激光微加工系统及基于DSP+FPGA的控制单元的研究

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激光微加工系统及基于DSP+FPGA的控制单元的研究

激光加工是一种研究激光与材料相互作用的技术，也是国家重点支持和推动应用的一 项高新技术，近些年我国激光加工机的销售额年增长率保持在20％左右[1]。发达国家 的加工业已逐步进入“光加工”时代。目前，一些国际性大公司积极采用先进的激光 加工技术，以提高产品的竞争力，其中纳秒脉冲激光的微细加工已成为加工技术发展 的前沿之一。 纳秒脉冲激光微加工系统以纳秒脉冲激光作为光源，光束经过光路系统调整会聚后照 射到载物台上，配合运动平台的运动，完成微结构的加工。系统对控制单元的要求很 高，包括图形的编辑、数据处理能力和同步的运动控制算法。现有激光加工机的控制 单元多采用2种控制方式[2，3]：(1)基于PC的系统，运算能力强大，可实现图形编辑 等功能，但是不能脱离PC独立运行，成本高；(2)以单处理器为核心的方式，缺点是单 处理器的运算能力有限，很难实现高速和复杂图形的加工。数字信号处理芯片DSP和现 场可编程门阵列FPGA的出现，为加工系统控制单元的性能提升提供了新的手段。本文 利用上位机Visual C++软件平台实现图形的解析和编辑功能，利用DSP的高速数字信号 处理能力和FPGA的多路并行处理能力，设计了系统的控制硬件，使纳秒脉冲激光微加 工系统的加工效果更好。

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