可實現(xiàn)特殊激光微加工工藝數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、摩擦學(xué)理論研究及工程應(yīng)用均表明,摩擦副表面存在與其潤滑性能要求優(yōu)化相匹配的理想微觀結(jié)構(gòu)形貌,可顯著改善其潤滑狀態(tài),延長使用壽命,減小能耗等。為了實現(xiàn)對這種摩擦副表面微觀形貌的加工,相繼出現(xiàn)了諸多微加工技術(shù)。而其中,激光微加工技術(shù)以其高效、節(jié)能、環(huán)境友好、易于實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點,備受青睞。
　　 激光微加工技術(shù)獨一無二的優(yōu)越性,使其在氣缸/活塞環(huán)、機械密封環(huán)以及平面類零件這些典型摩擦副表面的微觀形貌加工中有著極其廣泛的應(yīng)用。然而,

2、激光微加工技術(shù)一般是熱熔性加工,加工過程中會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的熱負(fù)面效應(yīng),在加工表面產(chǎn)生諸如微裂紋、金屬重鑄、殘渣堆積、加工表面粗糙等一系列問題。因此,如何減小激光微加工過程中的熱負(fù)面影響,平衡好加工效率和質(zhì)量,成為激光微加工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。而在摩擦副表面實現(xiàn)基于摩擦學(xué)設(shè)計的微觀幾何形貌的精確加工,目前仍然是一個工程難題。
　　 本課題組提出的“單脈沖同點間隔多次”激光微加工工藝,滿足單個激光脈沖在同一加工位置上有間隔重復(fù)多次的加工

3、,不失為減小熱負(fù)面效應(yīng)影響的有效應(yīng)對方法。本文在激光器聲光調(diào)Q技術(shù)的基礎(chǔ)上,擬研制可實現(xiàn)“單脈沖同點間隔多次”加工工藝的激光微加工數(shù)控系統(tǒng),實現(xiàn)典型摩擦副表面預(yù)定設(shè)計微觀形貌高效、高質(zhì)量的加工。本文主要對以下幾個方面開展了系統(tǒng)的研究:
　　 1.結(jié)合激光微加工數(shù)控系統(tǒng)的功能需求,合理地構(gòu)建系統(tǒng)的整體設(shè)計方案,確定了以運動控制卡MC8041A和激光脈沖控制卡為核心,上位工控機為人機交互及數(shù)據(jù)處理,ISA總線為通訊接口的一體化設(shè)計方

4、案。
　　 2.對實現(xiàn)運動控制卡功能的運動控制芯片MCX314進行詳細(xì)的闡述,并充分利用MCX314芯片的優(yōu)點,對系統(tǒng)的機械運動控制功能進行開發(fā),方便用戶使用。
　　 3.根據(jù)激光脈沖控制卡所需實現(xiàn)的功能,對其進行設(shè)計規(guī)劃,主要由單片機和CPID(復(fù)雜可編程邏輯器件)構(gòu)成,完成單片機和CPLD內(nèi)部的程序設(shè)計與調(diào)試,包括高速并行通訊模塊,外部反饋脈沖選擇模塊,四倍頻模塊和聲光調(diào)Q控制信號輸出模塊。
　　 4.利用V