本文主要研究内容
作者高鸿志（2019）在《金属表面激光着色质量评价及彩色条码标刻技术研究》一文中研究指出：金属表面激光着色是通过激光辐照金属表面,在金属表面产生不同颜色的一种新兴的着色工艺。激光着色不需要专门的涂料,具有无接触、加工灵活等优点,近年来受到广泛的关注。尽管如此,要实现金属表面激光着色的工业化应用仍有很长的路要走,这是因为在激光和金属材料的相互作用产生颜色的过程中,着色效果对激光参数和材料特性极为敏感,均匀性和稳定性一直以来都还是激光着色领域的两大挑战性课题。为此,本文选择Ti-6Al-4V合金作为加工对象,利用Nd:YAG纳秒激光器进行激光着色研究,主要研究了影响激光着色稳定性和不均匀性的主要因素、基于热物理场探索激光着色不均的原因并提出改进措施、实现彩色二维条码的激光标刻等内容,具体内容如下:研究了影响激光着色稳定性和均匀性的主要激光参数。提出了基于HSI(Hue-Saturation-Intensity)颜色空间的激光着色评估方法,通过分析激光着色样本在HSI颜色空间中的分布,确定其主要颜色的值及主色占比,作为描述样本稳定性和均匀性的评价指标。研究了激光电流、重复频率、扫描速度和线间距等参数对钛合金表面激光着色效果的影响。试验结果表明,在钛合金表面,激光能够稳定形成黄、橙、红、紫、蓝、灰等多种颜色,以橙、红、蓝三种颜色为例分析了它们的稳定性和均匀性;低重复频率和高电流下形成的颜色均匀性较好。建立了激光和材料相互作用的理论和计算仿真模型,对激光着色中不均匀样本产生的原因进行了分析。基于热传导理论,建立激光和金属相互作用的理论模型,并基于COMSOLMultiphysics多物理场有限元分析软件,建立了计算机仿真模型,得到激光辐照材料表面所产生的温度场分布。通过分析温度场的分布特点及比对不均匀样本的颜色分布情况,发现着色不均现象主要是受不同激光扫描轨迹的热影响区累加形成的最高温度影响。相同的原因,加工参数不变的情况下,改变加工区域尺寸也会使着色效果发生变化。为了改善着色中出现的不均匀现象,设计了加工前预热和规划扫描路径两种改进措施,通过试验证明方法有效。研究了基于彩色二维条码的直接零件标识激光标刻技术,成功实现了彩色直接零件标识的加工。基于Data Matrix码,通过二进制信息转化为四进制信息,设计了一种基于四进制的彩色二维条码。选取Ti-6A1-4V合金表面激光着色试验研究中稳定性、均匀性较好的橙、红、蓝三种颜色,加上钛合金的底色,共四种颜色作为彩色二维条码的四种彩色单元,用于表达四进制信息,形成彩色二维条码。加工时,因钛合金表面不同颜色的着色参数不同,根据彩色二维条码不同颜色单元的分布情况建立了多个标刻文件,分别调用进行标刻作业。针对多模块着色过程中可能会出现的颜色稳定性问题,设计了改进工艺。为了检验彩色二维条码的激光标刻质量,进一步对标刻彩色二维条码样本进行了信息提取试验。采集样本图像后,对图像进行二值化、数学形态学处理、边缘提取、角点检测、投影变换矫正,彩色单元聚类等操作,成功实现了彩色二维条码四进制信息的提取。进一步通过二进制转化还原为黑白Data Matrix码,经与原始的Data Matrix码比较,内容一致,证明了激光着色用于彩色二维条码是可行的。针对现有激光标刻系统尚无彩色二维条码标刻软件的问题,设计了一种彩色二维条码激光标刻辅助软件,将各类金属在激光作用下可形成的彩色信息存入数据库。标刻作业时,将需要标刻的内容生成相对应的彩色二维条码,并根据颜色进行拆分,同时调取数据库中存储的相应颜色的加工参数,生成不同颜色单元的标刻文件,以供激光标刻作业时选择使用。此软件的设计,操作简便,有助于形成完整的彩色激光标刻系统。
Abstract
jin shu biao mian ji guang zhao se shi tong guo ji guang fu zhao jin shu biao mian ,zai jin shu biao mian chan sheng bu tong yan se de yi chong xin xing de zhao se gong yi 。ji guang zhao se bu xu yao zhuan men de tu liao ,ju you mo jie chu 、jia gong ling huo deng you dian ,jin nian lai shou dao an fan de guan zhu 。jin guan ru ci ,yao shi xian jin shu biao mian ji guang zhao se de gong ye hua ying yong reng you hen chang de lu yao zou ,zhe shi yin wei zai ji guang he jin shu cai liao de xiang hu zuo yong chan sheng yan se de guo cheng zhong ,zhao se xiao guo dui ji guang can shu he cai liao te xing ji wei min gan ,jun yun xing he wen ding xing yi zhi yi lai dou hai shi ji guang zhao se ling yu de liang da tiao zhan xing ke ti 。wei ci ,ben wen shua ze Ti-6Al-4Vge jin zuo wei jia gong dui xiang ,li yong Nd:YAGna miao ji guang qi jin hang ji guang zhao se yan jiu ,zhu yao yan jiu le ying xiang ji guang zhao se wen ding xing he bu jun yun xing de zhu yao yin su 、ji yu re wu li chang tan suo ji guang zhao se bu jun de yuan yin bing di chu gai jin cuo shi 、shi xian cai se er wei tiao ma de ji guang biao ke deng nei rong ,ju ti nei rong ru xia :yan jiu le ying xiang ji guang zhao se wen ding xing he jun yun xing de zhu yao ji guang can shu 。di chu le ji yu HSI(Hue-Saturation-Intensity)yan se kong jian de ji guang zhao se ping gu fang fa ,tong guo fen xi ji guang zhao se yang ben zai HSIyan se kong jian zhong de fen bu ,que ding ji zhu yao yan se de zhi ji zhu se zhan bi ,zuo wei miao shu yang ben wen ding xing he jun yun xing de ping jia zhi biao 。yan jiu le ji guang dian liu 、chong fu pin lv 、sao miao su du he xian jian ju deng can shu dui tai ge jin biao mian ji guang zhao se xiao guo de ying xiang 。shi yan jie guo biao ming ,zai tai ge jin biao mian ,ji guang neng gou wen ding xing cheng huang 、cheng 、gong 、zi 、lan 、hui deng duo chong yan se ,yi cheng 、gong 、lan san chong yan se wei li fen xi le ta men de wen ding xing he jun yun xing ;di chong fu pin lv he gao dian liu xia xing cheng de yan se jun yun xing jiao hao 。