一种大行程自动对焦的激光辅助加工平台

毕业设计（论文）毕业设计题目：激光3D打印机毕业生姓名专业学号指导教师所属系（部）二〇年月前言3Ｄ打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3Ｄ打印通常采用数字技术材料打印机来实现。

3D打印技术主要包括立体光刻造型技术、熔融沉积成型技术、选择性激光烧结等，这些技术使得打印出的产品在精度及质量等方面有大幅的提升，可以说3Ｄ打印为产品成型提供了整体解决方案。

3Ｄ打印技术就是以逐层堆积材料的方式，获得立体的实物。

首先，通过扫描仪或电脑制图软件获得需要打印物体的三维数据，然后将数据导人３Ｄ打印机，用专用软件进行分层处理，每一层形成二维图形数据，然后专用软件根据每一层的二维图形数据进行线扫描或点打印路径规划和自动编程，形成打印机识别数控Ｇ码程序，然后打印机启动这些程序，进行逐点逐线逐面打印直到完成实物的成型。

基本思路就是先将虚拟数据离散化处理，然后将离散数据用打印机变成实体。

全套设计加11970985或197216396摘要自20 世纪 80 年代中期以来，光固化快速成型技术的发展与应用越来越广泛和深入，光固化成型机的需求也越来越大。

由此，本论文针对激光3D立体光固化成型机的机械结构进行了设计，包括：1、X-Y 扫描机构；2、Z 轴升降机构； 3、刮刀机构，并且对其中的部分结构进行了改进。

X-Y 方向的平面扫描运动和刮刀的水平运动由原来的精密同步带传动改成精密滚珠丝杠传动，使其在行程较长时不出现抖动，有利于保证扫描精度，运动稳定。

采用直线步进电机直接连接滚珠丝杠，响应更加快速准确，同时因无中间部件，使机械结构简单化,精度较高。

通过对立体激光固化造型机机械结构的设计，使得其运动和传动更加合理和平稳，进而使其在生产过程中能够更好的进行生产。

关键词：立体激光固化；扫描机构；快速成型；传动；结构设计ABSTRACTThis article specifically for three-dimensional modeling of light-cured structural design of mechanical systems. X-Y scanning normally used to screw drive. Through the motor rotation, with another even reached the screw shaft, through to the X and Y to the two motors of rotation to achieve XY to scan; Z to the table, also by the screw and a rail. Z to the table by the extension units, columns, screw composition, its transmission is through the same motor rotation axis is to pass even reached the screw by screw to achieve the rotation of the table move up or down.Through the three-dimensional modeling of light-cured in the design and mechanical systems, making their campaigns and drive more reasonable and stable, then in the production process so that it can better carry out production.Key word: SLA；Scanning agencies；Rapid Prototyping；Transmission；Structure design目录第1章绪论 ........................................... - 4 - . (4)............................................................................................................................. - 4 -............................................................................................................................. - 5 - . (5)1、CAD模型的前处理造成的误差 .................................................................... - 6 -2、成型系统的工作误差 ................................................................................... - 7 -3、成型过程中材料状态引起的翘曲变形 ....................................................... - 7 -4、成型之后环境度化引起的误差 ................................................................... - 7 -5、工件后处理造成误差 ................................................................................... - 8 - (8)立体光固造型SLA国内外现有技术水平 (9) (9)本次设计的主要工作 (9)主要设计工作 ................................................................................................... - 9 -设计参数 ........................................................................................................... - 9 -设计思路及主要问题 ..................................................................................... - 10 - 第2章 XY方向设计计算 ...........................................................................- 12 - .. (12)设计参数 ......................................................................................................... - 12 -方案的分析、比较、论证 ............................................................................. - 12 - 脉冲当量和传动比的确定 . (13)脉冲当量的确定 ............................................................................................. - 13 -传动比的确定 ................................................................................................. - 13 -确定步进电机步距角 ..................................................................................... - 13 - 丝杠的选型及计算 . (14)计算丝杠受力 ................................................................................................. - 14 -滚珠丝杠螺母副的选型和校核 ..................................................................... - 14 - 导轨的选型及计算 . (18)初选导轨型号 ................................................................................................. - 18 -计算滚动导轨副的距离额定寿命L ............................................................. - 18 - 步进电机的选择 .. (19)传动系统等效转动惯量计算 ......................................................................... - 20 -所需转动力矩计算 ......................................................................................... - 21 - 本章小结 .. (23)第3章 Z方向设计计算 .............................................................................- 25 - Z方向工作台设计 .. (25)........................................................................................................................... - 25 -设计参数 ......................................................................................................... - 25 -方案的分析、比较、论证 ............................................................................. - 25 - 脉冲当量和传动比的确定 . (26)脉冲当量的确定 ............................................................................................. - 26 -传动比的确定 ................................................................................................. - 26 -确定步进电机步距角 ..................................................................................... - 26 - 丝杠的选型及计算 . (27)计算丝杠受力 ................................................................................................. - 27 -滚珠丝杠螺母副的选型和校核 ..................................................................... - 27 - 步进电机的选择 .. (30)传动系统等效转动惯量计算 ......................................................................... - 30 -所需转动力矩计算 ......................................................................................... - 31 - .. (34)第4章刮刀系统设计 ................................................................................- 35 - 刮板的选择 . (35)刮板的材料和移动速度对涂层质量的影响 (36)本章小结 (37)结论...........................................................................................................- 38 - 附录...............................................................................................................- 39 - 外文 (39)中文翻译 (54)致谢...........................................................................................................- 65 - 参考文献.......................................................................................................- 66 -第1章绪论本文主要针对立体激光固化造型机机械结构设计。

