激光路徑優(yōu)化算法及在激光打標(biāo)中的應(yīng)用。
激光打標(biāo)機(jī)主要用于在金屬和塑料等各種材料的表面標(biāo)記字符和圖案。們廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)，如在產(chǎn)品上標(biāo)記商標(biāo)、制造日期、產(chǎn)品序列號(hào)等。與傳統(tǒng)打標(biāo)機(jī)相比，激光打標(biāo)機(jī)是非接觸式打標(biāo)，對(duì)工作表面無壓力，不變形。對(duì)材料表面無污染、無腐蝕，不需要任何耗材，具有廣闊的市場(chǎng)前景。打標(biāo)質(zhì)量和打標(biāo)深度是高性能激光打標(biāo)機(jī)最重要的指標(biāo)，對(duì)激光打標(biāo)系統(tǒng)的市場(chǎng)應(yīng)用和產(chǎn)品的打標(biāo)質(zhì)量有重要影響?；诖?，本文提出了一種高性能的標(biāo)記路徑優(yōu)化解決方案。
在激光標(biāo)記中，在處理所設(shè)置的標(biāo)記圖案時(shí)，激光束的標(biāo)記筆畫以一空行程連接，即激光在這兩個(gè)標(biāo)記路徑之間關(guān)閉的路徑。由于激光器在怠速行程期間關(guān)閉，因此任何運(yùn)行怠速行程的方法都是可行的。但是，空行程的走行會(huì)直接影響到實(shí)際劃線圖案的效果。優(yōu)化空筆畫與打標(biāo)筆畫的連接是提高打標(biāo)后實(shí)際圖形質(zhì)量的一個(gè)非常必要的步驟。傳統(tǒng)的空白筆畫是通過一條直線連接相鄰標(biāo)記筆畫的端點(diǎn)來轉(zhuǎn)換的。但由于控制激光束的振鏡偏轉(zhuǎn)透鏡具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這種過渡形式在高速打標(biāo)過程中，特別是打標(biāo)精細(xì)圖案時(shí)，會(huì)產(chǎn)生末端過沖和起始側(cè)偏。

在優(yōu)化空筆畫連接之前，考慮到空筆畫不直接影響打標(biāo)效果，傳統(tǒng)的空筆畫采用前一空筆畫終點(diǎn)與下一空筆畫起點(diǎn)之間的直線連接，如圖1（a）所示。然而，由于檢流計(jì)系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)鏡運(yùn)行在接近其最大加速度和最大速度的臨界狀態(tài)，由于加速度非常大，雖然空閑行程直線連接最短，但空閑行程掃描所需的時(shí)間可以減少，節(jié)省了每次打標(biāo)時(shí)間。但是，如果這樣控制激光軌跡，在振鏡透鏡的實(shí)際振動(dòng)中，由于振鏡轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，激光軌跡會(huì)偏離預(yù)設(shè)的軌跡。這將導(dǎo)致在標(biāo)記路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)處的空行程方向發(fā)生偏差。因此，解決方法是讓空行程在起點(diǎn)和終點(diǎn)不再沿直線運(yùn)動(dòng)，而是沿起始方向和終點(diǎn)方向與對(duì)應(yīng)的實(shí)際標(biāo)記路徑相切的曲線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可以保證振鏡系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)鏡頭該操作接近其最大加速度和最大速度的臨界狀態(tài)，并平穩(wěn)地過渡到標(biāo)記行程。在打標(biāo)路徑的插補(bǔ)計(jì)算中，采用速度規(guī)劃的概念，從整體上提高了打標(biāo)效率和打標(biāo)性能。