jian li le ji guang he cai liao xiang hu zuo yong de li lun he ji suan fang zhen mo xing ,dui ji guang zhao se zhong bu jun yun yang ben chan sheng de yuan yin jin hang le fen xi 。ji yu re chuan dao li lun ,jian li ji guang he jin shu xiang hu zuo yong de li lun mo xing ,bing ji yu COMSOLMultiphysicsduo wu li chang you xian yuan fen xi ruan jian ,jian li le ji suan ji fang zhen mo xing ,de dao ji guang fu zhao cai liao biao mian suo chan sheng de wen du chang fen bu 。tong guo fen xi wen du chang de fen bu te dian ji bi dui bu jun yun yang ben de yan se fen bu qing kuang ,fa xian zhao se bu jun xian xiang zhu yao shi shou bu tong ji guang sao miao gui ji de re ying xiang ou lei jia xing cheng de zui gao wen du ying xiang 。xiang tong de yuan yin ,jia gong can shu bu bian de qing kuang xia ,gai bian jia gong ou yu che cun ye hui shi zhao se xiao guo fa sheng bian hua 。wei le gai shan zhao se zhong chu xian de bu jun yun xian xiang ,she ji le jia gong qian yu re he gui hua sao miao lu jing liang chong gai jin cuo shi ,tong guo shi yan zheng ming fang fa you xiao 。yan jiu le ji yu cai se er wei tiao ma de zhi jie ling jian biao shi ji guang biao ke ji shu ,cheng gong shi xian le cai se zhi jie ling jian biao shi de jia gong 。ji yu Data Matrixma ,tong guo er jin zhi xin xi zhuai hua wei si jin zhi xin xi ,she ji le yi chong ji yu si jin zhi de cai se er wei tiao ma 。shua qu Ti-6A1-4Vge jin biao mian ji guang zhao se shi yan yan jiu zhong wen ding xing 、jun yun xing jiao hao de cheng 、gong 、lan san chong yan se ,jia shang tai ge jin de de se ,gong si chong yan se zuo wei cai se er wei tiao ma de si chong cai se chan yuan ,yong yu biao da si jin zhi xin xi ,xing cheng cai se er wei tiao ma 。jia gong shi ,yin tai ge jin biao mian bu tong yan se de zhao se can shu bu tong ,gen ju cai se er wei tiao ma bu tong yan se chan yuan de fen bu qing kuang jian li le duo ge biao ke wen jian ,fen bie diao yong jin hang biao ke zuo ye 。zhen dui duo mo kuai zhao se guo cheng zhong ke neng hui chu xian de yan se wen ding xing wen ti ,she ji le gai jin gong yi 。wei le jian yan cai se er wei tiao ma de ji guang biao ke zhi liang ,jin yi bu dui biao ke cai se er wei tiao ma yang ben jin hang le xin xi di qu shi yan 。cai ji yang ben tu xiang hou ,dui tu xiang jin hang er zhi hua 、shu xue xing tai xue chu li 、bian yuan di qu 、jiao dian jian ce 、tou ying bian huan jiao zheng ,cai se chan yuan ju lei deng cao zuo ,cheng gong shi xian le cai se er wei tiao ma si jin zhi xin xi de di qu 。jin yi bu tong guo er jin zhi zhuai hua hai yuan wei hei bai Data Matrixma ,jing yu yuan shi de Data Matrixma bi jiao ,nei rong yi zhi ,zheng ming le ji guang zhao se yong yu cai se er wei tiao ma shi ke hang de 。zhen dui xian you ji guang biao ke ji tong shang mo cai se er wei tiao ma biao ke ruan jian de wen ti ,she ji le yi chong cai se er wei tiao ma ji guang biao ke fu zhu ruan jian ,jiang ge lei jin shu zai ji guang zuo yong xia ke xing cheng de cai se xin xi cun ru shu ju ku 。biao ke zuo ye shi ,jiang xu yao biao ke de nei rong sheng cheng xiang dui ying de cai se er wei tiao ma ,bing gen ju yan se jin hang ca fen ,tong shi diao qu shu ju ku zhong cun chu de xiang ying yan se de jia gong can shu ,sheng cheng bu tong yan se chan yuan de biao ke wen jian ,yi gong ji guang biao ke zuo ye shi shua ze shi yong 。ci ruan jian de she ji ,cao zuo jian bian ,you zhu yu xing cheng wan zheng de cai se ji guang biao ke ji tong 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东大学的高鸿志，发表于刊物山东大学2019-07-16论文，是一篇关于激光着色论文,钛合金论文,有限元仿真论文,二维条码论文,激光直接标识论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山东大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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