激光干涉仪自动校准五轴加工中心及测量误差分析发布时间：2021-07-08T07:49:20.450Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：汤李炳[导读] 近年来，我国的综合国力的发展迅速，激光干涉仪是用特定、稳定的激光束和波长，来测量位移的高精密测量系统。

五轴加工中心的技术含量高、精度高，用于加工复杂零件的高效率的自动化机床，除了X、Y、Z三个基本直线轴外，还有A轴转头和B轴转台。

其准确度按照国家标准和技术规范来评定，常见的如两点法、最小二乘法、VDI3441技术规范、国家标准GB10931等。

汤李炳浙江凯达机床股份有限公司浙江诸暨 311800摘要：近年来，我国的综合国力的发展迅速，激光干涉仪是用特定、稳定的激光束和波长，来测量位移的高精密测量系统。

五轴加工中心的技术含量高、精度高，用于加工复杂零件的高效率的自动化机床，除了X、Y、Z三个基本直线轴外，还有A轴转头和B轴转台。

其准确度按照国家标准和技术规范来评定，常见的如两点法、最小二乘法、VDI3441技术规范、国家标准GB10931等。

要保证加工中心的指标在要求的范围内，才能达到的最理想的加工准确度，若偏差超出范围，那么加工零件的质量就得不到有效控制。

激光干涉仪自动测量机床的误差后，可通过手动输入或连接ＲS232接口对线性误差进行自动补偿。

如此自动循环的重复测量、补偿后，可以改善加工中心的运动位置偏差，使其达到最佳状态。

本文还对影响激光干涉仪测量误差的常见因素进行了简单分析。

如激光束和镜组与数控轴保持准直(即与运动轴平行)，即余弦误差，激光束与运动轴之间没有准直造成测量值与实际值的差异;阿贝误差的存在，是因为测量方法不满足阿贝原则“测量轴线在基准轴线的延长线上”的定义;回转轴与分度器不同心或不平行引起的弧秒或正弦误差。

关键词：激光干涉仪；自动校准五轴加工中心；测量误差分析引言加速度计正在被越来越多地应用于机械制造、车辆船舶、航空航天等众多科研和工程领域。

Planit集团在全球80多个国家设有分支和经销机构UKAshford (Head Office)BathLeicesterReadingWakefieldUSCarlsbadCharlotteDetroitMinneapolisTuscaloosaWoodlandChinaJapanItalyFranceGermanyRadan公司于1976年诞生英国巴斯大学钣金研究Array所，现为国际著名的Planit集团下的专业钣金制造软件公司。

