1 西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，陕西 西安 710048
2 郑州机械研究所有限公司，河南 郑州 450052
3 广东工业大学 省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室，广东 广州 510006
随着工业领域金属薄壁构件设计的多样化，在高速激光切割的同时，对切口形貌质量也提出了更高的要求。本研究采用连续光纤激光器对0.2 mm厚度304不锈钢薄板进行切割实验，研究了毛刺和熔渣飞溅区产生的机理，重点讨论了加工工艺参数中的激光功率、切割速度、离焦量对毛刺堆积量和熔渣飞溅区宽度的影响关系，通过实验分析获得了最佳加工参数组合。研究结果表明，毛刺厚度随着激光功率、离焦量的增大而增加，随着切割速度的增大先降低后增加。熔渣飞溅区宽度随着激光功率的增大而增加，随着切割速度的增大而降低，随着离焦量的增大出现小范围波动。根据加工结果分析，当激光功率为125 W，切割速度为10 m/min，辅助气体压强为1.2 MPa，离焦量为−0.3~−0.5 mm，可以获得0.2 mm厚304不锈钢薄板较好的加工效果。
激光切割 薄壁 304不锈钢 毛刺 熔渣飞溅区 laser cutting thin wall 304 stainless steel burr slag splash zone 红外与激光工程
2024, 53(2): 20230569
1 中国铁路上海局集团公司, 上海 200040
2 苏州大学机电工程学院, 江苏 苏州 215131
为了满足使用激光去除毛刺的工艺要求, 现设计一种激光头结构, 介绍了激光去毛刺的工作原理, 系统组成, 利用中间激光聚焦能量切除大毛刺, 圆环光斑能量将切割后的剩余部分融成圆角。去毛刺激光头结构包括聚焦镜、圆台镜、抛物面镜, 激光束其中一部分经过聚焦镜聚集为第一激光束, 其余部分则先后经圆台镜和抛物面镜反射而形成投射, 在第一激光束周向外侧形成环形的第二激光束。这样能够在待加工工件上投射形成不同功率密度与直径的环形光斑区域, 利用高能量密度对毛刺进行激光去除, 同时对大毛刺去除过后形成的小毛刺在激光扫描去除时进行一次性去除。
结构设计 激光 去毛刺 反射 structural design laser deburring reflection
福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室 福建省光子技术重点实验室，福建 福州 350007
精确去除骨架毛刺是干涉条纹骨架提取的最为关键的一个环节，可以应用于激光的干涉条纹检测。提出一种基于骨架特征的去除干涉条纹骨架毛刺算法，算法的主要方案包括：获取骨架的特征点、八邻域链表追踪。首先对像素点进行逐个扫描，获取骨架的4种特征点：端点、节点、毛刺点、主干点，其次使用基于特征点的八邻域链表算法提取所有毛刺点、主干点，然后基于节点进行差分运算并剔除毛刺，最后对处理后的图像进行迭代处理直到干涉条纹骨架毛刺完全去除。利用OpenCV机器视觉算法对毛刺图像去除进行仿真，得到的结果通过1 000个毛刺图片验证，毛刺去除的正确率达到94%。该算法相较于传统方案具有较高的针对性，保留骨架主干部分，去除其余毛刺部分，在干涉条纹检测方面具有广阔的应用前景。
去除毛刺 骨架提取 图像处理 removal burr skeleton extraction OpenCV OpenCV image processing
由于机加工零部件其边缘一般都会产生毛刺, 影响到零件的使用。为实现零件毛刺的去除, 采用波长为1 064 nm, 脉宽为200 ns的800 w光纤激光器对6系列铝合金边缘进行了激光去毛刺工艺试验。激光切割就是将激光束照射到工件时释放的能量来使照射面融化并蒸发, 以实现对工件切割, 可利用这一特性对零件大毛刺进行切割。其次可通过改变激光光斑大小来降低能量密度, 使照射面只熔化不蒸发, 实现熔融圆角。基于以上两点, 对铝合金零件进行去毛刺效果实验研究。研究了激光功率、扫描速度、扫描次数和离焦量等参数对去毛刺质量的影响以及各参数的影响权重, 并求得最佳工艺参数为激光功率 560 W, 扫描速度50 mm/s, 焦点位置3 mm和激光功率640 W, 扫描速度60 mm/s, 焦点位置3 mm。可以去除零件毛刺, 且实现融化圆角。
去毛刺 工艺参数 铝合金 光纤激光 deburring processing parameters aluminium alloy optical fiber laser
1 中电科仪器仪表有限公司, 山东 青岛 266555
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
针对毛刺的实时检测校正需求,提出一种基于滤波和预定义阈值检测的干涉数据毛刺实时检测校正方法,并给出了基于现场可编程门阵列的硬件实现。在使用较少硬件资源的情况下,所提方法可实现较高的检测精度,能有效检测出干涉数据中央条纹区可能存在的毛刺,可满足星上数据等实时处理的应用需求。
光谱学 干涉数据毛刺 实时检测校正 滤波 预定义阈值 光学学报
2019, 39(10): 1030002
