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激光图形切雕系统智能化应用研究

王伟  
【摘要】: 激光切雕加工技术通过近20年的迅速发展,已成为改造传统制造业的关键技术之一。由于激光加工具有非接触性、速度快、加工精度高等特性,故目前被广泛的应用于汽车、机械、航天等领域中。激光切雕加工的质量好坏主要取决于激光加工系统的硬件和软件控制两部分的优劣。本论文针对激光切雕加工的特点,对激光切雕加工的软件控制方面进行了研究,提出了提高加工质量和效率的方法。论文的主要内容包括: (1)分析了用于激光加工的几种常用图形文件的结构并提出了相应的图形数据信息的提取算法。研究了多种半色调技术在激光图像雕刻中的应用,并对不同的算法进行了比较与分析。在此基础上,针对激光加工的特殊性质,提出了一种基于多级误差扩散的多灰度图像的激光雕刻算法,同时研究了两种适于激光图像雕刻的控制方式,实现了激光高速图像加工输出的控制算法。 (2)分析了影响激光高速矢量切雕加工稳定性的因素,提出了利用B样条曲线对激光矢量切雕进行轨迹规划。在此基础上提出了对加工的速度与加速度进行控制与能量补偿的方法,提高了激光加工的效率与质量。 (3)研究了图像配准在激光切雕加工中的应用,实现了加工中的智能化高精度定位。 最后,对于本课题的后续研究提出了一些自己的看法和建议。


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