Radan在钣金三维设计、零件绘图、数控冲压、数控切割、三维数控折弯模拟、板材精确排料、板材制造成本快速估算以及数据管理应用方面的技术成就和广泛应用得益于Radan长期在钣金制造和板材加工领域应用软件的深度研究和开发投入，使得Radan软件成为当今国际上公认的钣金制造最全面、最完美的解决方案。

Radan – Radan2D/3DRadan 3D 特点∙参数驱动设计 ∙灵活的钣金件构造方法 ∙自动添加折弯特征 ∙对板材折叠或封闭拐角的高级拐角处理 ∙面合并功能联接的复杂拐角 ∙将一个实体模型转换为钣金模型 ∙采用全局更新的方法实现用户自定义过渡公差 ∙ 允许用户自定义折弯参数表，提高工作效率Radan 3D 应用效益∙ 装配式专业钣金设计∙ 几何康复功能达到数据导入的高可靠性和高效率∙ 精确的自动展开功能∙ 消除设计上的工艺错误∙ 灵活的设计更改，包括材料厚度∙ 自动与绘制的二维视图关联∙ 关联视图以及毛坯板材的二维尺寸标注∙ 面向制造的技术使得后续生产效率大幅提高∙ 构成Radan 钣金设计制造完整应用的一个集成组件∙ 用户自定义的折弯公差Radan 3D 是一个专业钣金件设计、装配设计的高效三维建模软件。

系统基于ACIS 实体建模内核，配置先进的参数化设计技术，使得Radan 3D 为专业钣金用户提供了国际上唯一从2D 到3D 创建钣金件三维模型的灵活方法。

此外，Radan 3D 支持Inventor 、Solidworks 、Catia V4 & V5、SAT 、IGES 、STEP 、Parasolid 以及在三维环境下创建的装配体模型的导入。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011609952.5(22)申请日 2020.12.30(71)申请人 浙江合众新能源汽车有限公司地址 314500 浙江省嘉兴市桐乡市梧桐街道同仁路988号(72)发明人 李二旭　戴建新　程振　曹国亮　徐向伦　贾志文　吴俊　董健　(74)专利代理机构 嘉兴启帆专利代理事务所(普通合伙) 33253代理人 丁鹏　廖银洪(51)Int.Cl.B23K 26/70(2014.01)B23K 37/04(2006.01)B23K 26/38(2014.01)(54)发明名称一种工件激光镭射作业辅助平台(57)摘要本发明公开了一种工件激光镭射作业辅助平台，包括有底座平台、若干标准固定块和若干切割支架，底座平台上设有若干均匀间隔排列的凸起部，相邻凸起部之间具有卡槽，切割支架由若干片竖直设计的片材连接构成，片材的下端分别插入卡槽中，片材通过若干分别卡入卡槽中的标准固定块保持竖直状态，片材的下端具有与工件外形相匹配的加工部。

本发明的工件激光镭射作业辅助平台，方便激光镭射设备定位作业，确保加工精度，同型号批次的工件激光镭射作业后加工一致性强。

切割支架加工、安装和拆卸均很方便，提高了工件激光镭射作业效率。

本发明的件激光镭射作业辅助平台，尤其适合外形不规则、大批量、多批次的工件激光镭射作业。

权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 112756822 A 2021.05.07C N 112756822A1.一种工件激光镭射作业辅助平台，其特征在于，包括有底座平台、若干标准固定块和若干切割支架，所述底座平台上设有若干均匀间隔排列的凸起部，相邻凸起部之间具有卡槽，切割支架由若干片竖直设计的片材连接构成，片材的下端分别插入卡槽中，片材通过若干分别卡入卡槽中的标准固定块保持竖直状态，片材的下端具有与工件外形相匹配的加工部。

专利名称：激光加工机自动对焦装置专利类型：实用新型专利
发明人：高源
申请号：CN201020169532.5
申请日：20100423
公开号：CN201677132U
公开日：
20101222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种激光加工机自动对焦装置，包括激光头、工作台和控制器，还包括测距仪、光电检测器，所述测距仪与激光头固定连接，测距仪的测距光路垂直于工作台平面，且测距仪在任一水平面上测量点与激光头光轴和该水平面交点的相对位置固定并存储在控制器中，所述光电检测器包括由光敏元件固定排列形成的检测面，光电检测器固定设置在工作台上表面，检测面与工作台平面平行，所述测距仪输出信号和光敏元件输出信号传递至控制器。

