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《武汉纺织大学》 2018年
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基于DM码激光快速算法与标刻技术研究

万辉  
【摘要】:传统的激光标刻控制系统主要由工控机和板卡组成,这种控制系统的结构复杂,体积大,柔性差、成本高。嵌入式计算机技术的发展,为激光标刻控制系统的小型化与柔性化提供了一种方案。本文的主要研究目的是研制嵌入式激光标刻控制板卡,实现激光标刻DM码的功能,同时使激光标刻设备具有较高的工作效率,本文主要做了一下4项研究工作。研制了一种嵌入式的激光标刻控制板卡,使用STM32F407单片机作为控制核心,搭建驱动电路,通过嵌入式计算机系统驱动振镜和激光器,通过嵌入式计算机的通讯接口与现有的的自动化生产线通讯接口对接,使板卡能与多种设备协同工作,提高标刻系统的柔性。本文建立了针对ECC-200规格的Data Matrix码的Fast Laser Mark System模型,将Data Matrix生成过程中使用的填充码、伽罗华域、纠错码生成系数、Data Matrix图形排列数据建立了对应的数据表,组成该模型,通过查询Fast Laser Mark System模型中的数据表,去掉冗余计算,提高Data Matrix的生成算法效率,实践表明,使用模型后的算法效率一般可提升约55%。建立了激光标刻速度模型和标刻区域的灰度模型,该模型通过控制激光标刻像素点的圆心距调节激光标刻速度和标刻区域的灰度。根据该模型计算出激光标刻像素点圆心距的最佳距离为55um,使激光标刻Data Matrix图形过程具有较高的速度,激光标刻区域的具有较高的灰度。提出了针对Data Matrix的区域填充扫描路径,通过提取Data Matrix图形中相同颜色单元格相互连接形成的连通区域,将连通区域作为一个标刻单元,使标刻过程只需扫描需要标刻的区域区域,缩短了激光标刻路径,每个连通区域开启一次激光器。在采用区域填充原理的标刻路径实验中,标刻相同大小的DM码图形,相比于点阵扫描路径,区域填充激光标刻路径的标刻效率可提高60%左右。目前该激光标板卡已研制成功,按照本文所述原理编写相关的激光标刻软件,该板卡目前正在对企业提供的汽车喇叭壳体上进行Data Matrix标刻,目前设备运行情况良好,标刻效果稳定。
【学位授予单位】:武汉纺织大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN24

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【参考文献】
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