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一种激光打标系统的设计与实现

肖毅  
【摘要】: 激光打标是利用激光的热效应烧蚀掉物体表面材料从而留下 永久标记的技术。与传统的电化学、机械等标记方法相比具有无 污染、高速度、高质量、灵活性大、不接触工作等优点。近年来, 激光打标已经在很多领域取代传统的打标方式而成为常规的加工 方式,甚至形成新的工业标准。 激光打标机是综合了激光、光学、精密机械、计算机等技术 于一体的机电一体化设备。它主要由激光器、光学系统和控制器 组成,其中控制器是核心部件。控制器经历了硬件数控(NC)和 计算机数控(CNC)两个发展阶段,90年代以来,随着计算机技 术的飞速发展,性价比不断提高,基于计算机的数控系统已成为 控制系统发展的主流。 目前,激光打标控制器主要有两种控制方式,一种采用微机 (PC机)控制,一种采用单片机控制。前者具有完善的图形处理 能力,但每台打标机需配备一台工控PC,成本较高;后者价格低 廉,但现有的单片机控制器只能完成几种简单的图形(如直线、 圆弧)打标,缺乏处理图形文件的能力。针对现有控制系统的不 足,我们提出了采用微机控制和单片机控制相结合的混合控制模 式方案。该系统由PC机、通讯模块和单片机控制器组成,首先 利用PC机完成图形文件的生成及处理,然后通过RS-232串行通 讯接口传输给单片机控制器,最后由单片机控制器完成打标控 制。 本文的创新点在于采用了一种新型的控制方式,将微机的图 形处理功能和单片机的控制功能有机的结合。该系统的优点是相 对于微机控制系统,混合控制模式不需要每台打标机配备一台微 机,可以多台打标机共用一台微机,甚至一台普通的办公微机就 可胜任,在将图形文件传送给单片机系统后,微机就可以脱离单 片机系统从事其他工作,因此大大降低了成本;相对于单片机控 制系统,混合控制模式的单片机控制系统具有图形处理的功能, 通过采用新一代大容量闪存AT29C040,一次可存储至少十个 文件,支持PLT、BMP和PCX等常用图形格式。系统采用了大 量的抗干扰措施,使得即使在强干扰的环境下仍能稳定可靠地 工作。该系统经武汉楚天激光集团实际使用,效果良好,现已批 【Z差霎霎1 而十堂aN卞 \“、。一W\lASTER S 了HESIS 量生产厂取得了良好的经济效益;一————一一—————————————一 论文首先介绍了激光加工及激光打标机在国内外的发展状 况,分析了激光打标机现有的几种控制方式,并针对它们的缺点 提出了采用微机控制和单片机控制相结合的混合控制模式方案。 文中介绍了系统的硬件、软件及抗干扰措施的设计,最后提出了___ 值得改进的方面。回回呀


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