本实用新型解决了激光加工的非接触式自动对焦问题，同时，本实用新型可以进行自动对焦加工。

申请人：包头高源激光科技发展有限公司
地址：014010 内蒙古自治区包头市稀土高新区专家公寓一号楼三单元十层
国籍：CN
代理机构：北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人：谢殿武
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三英精产品手册打造中国高端制造的国际品牌超精度运动控制技术的专业制造商和解决方案提供商Version 2.7三英精控（天津）仪器设备有限公司是一家专注于超精密运动控制技术和产品的开发，并致力于为开发科学研究仪器及高端装备制造提供精密运动控制技术的解决方案与系统集成，满足市场对超精密运动控制技术与产品需求的专业制造商。

三英精控（天津）仪器设备有限公司在国际知名纳米运动控制技术专家、国家“千人计划”特聘专家及“十二五”“十三五”国家重大科学仪器专项项目的负责人须颖博士的领军之下，秉承“高端创新、精益制造”的宗旨和“打造中国高端制造的国际品牌”的目标，为中国制造装备产业升级、转型提供关键技术和打造坚实基础，助力“中国制造2025”。

三英精控（天津）仪器设备有限公司在纳米运动控制技术方面具有国际领先的技术和经验，并具有完全的自主知识产权。

公司核心技术集精密传感、精密驱动、精密机械、精密控制、精密测量及精密集成等技术于一体，产品的综合指标已达到国际先进水平。

公司产品涵盖大行程高精度运动平台、纳米和亚纳米运动控制平台、纳米位移电容传感器、精密运动控制集成系统等系列产品。

纳米定位平台 01-68简介..............................................01-04 纳米定位平台................................05-44 高速偏摆镜 .................................. 45-54 纳米位移电容传感器......................55-62 大行程纳米定位平台......................63-68微米定位平台 69-144简介 ................................................... 69-76 控制器..................................................77-84 电控平移台..........................................85-105 电控升降台..........................................106-115 电控旋转台..........................................116-122 电控角位台 .........................................123-124 龙门系统..............................................125-125亚微米定位平台 145-200简介....................................................145-146 Piezo Motor product Line...................147-178 Controller product Line.......................179-200附录 222-243最新颁布国家标准................................222-243光学平台 201-221简介.....................................................201-201 光学平台..............................................202-221目录气浮平台..............................................126-127 自动显微镜系列产品............................128-144技术前沿|*******************************一、宏微结合运动系统Z 轴压电陶瓷模块技术参数：开环行程48μm ；闭环行程40μm ；闭环分辨率：0.3nm (200Hz 低通)；线性度0.03%；谐振频率1000Hz ；真空度：优于10-7Torr ；行程：150×150mm ；重复定位精度：±150nm ；闭环控制；工业SEM 定位与扫描系统：************|******************|三、卫星通讯 快速扫描系统二、光刻机物镜调整系统半导体加工与检测设备纳米定位解决方案。

Manz亚智科技推出新一代FLS1800灵活激光系统
作者：暂无
来源：《智能制造》 2017年第11期
Manz亚智科技推出新一代FLS1800灵活激光系统
日前，Manz亚智科技推出了灵活的激光系统FLS1800，是专为应用于生产锂离子电池所使用的各种激光而设计的平台，功能及应用多元，可以灵活满足客户全方位的需求。

