效果。

激光标刻在条码技术中的应用研究

分析介绍了条码技术 ,仔细研究了双振镜扫描系统产生畸变的原因 ,提出了一种软件矫正算法 ,实现了激光标刻在条码技术中的应用。

激光刻花表面形貌的数值模拟及实验比较

建立了一种研究激光刻花轧辊表面形貌的三维模型 .该模型采用有限元方法对熔池中的热传导、对流以及熔池表面变化进行了模拟 .模拟的表面形貌与实验结果进行了比较 。

激光飞动标刻软件研究

介绍了一种能用于生产流水线激光标刻的软件实现方法。该方法对可以用于标刻的常用图形字符对象进行了相应的处理。

一种大尺寸环形薄壁零件激光刻型新方法

在航空装备轻量化要求下,对于机匣类大尺寸环形薄壁零件,提出了一种激光刻型的新方法来减重。利用五轴直角坐标实验装置,配合CO_2激光器在三维筒形薄壁零件上做刻型加工,并开发出图形精密分割和在线拼接软件,解决了大尺寸复杂薄壁构建表面刻型存在的易变现、精度低以及刻型减重比低的技术难题。结果表明:所提出的激光刻型新方法能够较好的满足大型环形薄壁零件精确、高效刻型的要求,对提升我国航空发动机和飞机性能具有重要的意义。

激光标刻的复杂区域填充算法

为减少填充线段和提高激光加工效率，对复杂区域的填充算法进行了研究．采用延长某些岛屿边界将包含岛屿的区域变为单连通域；然后用最长边延长法和最长边平行截取法将单连通域分解为简单凸多边形，简单凸多边形填充方法是先找到凸多边形所有边对应的高最小的那条边，平行该边进行填充，最后对填充线段的连接顺序进行优化处理．与传统的固定方向扫描填充相比，采用本算法可使复杂区域和实心文字的激光标刻效率提高20％～40％．

激光标刻技术

本文系统地论述了激光标刻技术的分类、工作原理、结构特点及其影响因素，并对我国激光标刻技术内市场和发展趋势作了预测．

激光刻图在制造 a-Si 光伏器件中的应用

描述了在集成型 a-Si 光伏器件的制造中,利用高功率激光束进行刻图的新方法。作为激光刻图中材料除去的模型,被刻蚀材料的蒸汽压对材料除去会带来很大的影响。在制备 a-Si 光伏器件中,侧边接触的器件结构对激光刻图技术是很合适的。激光的平均功率或激励电流,重复频率、焦距和扫描速度是激光刻图技术的基本参数。我们列出了刻蚀 TCO、a-Si 和背电极薄膜的一些刻蚀条件,可以发现要刻蚀不同的薄膜,需控制这些条件以达到最佳化。

物联网标识多单元的智能激光标刻系统

针对当前系统存在输出波长与激光的光功率稳定性、可靠性差的问题,提出了物联网标识多单元的智能激光标刻系统,该系统包括激光器控制单元、红光指示器单元、振镜扫描单元和控制单元,激光器控制单元提供具有一定能量密度的激光光束,红光指示器用来指示激光加工区域,振镜扫描将物联网标识标刻对象转换成振镜扫描单元能够识别的驱动信号,实现物联网标识的激光标刻。测试结果证明,本文系统能够保证激光标刻过程中物联网标识信号波长协调性能的可靠性和稳定性,能够满足物联网标识的激光标刻使用要求。

超大幅面全固态Nd:YAG激光标刻机的研制

研制了一台超大幅面全固态激光标刻机,该系统主要由光纤耦合输出的全固态激光器、两轴联动工作台和控制系统等组成,详细介绍了两轴联动工作台的设计及其控制系统。通过高精度机械传动部件实现激光束与工件的相对运动,由传能光纤输出的高能量激光对工件进行标刻,不仅可以实现大范围、高精度标刻,而且输出激光稳定、能量转换效率较高,能够实现高质量的标刻。

基于PCI的激光标刻控制系统研究

介绍一种基于PCI总线的激光标刻控制系统设计。系统采用PLX公司PCI总线控制芯片PCI9052作为接口芯片;采用Altera公司的CPLD控制器件EPM7064和AHDL编程语言,设计IP软核,实现局部总线的译码及功能电路的逻辑控制;基于IP核的PWM控制电路控制时钟取自33 MHz的PCI总线时钟,分频获得8位控制精度的PWM占空比调节,实现了高精度的固定频率和可变频率的PWM信号输出。配合硬件设计开发了测试软件和激光标刻应用软件,加快了硬件的设计过程和推广应用。

二维码激光标刻技术在钢管标识溯源中的应用研究

针对当前钢管标识与信息溯源追踪方面存在的不足,二维码直接标识方法被用于钢管在库存管理和生产过程追踪管理。该方法具有工序简单,成本低,溯源精确,识别快速等优点。分析了二维码标刻深度、钢管直径、二维码尺寸与钢管表面粗糙度等因素对二维码识别率的影响,并通过试验,研究了在二维码标识面受污损、划伤、锈蚀等表面污损情况下,对于二维码识别率和效率的影响。该研究为钢管的全生命周期管理以及逐只跟踪提供了新的方法和技术,有利于钢管的库存效率,实现钢管生产过程中信息的采集与追踪。

太阳能级硅激光刻槽埋栅电池的研究

探讨了廉价太阳能级硅材料对电池性能可能的影响，据此对激光刻槽埋栅电池的工艺加以优化．在此基础上制作的大面积太阳电池的转换效率达到１６．５９％．