汽車皮革紋理制造時為什么一邊深一邊淺

伍細如

汽車皮革紋理制造時為什么一邊深一邊淺

伍細如

汽車的皮革紋理制造，有時會有一邊深一邊淺的現象。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，經常出現這樣的問題：在同一個平面區域內的紋理（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，或者從圖片制作過程，或者從床身本身出發研究，這是解決不了問題的。

甚至有人從注塑工藝找原因，結果越找越亂。

當然也有人從光學角度考慮，將光路從頭到尾重新調校。他們的想法是，只要裝配調試的時候把每一步都做對了，整個機器就不會有問題了。確實他們經常解決了這個問題，但是他們始終不知道問題產生的根源。

我現在來分析一下這一問題產生的根源。

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，其光路如下：

圖3

激光器出來的激光束（laser beam）先經過擴束鏡（teles cope）擴束，再經過聚焦鏡(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，無論經過多少反射，總光程都是不變的。

圖4

圖4中，一個是激光束經過透鏡后直接到達焦點，光程為MN，另一個是激光束經過透鏡后還經過兩面鏡子的反射才到達焦點，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（同時也是馬達的轉軸處）。如圖5。激光雕刻機工作時，掃描鏡Mirror Y先是轉到位置E，激光束反射并聚焦到位置E ’；繼而Mirror Y轉到位置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，實際應用中，經常會發生激光束偏移，或者掃描鏡偏移，或者其它機械部件在長期運行中偏移了，于是激光束沒有經過光路中心。其情況如圖6。

這時，掃描鏡Mirror Y在轉到位置E和位置F時，再次反射的出發點變了，分別是點M和點N。對應于反射鏡位置E，聚焦點在位置E ’； 對應于反射鏡位置F，聚焦點在位置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，激光束的焦點已經離開工件表面了，能雕刻的深度自然會變淺，甚至不能雕刻。汽車的皮革紋理在制造時會有一邊深一邊淺的現象，其原因正在于此。

明白了這一點，我們只要做好兩點，就能將工件雕刻出均稱的紋理：

（1）重新對光路，將激光束調校至光路中心；

（2）調整工作臺，讓工作臺與掃描模塊平行。這一步同樣重要。因為如果我們只是做好了第一步，沒有做第二步的話，那么工作臺將傾斜，其表面將離開激光束的聚焦點，導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

伍細如，畢業于山東大學光電子系，畢業后一直在工業界工作，做過電氣工程師，機械主管。