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简析激光用于激光切割机器视觉自动定位系统研制和设计大纲

收藏本文 2024-04-14 点赞:7195 浏览:19452 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:当前工业生产中,激光切割划片设备作为精密切割专用设备受到广泛运用。激光高速开关光的制约、以及在划片历程中激光能量的监控和补偿,在高精度半导体行业中显得尤其重要。目前行业中所用的运动制约系统,对于这方面的制约做的很单一、响应慢,没有综合激光能量实时监控,且运动制约器的执行效率非常低,因为这方面的制约是需要用户编写一定的运用程序来达到的。该制约方式使得运动平台到位和激光的触发开关响应延时较长,最终造成了划片历程中产生内缩现象。为此,本课题以激光划片设备为探讨平台,完成了该设备的运动制约系统、机器视觉系统、激光功率闭环制约系统的设计,具体的探讨工作有以下几个方面:本论文首先探讨了设备的运动制约系统硬件机构。设计了逻辑制约板卡,代替plc完成了设备上电顺序启动和其它的逻辑制约功能。设计了光栅尺信号采集板卡完成激光高速开关光的制约。其次,浅析设计机器视觉系统,设计光源制约器的硬件电路,利用Visual Basic6.0编写了光源制约器上位机软件,可以手动调节上位机界面完成对光源亮度的调节。再次,完成了激光功率闭环制约系统的设计,设计激光功率采集板卡,对电源供电模块和信号放大模块等做了详细介绍。最后,完成平台复位程序、平台定位程序、光源制约器调光程序、激光功率采集程序的设计和调试,并对其所涉及的部分程序做了详细介绍。该系统切割加工历程中只通过下位机硬件完成自动定位切割,加工精度在很大程度上得到了提升。同时激光功率闭环制约系统使得在切割历程中,激光加工功率可以做实时补偿,以而保证加工历程的稳定性。解决了激光能量的采集和激光波片电机制约的兼容性不足,消除了激光划片历程中产生的内缩现象。关键词:激光划片论文定位开关论文机器视觉论文光源制约论文激光功率论文

    中文摘要4-5

    Abstract5-11

    第一章 绪论11-15

    1.1 课题的探讨背景和作用11-13

    1.2 激光加工设备的国内外近况13-14

    1.3 本论文的主要探讨内容14-15

    第二章 运动制约系统硬件部分的探讨15-34

    2.1 逻辑制约板卡的设计15-19

    2.1.1 逻辑制约板卡的最小系统模块设计15-16

    2.1.2 I/O 口扩展模块设计16-17

    2.1.3 RS-232 通信模块17

    2.1.4 逻辑制约板卡设计有着及需要注意不足17-18

    2.1.5 逻辑制约板卡的优点18-19

    2.2 运动执行系统的探讨19-27

    2.2.1 运动制约系统硬件组成19-20

    2.2.2 GALIL 运动制约器20-21

    2.2.3 X/Y 轴电机驱动系统的设计21-24

    2.2.4 Z 轴驱动系统的设计24-25

    2.2.5 旋转轴驱动系统的设计25-27

    2.3 定位激光开关光制约的设计27-33

    2.3.1 光栅尺信号采集板卡的硬件电路实现27

    2.3.2 差分信号转单端信号模块27-28

    2.3.3 计数和 MCU 模块28-31

    2.3.4 数据存储模块31-32

    2.3.5 系统实验数据浅析32-33

    2.4 本章小结33-34

    第三章 机器视觉系统的探讨34-47

    3.1 机器视觉结构探讨34-35

    3.2 镜头的选择35

    3.3 图像传感器的选择35-36

    3.4 图像采集卡的选择36-37

    3.5 光源的选择37-39

    3.6 光源制约器的设计39-46

    3.6.1 MCU 模块40-41

    3.6.2 电源模块41

    3.6.3 人机交换模块41-43

    3.6.4 LED 驱动模块43-45

    3.6.5 设计注意事项45-46

    3.7 本章小结46-47

    第四章 激光功率闭环制约的探讨47-56

    4.1 激光功率闭环制约系统的组成47-48

    4.2 波片电机的驱动制约48

    4.3 激光功率采集模块48-54

    4.3.1 两级放大电路49-50

    4.3.2 电源模块50-52

    4.3.3 MCU 和 LCD 模块52-53

    4.3.4 系统数据浅析53-54

    4.4 本章小结54-56

    第五章 定位系统的软件部分的探讨56-65

    5.1 运动平台复位编程56-59

    5.2 平台定位软件编程59-61

    5.3 光源制约驱动编程61-63

    5.4 激光功率采集模块编程63-64

    5.5 本章小结64-65

    第六章 总结与展望65-67

    6.1 工作总结65

    6.2 展望65-67

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