大幅面激光打孔质量分析与改善研究

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激光打孔是激光加工应用领域之一,高能激光光束通过受控光路烧灼工件表面使材料汽化蒸发形成孔洞。由于其速度快、效率高、经济效益好、应用领域广等优点,在工业生产上的应用越来越广泛。随着激光打孔在航空航天、兵器、电子行业的深度应用,对激光打孔质量的要求也越来越高。本文以大幅面玻璃打孔为研究对象,在分析激光打孔工艺存在问题的基础上,建立激光打孔综合质量评价体系,提出基于机器视觉的打孔质量检测方法,并以打孔质量提升为目标完成激光打孔工艺参数的优化和改善。首先对大幅面激光打孔工艺存在的问题进行分析,论述分析了产生的原因。其次,针对打孔质量评价方法和手段单一的问题,提出了定性指标和定量指标结合的打孔质量评价体系,将玻璃打孔过程中出现的烧灼不均匀、玻璃融化、玻璃出现裂纹、玻璃打孔没有穿透等现象进行定性分析,将孔径偏差、孔不圆度、孔锥度、孔内壁粗糙度进行定量计算,基于打孔质量评价体系设计了快速、准确评判打孔质量的综合质量评价方法。接着,以打孔质量评价体系为依据,采用基于机器视觉的打孔质量检测方法,针对定性指标设计了基于样本学习的定性判定自动识别过程,针对定量指标设计了有关孔内壁粗糙度的高效无损自动检测,以及尺寸检测的定量指标自动计算过程,为分析打孔质量提供数据来源。最后,以打孔质量提升为目标提出单因素实验法和二值法相结合的激光打孔工艺参数优化与调整方法,通过设计正交实验,以及使用方差分析法进行数据分析,得到更为合适的最优工艺参数组合,解决了影响打孔质量的关键影响因素工艺参数设置不合理的问题,提高了激光打孔质量。通过实验验证了本文提出的打孔质量评价方法和打孔工艺参数优化方法的有效性。本文通过大幅面激光打孔质量分析与研究质量改善流程,提出了一套打孔质量评价方法和打孔工艺参数优化调整方法,可以显著提高打孔工艺过程的生产效率,为企业带来了更高的经济效益,并推动激光打孔技术在特定行业的进一步应用,为激光打孔技术在光伏、电子产品领域的应用和发展方向提供有价值的参考。
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