Manz亚智科技所开发的FLS1800灵活激光系统，专门为制造锂离子电池及模块的不同激光工艺而设计。

从标准化的机器底座开始，单个机器配置均只用6个步骤就能创建完成，并满足所有的应用需求。

通过这个方式，Manz将标准系统与定制解决方案的优点做了相应的结合。

无论是手动进料的单一系统、还是完全集成的生产线，若想在锂离子电池制造中获得最佳的灵活性、性能和精度，那么FLS1800灵活激光系统是最佳的选择之一。

由于配置了激光工艺模块，不仅仅适用于高精度激光焊接，也适用于激光切割、钻孔或去除局部材料和涂层，这都是通过不同波长和最高6KW的激光源来实现的。

激光焊接是FLS1800系统的标准应用之一。

Manz亚智科技可根据不同的材料和要求，采用最优化的焊接方法，比常规电阻焊接和超声焊接更具优势。

例如，凭借高强度焊缝，即使在处理反光材料或是差异明显的两种材料时，也具有高强度及高稳定性的焊缝以及焊接深度。

激光切割机自动调焦
在现代制造业中，激光切割技术已经成为一种非常重要的加工方式，其高效性和精准性得到了广泛的认可。

激光切割机自动调焦技术的引入，进一步提高了激光切割的效率和质量。

本文将介绍激光切割机自动调焦技术的原理、优势以及应用。

原理
激光切割机在加工不同材料和厚度的工件时，需要根据其特性和要求来调整焦距，以确保切割质量。

传统的激光切割机需要手动调节焦距，这不仅费时费力，还可能影响加工效果。

而自动调焦技术通过传感器实时监测工件距离和材料特性，自动调整焦距，使得切割过程更加准确和高效。

优势
激光切割机自动调焦技术的引入带来了诸多优势。

首先，自动调焦可以极大地提高加工效率，不再需要工人进行手动调焦，节省了时间和人力成本。

其次，自动调焦可以提高加工精度，保证了切割质量的稳定性和一致性。

此外，自动调焦还可以降低操作人员的技术要求，使得激光切割机更易于操作和控制。

应用
激光切割机自动调焦技术已经广泛应用于各种材料的切割加工中。

在金属加工领域，激光切割机自动调焦可以应用于不同厚度和硬度的金属材料的加工，提高了生产效率和产品质量。

在非金属加工领域，如塑料、木材等材料的切割中，自动调焦技术也能有效实现高效的加工和生产。

总的来说，激光切割机自动调焦技术的出现对现代制造业带来了巨大的改变，提高了生产效率、产品质量和操作便利性，相信在未来会有更广泛的应用和发展。

自动调焦的激光头能让你在工作的过程中提升效率现在随着科技的进步，许多生产工艺已经变得自动化，激光切割机的自动化程度也不断提高，其中就包括自动调焦功能。

什么是自动调焦？传统的激光切割机需要人工手动调整焦距，以保证激光束能够准确地照射在工件表面上。

但是这种方法存在很多缺点：手工调焦不仅费时费力，而且容易出现焦距不准确的问题，导致切割质量下降，浪费时间和成本。

而现在的自动调焦功能，则可以解决这些问题。

自动调焦是利用激光头内置的传感器，感应工件表面距离的变化，自动对焦距进行调整，以保证激光束始终准确地照射在工件表面上。

这种方法可以极大地提高切割精度和效率，同时减少人工干预和误差。

自动调焦的优势当使用传统的激光切割机时，需要花费大量的时间和精力来确保激光焦点的准确性，而自动调焦则允许操作人员更专注于其他方面的工作，提高生产效率。

自动调焦还可以使切割质量更加稳定和精确，减少浪费和次品率。

自动调焦还可以帮助操作人员避免手动调整焦距可能出现的错误或失误。

分析表明，许多切割失败的原因都是因为焦点设置不正确导致的。

当使用自动调焦的激光头时，操作人员可以完全避免这些问题，同时提高效率和切割质量。

自动调焦的适用性自动调焦对于所有类型的激光切割机都适用，根据需要自由选择不同尺寸和型号的激光头。

例如，在对于切割厚度不超过10毫米的金属或非金属材料时，可以选择较小的激光头进行自动调焦。

而对于更厚的材料则需要更大的尺寸、更高功率的激光头，才能达到最优化的调焦效果。

总结回顾自动调焦的优势和适用性，可以看出这种技术不仅能使操作更加快速和精准，同时提高了工作效率和切割质量。

因此，在今天的自动化时代，采用自动调焦的激光头已经成为众多切割生产企业已经达到高质量水平的必要条件之一。