文档介绍：硕士学位论文纳秒脉冲激光微加工系统的设计与研究学科专业:测试计量技术及仪器研究生:刘春阳指导教师:傅星教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零零八年八月
摘要关键词:脉冲激光微加工技术作为精密加工、微结构制造领域的先进加工技术之一,具有非接触、污染少、精度高、加工效果好、加工范围广等特点,在制造、航空航天、医疗仪器等领域得到了广泛的应用。本文设计的纳秒脉冲激光微加工系统,主要包括上位机软件、纳秒脉冲激光器、光路机械结构、传动系统、控制系统、辅助系统等部分。光源采用的是波长为淖贤饽擅肼龀寮す馄鳎龀蹇矶刃∮馗雌德蚀到可调。设计的光路机械结构用于引导光束,并将激光束聚焦于加工样品的表面。传动系统是由步进电机驱动的二维运动平台,步进精度为?刂葡低巢捎上位机图形处理、下位机控制加工的设计方案,以虵:诵牡目刂电路控制二维平台的运动和激光器的动作,完成脉冲激光微加工的过程。相关加工实验表明,本系统能够实现线宽—的加工,并且合适的激光能量、加工速度和重复频率有助于改善加工的质量。本论文完成的主要工作如下:诜治瞿擅肼龀寮す饧庸ぴ淼幕∩希瓿闪讼低车淖芴宸桨干杓啤咛迳杓屏四擅肼龀寮す馕⒓庸は低车墓饴泛突到峁梗瓿闪讼低车搭建。瓿闪嘶贒和为核心的下位机控制系统设计,并制作调试了硬件电路。瓿闪讼低橙砑绦虻纳杓萍暗魇裕ú⒖谕ㄑ丁数据处理、加工控制等程序。媚擅肼龀寮す馕⒓庸は低辰邢喙丶庸な笛椤7治隽瞬煌庸げ问对加工效果的影响,并初步进行了改善加工效果的实验研究。纳秒脉冲激光微加工
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学位论文作者签名:多,学位论文作者签名:勿傺签字日期:加字年矿月砖日学位论文版权使用授权书独创性声明或撰写过的研究成果,、使用学位论文的规定。特授权丞凄盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。旰嘣隆勐崛本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:签字日期:蔚年汐月
第一章绪论引言激光加工技术本章主要对激光加工技术的特点、应用、发展状况进行了介绍,对脉冲激光微加工在精密加工领域的优势和研究进行了分析和阐述,并对纳秒脉冲激光微加工系统的设计与研究这一课题的意义和主要研究内容进行了说明。激光,是一种高质量的光源,具有高亮度,相干性好,准直性好,单色性好特点等。激光加工是指将激光束作用于物体的表面从而引起物体形状或性质发生改变的加工过程,其实质是激光将能量传递给被加工材料,使被加工材料发生物理或化学变化,从而达到加工的目的。按照激光与被加工工件之间作用机理的不同,可将激光加工分为热加工和冷加工两种方式。热加工方式是指激光作用于加工工件表面所引起的快速热效应的各种加工过程,如激光焊接、激光打孔、激光切割等:冷加工方式是指激光借助高能量高密度光子引发或控制光化学反应的各种加工过程,也称为激光光化学反应加工,如激光刻蚀、激光掺杂、表面氧化等。激光加工主要用于切割,标记,焊接,打孔,雕刻,热处理等加工领域。按照激光脉冲宽度不同,可将激光加工分成连续激光加工和脉冲激光加工。连续激光激光加工实际指的是长脉宽的激光加工,由于脉宽较长,激光加工可以看做是连续输出激光完成加工的过程,一般属于热加工方式。脉冲激光加工则指的是短脉冲激光加工,由于脉冲宽度较窄,脉冲激光作用时间较短,作用间隔较长,看起来像是一个个的脉冲完成加工的过程,一般属于冷加工方式。本课题研究的主要内容是以短脉宽的纳秒脉冲激光器作为光源,设计激光微加工系统,实现在加工工件表面的微结构加工处理。激光加工技术在上世纪激光问世不久就受到人们的重视,经过多年的发展,至今已成为先进制造技术的重要组成部分。激光加工技术可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量和加工精度,在机械制造、航天航空、电子电器、纺织、
.す饧庸ぜ际醯奶氐慵坝τ医疗器械、汽车、量具刃具、包装、测量、建筑以及广告装饰等行业都发挥着重要的作用。在发达国家中,激光加工已经成为一种不可忽视的加工手段。随着微纳制造技术、技术的发展,激光加工技术在微细加工领域得到越来越多的应用,已成为世纪最具竞争力的先进加工技术。激光加工以“加工精细、快速、平整、省料”的特点著称。通过与数控技术相结合,使用激光加工技术可以达到很高的加工效率和很好的加工效果,特别适用于现代自动化加工。与传统加