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        汽車皮革紋理制造時(shí)為什么一邊深一邊淺

        2016-12-24 07:49:45伍細(xì)如
        汽車實(shí)用技術(shù) 2016年1期
        關(guān)鍵詞:聚焦點(diǎn)光路光程

        伍細(xì)如

        汽車皮革紋理制造時(shí)為什么一邊深一邊淺

        伍細(xì)如

        汽車的皮革紋理制造,有時(shí)會(huì)有一邊深一邊淺的現(xiàn)象。文章分析了其中的原因,并提出了解決辦法。

        汽車;皮革;紋理;深度;深;淺

        10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.056

        CLC NO.:U465.6 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-164-02

        前言

        在制造汽車皮革紋理時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問題:在同一個(gè)平面區(qū)域內(nèi)的紋理(texture),從一邊到另一邊是逐漸變淺。下圖是皮革紋理一邊深一邊淺的剖視圖。由于皮革紋理極淺,照片效果很差,所以我這里用剖視圖表示。

        許多人從軟件參數(shù),或者從圖片制作過程,或者從床身本身出發(fā)研究,這是解決不了問題的。

        甚至有人從注塑工藝找原因,結(jié)果越找越亂。

        當(dāng)然也有人從光學(xué)角度考慮,將光路從頭到尾重新調(diào)校。他們的想法是,只要裝配調(diào)試的時(shí)候把每一步都做對了,整個(gè)機(jī)器就不會(huì)有問題了。確實(shí)他們經(jīng)常解決了這個(gè)問題,但是他們始終不知道問題產(chǎn)生的根源。

        我現(xiàn)在來分析一下這一問題產(chǎn)生的根源。

        圖1的問題可以簡化為下圖:

        圖2

        造成這一問題的原因是什么呢?我們來看激光雕刻機(jī),其光路如下:

        圖3

        激光器出來的激光束(laser beam)先經(jīng)過擴(kuò)束鏡(teles cope)擴(kuò)束,再經(jīng)過聚焦鏡(lens)聚焦,由掃描鏡(Mirror X, Mirror Y)反射到工件表面上。激光的聚焦點(diǎn)恰恰在工件表面上(E’-F’),從而將工作表面燒蝕;加上電腦繪圖,就可以在工件表面燒蝕出紋理(texture)。

        首先必須知道的是,激光在通過透鏡聚焦后,無論經(jīng)過多少反射,總光程都是不變的。

        圖4

        圖4中,一個(gè)是激光束經(jīng)過透鏡后直接到達(dá)焦點(diǎn),光程為MN,另一個(gè)是激光束經(jīng)過透鏡后還經(jīng)過兩面鏡子的反射才到達(dá)焦點(diǎn),光程為MO+OP+PN。不難證明MN=MO+ OP+PN。

        回到問題本身。在正常情況下,兩面掃描鏡Mirror X和Mirror Y安裝正確,激光束通過掃描鏡的中心(同時(shí)也是馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸處)。如圖5。激光雕刻機(jī)工作時(shí),掃描鏡Mirror Y先是轉(zhuǎn)到位置E,激光束反射并聚焦到位置E ’;繼而Mirror Y轉(zhuǎn)到位置F,激光束于是反射并聚焦到位置F ’。從Mirror Y中心到位置F ’和E ’的距離是相等的。

        圖 5

        但是,實(shí)際應(yīng)用中,經(jīng)常會(huì)發(fā)生激光束偏移,或者掃描鏡偏移,或者其它機(jī)械部件在長期運(yùn)行中偏移了,于是激光束沒有經(jīng)過光路中心。其情況如圖6。

        這時(shí),掃描鏡Mirror Y在轉(zhuǎn)到位置E和位置F時(shí),再次反射的出發(fā)點(diǎn)變了,分別是點(diǎn)M和點(diǎn)N。對應(yīng)于反射鏡位置E,聚焦點(diǎn)在位置E ’; 對應(yīng)于反射鏡位置F,聚焦點(diǎn)在位置O,而不是位置F ’。

        圖 6

        這里,光程ME ’=MN+NO。

        將圖6虛線圈中情景放大,如下圖:

        顯然,激光束的焦點(diǎn)已經(jīng)離開工件表面了,能雕刻的深度自然會(huì)變淺,甚至不能雕刻。汽車的皮革紋理在制造時(shí)會(huì)有一邊深一邊淺的現(xiàn)象,其原因正在于此。

        明白了這一點(diǎn),我們只要做好兩點(diǎn),就能將工件雕刻出均稱的紋理:

        (1)重新對光路,將激光束調(diào)校至光路中心;

        (2)調(diào)整工作臺,讓工作臺與掃描模塊平行。這一步同樣重要。因?yàn)槿绻覀冎皇亲龊昧说谝徊剑瑳]有做第二步的話,那么工作臺將傾斜,其表面將離開激光束的聚焦點(diǎn),導(dǎo)致雕刻的深度變淺甚至變得沒有。

        Why is the car leather texture deep on one side but shallow on another side

        Wu Xiru

        when we want to engrave the texture in particular area, for example in a box, we find that the car leather texture deep on one side but shallow on another side. I analysed the reason and figure out the solving method.

        car; leather; texture; depth; deep; shallow

        U465.6

        B

        1671-7988(2016)01-164-02

        伍細(xì)如,畢業(yè)于山東大學(xué)光電子系,畢業(yè)后一直在工業(yè)界工作,做過電氣工程師,機(jī)械主管。

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