電子束焊機控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，電子束焊接技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在高精度的焊接要求場合下。國內(nèi)電子束焊機的數(shù)控系統(tǒng)大多是專用型、封閉式的系統(tǒng)，難以擴展，價格昂貴。在高品質(zhì)要求的焊接過程中，需要解決運動軌跡與焊接能量變化實時同步的關(guān)鍵技術(shù)問題，以滿足特殊焊縫的焊接要求。本課題通過對電子束焊機控制系統(tǒng)的軟硬件進行詳細設(shè)計，開發(fā)了一種具有良好擴展性和較低成本的電子束焊機開放式數(shù)控系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)實現(xiàn)對運動軌跡與電子束流的控制進行統(tǒng)一編程、同

2、步控制，提高了焊接效率和焊接精度。
　　本課題首先介紹了電子束焊機的發(fā)展現(xiàn)狀以及國內(nèi)外對開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究動態(tài)和應(yīng)用現(xiàn)狀，通過對目前流行的開放式數(shù)控系統(tǒng)方案分析和比較，并根據(jù)本課題的要求和實際情況，建立了電子束焊機控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。
　　在硬件設(shè)計中，本課題通過該設(shè)計方案將電子束焊機控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)分為了三大控制系統(tǒng)：電源控制系統(tǒng)、真空控制系統(tǒng)以及運動控制系統(tǒng)，并對各系統(tǒng)硬件的功能及選型進行了詳細的介紹。整個控制系統(tǒng)的硬

3、件部分以工控機為核心，使 PLC以及運動控制板卡通過串口以及PCI總線完成任務(wù)分配、數(shù)據(jù)計算等任務(wù)。
　　在軟件設(shè)計中，本課題敘述了基于該方案的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計，并將軟件系統(tǒng)分為上位機軟件和下位機軟件，上位機軟件主要分為人機交互界面模塊、NC指令代碼編譯模塊、軌跡插補模塊、過程控制模塊、故障診斷模塊以及狀態(tài)顯示模塊，下位機軟件分為真空系統(tǒng)控制模塊、電源系統(tǒng)控制模塊、伺服控制模塊以及運動板卡驅(qū)動模塊。另外，上位機通過加入捕捉語句，在G代

4、碼讀取過程中找出錯誤原因并提示修改，在軟件崩潰或運行出錯時也能夠提示錯誤原因；下位機軟件中啟用看門狗，可以監(jiān)控軟件運行狀態(tài)，程序跑飛或陷入死循環(huán)時，軟件系統(tǒng)復(fù)位。
　　最后，通過對電磁干擾產(chǎn)生的三要素干擾源、耦合途徑和敏感設(shè)備進行了介紹，分析了電子束焊機對系統(tǒng)的干擾來源。因此，在伺服控制器以及分子泵等精密設(shè)備的電源中增加了隔離變壓器以及噪聲濾波器，并對它們的連接電纜進行了屏蔽處理，使系統(tǒng)能夠在焊接設(shè)備在啟動、停止對系統(tǒng)電源產(chǎn)生浪涌