【摘 要】
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激光打标是一种通过高功率激光对物体表面进行刻蚀使其产生相应的物理、化学变化,最终得到所需的视觉效果的技术;差动共聚焦技术是一种利用差动共聚焦现象来进行显微或者测量的技术,具有精度高、效率高、非接触等优点。目前低端的激光打标系统的精度普遍在毫米级别,本文将着重于研究如何将差动共聚焦技术运用在激光打标系统之中,并控制激光打标的误差在1mm之内。研究的内容包括:设计并搭建一套基于差动共聚焦的曲面打标系统
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激光打标是一种通过高功率激光对物体表面进行刻蚀使其产生相应的物理、化学变化,最终得到所需的视觉效果的技术;差动共聚焦技术是一种利用差动共聚焦现象来进行显微或者测量的技术,具有精度高、效率高、非接触等优点。目前低端的激光打标系统的精度普遍在毫米级别,本文将着重于研究如何将差动共聚焦技术运用在激光打标系统之中,并控制激光打标的误差在1mm之内。研究的内容包括:设计并搭建一套基于差动共聚焦的曲面打标系统。该系统可以在最大切线夹角为10°左右的曲面模型上完成打标,打标误差应在毫米之内,系统运行主要分为两个过程:曲面扫描以及曲面打标,曲面扫描通过差动共聚焦扫描系统配合高精密位移台对物体表面进行形貌扫描;曲面打标利用扫描得到的三维形貌数据进行打标。出于对系统结构紧凑化的考虑,扫描光路和打标光路的主体部分应当共用。研究内容主要分为实地系统搭建以及曲面映射算法两部分,两部分的研究模块化进行。通过软件模拟不同的曲面映射方案对扫描数据的适配性,筛选出最优的方案与系统整合,实现预期效果。平均打标误差为0.874毫米,最大打标误差为0.956毫米。本系统将差动共聚焦技术应用在了激光打标领域,是这项技术应用到工业界的一次尝试。为之后该项技术更多产品的研发提供了参考。
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