1 广州中国科学院工业技术研究院, 广东 广州 511458
2 中国科学院 物理研究所, 北京 100190
为适应锂离子动力电池行业发展需求, 寻求一种高效高质切片方式, 本文研究了多种激光器的切片质量。通过影像测量仪和扫描电镜(SEM)对比发现, 100 ns脉宽调Q型1 064 nm光纤激光器切割正极铝箔时毛刺和热影响区(HAZ)约为15 μm和60 μm, 切负极铜箔时HAZ约为200 μm; 20 ns脉宽的 MOPA光纤激光器切割铝箔毛刺10 μm, HAZ约为20 μm, 切铜箔时HAZ约70 μm; 脉宽为10 ps的固体激光器切割铝箔毛刺和HAZ分别约为6 μm和10 μm, 切铜箔时实现无熔融重凝区; 20 ns脉宽的355 nm紫外和532 nm的绿光固体激光器切割铝箔HAZ分别为10 μm和17 μm, 切铜箔时HAZ则分别为大于70 μm和100 μm。实验结果表明: 脉宽越窄, 重复频率越高, 切割的极片质量越好, ps激光器切割的极片精度最高, 质量最好, 是切割极片最理想激光器。而目前, 频率高、脉宽相对窄的MOPA光纤激光器切割速度最高, 切割的正极片完全满足工业要求, 更适合极片切割的工业推广。
激光切割 锂离子动力电池 正极 负极 毛刺 laser cutting lithium-ion power battery positive electrode negative electrode burr HAZ heat-affected zone(HAZ)
1 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
2 现代光学仪器国家重点实验室(浙江大学)，浙江 杭州 310027
在高精度光纤陀螺系统中，开关电源中的spike 毛刺噪声会串扰光纤陀螺的信号处理电路，造成系统采样误差。本文分析了开关电源spike 噪声的成因及其对光纤陀螺性能的影响机理，并在此基础上提出摆率控制是一种适用于光纤陀螺系统电源的低噪声电源技术。利用摆率控制技术，一种低噪声特性的开关电源模块被开发出来，并应用于光纤陀螺系统。该开关电源模块由DC-DC 电路和LDO 电路两部分组成，并在DC-DC 电路中通过摆率控制电路实现其低噪声性能。完成后的低噪声电源模块能够在200 MHz 的测试带宽下实现1 mV 量级的峰峰值噪声水平。经过对比测试，采用低噪声电源的两支被测光纤陀螺分别表现出了3.1% 和4.4% 的噪声优化特性。
光纤陀螺 开关电源 spike 毛刺噪声 摆率控制 fiber-optic gyroscope DC-DC converter spike noise slew rate control
1 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁 大连 116024
2 三菱电机 大连理工大学 电加工技术中心，辽宁 大连 116024
针对具有复杂微尺度凹槽结构的高硬度模具钢型腔难以加工的难题，提出了一种多工位组合电极电火花成形的新方法。以某种聚合物微流控芯片模具型腔为研究对象，选用NAK80模具钢为型腔材料，铜钨合金（W75%）为相应的微凸起结构电极材料并经由高速铣削加工。为降低加工难度及保障加工质量，对复杂微凸起结构进行分解，形成2组4工位组合电极；采用周铣、端铣交替进行的工艺使微凸起上表面的毛刺连续发生塑性变形从而减小和去除微凸起结构顶端的加工毛刺。最后， 利用制备好的多工位组合电极，采用变换工位代替更换电极的加工方式，通过精密电火花成形，依次完成粗、半精与精加工。结果表明：加工的凹槽侧壁与底面垂直度较好，宽度、高度误差在3 μm以内，根部圆角在15 μm以内，可以满足成型聚合物微流控芯片的使用要求。
微凹槽结构 微尺度型腔 多工位组合电极 高速铣削 去毛刺 电火花成形 micro groove structure micro cavity multi-station combination electrode High Speed Machining(HSM) deburring Electrical Discharge Machining(EDM) 光学 精密工程
2015, 23(12): 3371
提出一类数字信号N级采样滤波整形电路，该电路包括N级信号采样电路、采样信号状态比较电路、输出判决电路三部分。该电路在信号采样输出时，通过信号前后间的关系来判断信号的输出结果，避免了毛刺噪声被当作有用信号输出。该方案对信号传输过程中的毛刺噪声，特别是抖动频繁的毛刺噪声具有较好的滤波效果，可广泛应用于数字电路系统、PLD等系统设计中。
数字系统 毛刺噪声 数字信号传输 digital system burr noise digital signal transmission
通过严格的失效分析步骤，借助于切片分析手段，找到了Ic的一种设计或制造缺陷。原因是Ic切割线外的测试焊盘在切割不良时会有毛刺．毛刺在COG邦定过程中通过ACF的导电粒子与ITO 电极发生了短路．从而导致显示异常。
COG产品 显示异常 测试焊盘 毛刺 干扰 COG module Abnormity display IC IC Test pad Burr interfe
