飞秒激光微细加工技术的软件开发与实现

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飞秒激光微细加工技术是利用飞秒激光进行微细加工的一门新技术,是在计算机控制和管理下,根据零件的三维CAD模型,采用材料精确堆积的方法,由点堆积成面,由面堆积成三维实体的一种新型的微细加工制造方法。飞秒激光微细加工技术中的软件系统是指从CAD造型软件直至驱动数控加工的所有软件的总成。本文对飞秒激光微细加工技术软件实现过程进行了深入研究,研究了由三维模型到控制指令之间的数据转换和处理过程,提出了一些新的实现方法和算法,并在软件设计中加以实现。分析了切片技术的研究现状,并对各种切片方法的实现过程进行了深入研究,结合飞秒微细加工的加工机能,设计了一种直接切片方法。该方法保留了直接切片方法的高精度特点,同时又具有后续算法简单等特点。在CAD系统与激光制造系统的软件接口设计过程中,采用了DXF文件格式作为标准,使用DXF文件格式来保存三维模型的切片数据,研究DXF文件格式,设计了DXF文件的解读算法。比较了几种填充扫描算法,根据工艺特点和加工需求,采用了复合填充扫描算法。实现了轮廓线的偏置算法,并提出了一种填充扫描线路径生成算法,很好的实现了分区域来回扫描。这些都在软件中得以实现,实践证明有良好的效果。最后以NC程序作为数据接口,对生成的扫描路径进行插补,驱动机床进行运动,从而完成整个加工过程。本课题设计的整个软件系统分为几个标准的模块,模块之间采用的标准的格式进行数据传递,在很大程度上增强了系统的可扩展性和可维护性,同时构成系统的各个模块不仅可用于本系统中,也可以应用到今后的相关项目开发中。
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