光纤雕刻机系统的设计与实现

　　微机应用光纤雕刻机系统的设计与实现潘普丰，侯蓝田，李欣欣（燕山大学红外光纤与传感研究所，秦皇岛066004）一种新型激光雕刻机一光纤雕刻机，采用传能光纤组成的光路系统代替原来复杂的光路系统，克服了传统激光雕刻机“光束传输距离变化”的缺点，并且使得本雕刻机较传统雕刻机具有雕刻范围大、成本低、易维护、稳定性好、使用方便等优点。

　　言目前，市场上大部分激光雕刻机，通常采用光束移动的方法，称为“飞动导光”。在激光雕刻机中，更大的灵活性、更高的雕刻速度以及更低的制造成本，但在这样的系统中，光束的传输距离是变化的。

　　以幅面为15mX3m的激光雕刻机为例，最近点与问题，还提高了输出激光的稳定性，加了激光能量的转换效率。我们设计的光纤雕刻机雕刻范围是120cmX100cm，目前己经能雕刻图形、图像文件，运行速度较快。本光纤雕刻机主要包括软件系统和硬件系统的设计。其系统结构如所示。

　　最远点的激光传输距离相差4 5m以上。在这样大的传输距离下，如果采用普通的机械导光臂传输激光，激光的聚焦光斑直径、焦平面和聚焦焦深，在不同的位置将发生很大的变化，这会给激光加工质量带来严重的影响。基于此原因，限制了激光加工的范围。因此，市场上常见的激光雕刻机系统加工范围普遍偏小。美国EPILOG公司推出的新型激光雕刻机的雕刻范围也只有6096cmX50l8<>

　　这不仅解决了现有激光雕刻机普遍雕刻范围偏小的图形处押数据转换图像处理计炻机接u光学系统激光器电源机械系统光纤雕刻机系统构成2工作流程本光纤雕刻机的工作流程是先由图形图像处理软件对所要雕刻的图形图像进行编辑、缩放平移和二值化等处理，然后把相应的图形图像数据转换为控制数据，传送给计算机接口（研华公司的PCI1730卡）。计算机接口分别连接激光器开关电源和步进电机驱动器（四通电机公司的两相混合式步进电动基金项目：国家中小企业创新基金（批准号：01C262313⑴046）3图形处理采用的是PLT文件格式2'31，PLT文件是ASC码形式的矢量图形文件，由一段段的直线构成；除文件头和文件尾外，其内容主要是一些点的坐标和起前后分别是文件头和文件尾，每条命令后以空格分开的一组数据是点的XY坐标；命令PD表示落笔，以它前后两点为端点画一条直线，在实现雕刻的过程中表示为打开激光器开关；PU表示起笔，直接将笔移动到后面的点上而不用画线，在实现雕刻的过程中表示为关闭激光器开关。

　　31图形数据到雕刻数据的转换我们采用的是四方向的插补方式41，将图形数据转换为能控制X、Y轴步进电机步进的雕刻数据。

　　按照从起点到终点的方向作为线段的方向，那么所有的线段可归纳为右上、右下、左上、左下四个方向，并且线段的起点并非都是原点。对于起点非原点，且方向任意的线段，其插补公式略有不同，但其基本原理相似，在这里不再赘述。四方向的偏差计算公式和进给方向列于表1假设线段起点坐标（x1y1）终点坐标（X2y2）线段方向可由坐标判断。

　　表1四方向直线插补计算公式及进给方向表线段方向进给方向偏差计算进给方向偏差计算右上左上左下右下4图像处理我们采用EMP图像文件格式，采用扫描方式驱动器和激光器开关电源，所需的控制信号均为数字信号（TTL电平）。对于所需控制的X、Y步进电机驱动器，每个步进电机驱动器需要3个控制信号，实现图像的雕刻。软件主要完成BMP图像文件的即脉冲信号、方向信号（控制电机的正、反方向运读取、保存，以及对图像的二值化、放缩、镜像、反色转）和脱机信号（使电机驱动器处于脱机状态）。由等处理。BMP图像文件格式是微软公司为其Win于脱机信号公用一个信号就可以了，所以X、Y轴两dows环境设置的标准图像格式。它将一幅图像分个步进电机共需要5个控制信号。激光器开关电源割成栅格，栅格每点的亮度（或彩色取值）都单独记需要一个信号控制激光器的开启与关闭，8个信号录。利用栅格数据点映射图像中的像素点，数据点的位置即为对应像素点的位置。位图格式比较适合于描述颜色、灰度等级或者形状变化比较复杂的图像，如照片、数字化的视频图像等，适于扫描式的雕用来控制激光器电源的输出功率（用来实现256级灰度图像）。所以本光纤雕刻机总共需要14个输出控制信号。对此我们采用的是研华公司开发研制的PCI1730卡。PCI-1730是研华公司开发研制的刻方法。所要雕刻的图像可通过扫描仪、CCD摄像32路隔离数字量IO卡，提供32路隔离DI0通道机或其它作图软件（如Photoshop）来获得。（16路输入和16路输出）、32路TTL电平DD通道5计算机接口（16路输入和16路输出），具有高输出驱动能力，提计算机接口供中断，最大输出频率为10KHz它的隔离保护电压本光纤雕刻机，其控制对象为X、Y轴步进电机达2500VDC是要求采取高压隔离工业应用的理想选择此外所有输出通道都提供高电压保护。该产品广泛应用于工业开关控制，触点闭合监控，开关状态检测，BCD接口，数值量输入输出控制，工业和6光学系统采用最大输出功率为40W功率可调的C2激光管作为光源，激光聚焦在直径为03mm以下的光斑内，所以局部能量很高。经过。

　　5结论针对舰船噪声识别，着重研究了线谱特征提取方法。通过进行坐标变换，利用分段拟合比较精确的提取了舰船噪声功率谱的趋势项，得到拉平的线谱分布。通过剔除过渡点的方法简化了波形，并且对可能的伪线谱进行了剔除，得到了舰船噪声谱的线谱分布。采用平均分割法产生线谱特征向量，利用BP分类器对海上实录舰船噪声进行了分类识别。，但现在雕刻具有灰度的图像效果不是太好，以后应该在这方面加以改进。