数控激光加工试验台设计与加工斑点计算理论

编号 zgly0001555702

文献类型 期刊论文

文献题名 数控激光加工试验台设计与加工斑点计算理论

作者 马岩  宋明亮  李虎  杨春梅 

作者单位 东北林业大学林业与木工机械技术工程中心 

母体文献 林业科学 

年卷期 2017年08期

年份 2017 

分类号 TS652 

关键词 木材  纳秒水导激光加工  运动学模型  过切与欠切 

文摘内容 【目的】将现代激光加工方法应用到木材加工中,辅以水导配合,设计数控纳秒水导激光束激光加工试验台,为纳秒激光技术加工木材提供一种新的理论和方法。【方法】以针叶材为例,在分析针叶材结构特点的基础上,基于纳秒水导激光束对针叶材型面包络成形的加工原理,研究数控激光加工试验台的结构配置形式,根据确定的结构配置形式建立试验台的开环运动控制链,从而建立纳秒水导激光束激光加工的运动学模型;在针叶材三维造型基础上,建立针叶材STL模型,研究激光加工的过切与欠切,得到正确的光斑点计算理论,获得光斑文件,为开发出纳秒水导激光加工试验台的编程系统做铺垫;基于工控机IPC和PMAC104两级开放式控制系统,开发出纳秒水导激光加工试验台控制系统。【结果】根据纳秒水导激光加工试验台的配置形式,确定激光加工试验台为COZY的结构配置形式,并建立其运动学模型r0=[y·cosγ,y·sinγ,1+z];通过建立的STL模型,得出一系列激光束触点,进而计算出光斑点的方位矢量,根据激光加工的过切与欠切分析,选出符合加工精度的光斑文件。【结论】通过对纳秒水导激光束激光加工的运动分析、纳秒水导激光加工试验台的结构配置形式分析以及纳秒激光加工斑点计算理论的研究,完成COZY配置形式的针叶材数控纳秒水导激光加工试验台样机1台;根据纳秒水导激光加工试验台的配置形式建立纳秒水导激光束激光加工的运动学模型,并经相关激光加工试验,验证所建立的模型;开发纳秒水导激光加工试验台的控制系统,并用实机检验激光加工试验台纳秒水导激光束系统的控制功能。