Управление контрастностью растрового рисунка при лазерной маркировке: моделирование технологического процесса

Научная библиотека Комментариев к записи Управление контрастностью растрового рисунка при лазерной маркировке: моделирование технологического процесса нет

О. С. Юльметова, А. Г. Щербак, В. П. Вейко, С. А. Щербак, Р. Ф. Юльметова, ОАО «Концерн ЦНИИ „Электроприбор“», Университет ИТМО,Санкт-Петербургский Академический университет — научно-образовательный центр нанотехнологий
Российской академии наук // Журнал Известия высших учебных заведений. Приборостроение, Выпуск № 6 / том 58 / 2015, с.: 485-491, УДК:629.7.036:621.373

АННОТАЦИЯ:
Предложена расчетная методика определения условий и области варьирования параметров лазерной маркировки растровых рисунков на сферических роторах электростатических гироскопов. Методика обеспечивает возможность управления контрастом растра при сохранении погрешности на уровне сотых долей микрометра. Разработаны средства математического обеспечения, основанные на моделировании процесса управления контрастностью. На первом этапе процедуры используется непараметрическая аппроксимация (известными считаются лишь самые общие сведения об изучаемой зависимости, которая выявляется в общем виде), а на втором — параметрическая аппроксимация (модель изучаемой зависимости считается известной и осуществляется количественное обозначение параметров модели). Обоснована целесообразность использования предложенной модели при лазерной маркировке для общего случая и для конкретного варианта маркирования тонкопленочного покрытия нитрида титана. Представлено семейство кривых, определяющих зависимость контраста от мощности лазера для различных вариантов стехиометрического состава нитрида титана TiN x (x = 0,80-1,00). Приведены результаты практического использования технологии.

Введение. Широкое использование лазерных технологий в различных областях науки и техники [1] позволило на качественно новом уровне преодолеть технологические проблемы маркировки растровых рисунков [2—4] на прецизионных узлах гироскопических приборов [5], в частности, сферических роторов электростатического гироскопа [6, 7], используемого на космических объектах и в морских навигационных системах. Растровый рисунок является основным элементом оптоэлектронной системы съема информации с ротора. При этом максимальная погрешность изготовления ротора составляет сотые доли микрометра, что во многом обусловливает точность гироскопа.

Для управления свойствами формируемого на тонкопленочном покрытии растрового рисунка [8] возможно использовать дополнительные факторы, например изменение стехиометрии покрытия, — с целью регулирования контрастности этого рисунка.
При формировании растрового рисунка необходимо решать многокритериальные задачи обеспечения комплекса требований по контрасту, глубине риски растра и точности его конфигурации в условиях неоднозначной корреляции операций технологического цикла с результатами лазерной маркировки. При этом допустимые отклонения от исходной конфигурации обрабатываемого сферического ротора составляют сотые доли микрометра. Это определяет необходимость разработки технологических приемов и методов, позволяющих формировать растр с возможностью регулирования его основных свойств.
Цель настоящей работы — создание математического обеспечения, позволяющего рассчитать требуемые условия и области варьирования параметров лазерной обработки для формирования растровых рисунков на прецизионных поверхностях узлов гироприборов.
Для достижения поставленной цели необходимо:
— выбрать наиболее значимую характеристику растрового рисунка;
— определить принципы использования математического аппарата при создании расчетной методики.
Предметом исследования являются режимы формирования на тонкопленочном покрытии нитрида титана светоконтрастного растрового рисунка, предварительно нанесенного на сферическую поверхность ротора электростатического гироскопа [5, 8].

Англ: Abstract, 2015 year, VAK speciality — 05.02.00, author — YULMETOVA O.S., SCHERBAK A.G., VEYKO V.P., SCHERBAK S.A., YULMETOVA R.F.
A method is proposed for evaluation of conditions and variation interval for laser surface treatment parameters in laser marking of raster images on spherical electrostatic gyroscope rotors. The method makes it possible to manage the raster image contrast at retained accuracy of hundredths of a micrometer. The contrast simulation code is developed on the base of a model of contrast management process in the form of successive stages associated with the procedure of choosing the optimal approximating function. Nonparametric approximation is used at the first stage, when only the most general information on the dependence under investigation is available. At the second stage the model of the dependence is supposed to be known, a parametric approximation is performed and a quantitative indication of the model parameters is carried out. Application of the proposed model for laser marking for the general case and for a particular labeling of thin-film coating of titanium nitride is justified. A family of curves defining the contrast dependence on the laser power for various stoichiometric composition of titanium nitride TiN x (x = 0,80-1,00) is presented. Results of the practical use of the technology are presented.

Источник: http://cyberleninka.ru/article/n/upravlenie-kontrastnostyu-rastrovogo-risunka-pri-lazernoy-markirovke-modelirovanie-tehnologicheskogo-protsessa

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top