3kW半導體激光熔覆機器人系統(tǒng)整機控制研究.pdf

1、大功率半導體激光器具有體積小，發(fā)光效率高等優(yōu)點，在激光熔覆領域得到推廣應用。本論文系統(tǒng)地研究3kW半導體激光熔覆機器人系統(tǒng)的單元器件、硬件電路、控制系統(tǒng)軟件及熔覆系統(tǒng)調(diào)試。論文的主要工作如下：
　?。?）設計3kW半導體激光熔覆機器人系統(tǒng)整體控制方案。選擇西門子S7-1200PLC作為控制系統(tǒng)主控制器，分析半導體激光器及激光電源、ABB機器人、制冷機、送粉器等單元部件的控制需求和通訊特性，提出集成這些設備的控制方案。
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2、2）分析3kW半導體激光熔覆系統(tǒng)中主要單元部件的設備結構、工作原理、端口定義等；分析制冷系統(tǒng)中需要測量的主要參數(shù)及參數(shù)變化范圍，選擇傳感器并設計本論文所用傳感器的電氣控制回路；設計激光器系統(tǒng)、機器人本體與控制器的電氣回路及控制回路，并根據(jù)控制需求配置PLC系統(tǒng)硬件組態(tài)及設計I/O。
　　（3）編寫用于系統(tǒng)協(xié)同運行的PLC控制程序，程序中包含激光功率控制子程序、與機器人通信子程序、冷卻水參數(shù)控制子程序。對于各個子程序均闡述其控制思路

3、，并對程序中使用的核心模塊進行詳細說明。應用 EB8000軟件設計出基于TK8100i的人機操作界面，包括主界面、激光器控制界面、制冷機控制界面及報警界面等。
　?。?）在硬件設計和軟件編寫基礎上調(diào)試控制系統(tǒng)，包括激光功率測試、制冷機系統(tǒng)運行測試、系統(tǒng)穩(wěn)定性測試等。在Robotstudio軟件中建立機器人工作站仿真模型，研究機器人運動軌跡控制方法。為驗證設備的可靠性，選取三種樣品進行熔覆實驗，樣品達到試驗預期要求，表明本論文設計的