激光沖擊強化控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、利用強激光誘導的沖擊波來強化金屬表面的新技術稱為激光沖擊強化(LSP)技術，該技術被美國研發(fā)雜志評為全美100項最重要的先進技術之一。本文分析了激光沖擊強化技術的機理，系統(tǒng)論述了激光沖擊強化的物理過程，激光沖擊波的產生及其力學效應，探討了強化過程中的涂層、約束層、激光參數等主要影響因素。
　　 根據激光沖擊強化試驗平臺的要求，詳細分析了該平臺控制系統(tǒng)的特點，提出了以PC+運動控制器為核心，在此基礎上開發(fā)了相關的數控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由

2、四部分組成，分別是自主開發(fā)的上位數控系統(tǒng)、激光器模塊、四坐標工作臺和輔助功能模塊。深入研究了固高GT-400-SV運動控制器的工作原理和庫函數，采用面向對象技術編寫了數控系統(tǒng)的界面和各相關功能的程序；對高功率脈沖激光器的組成和控制原理進行了詳細的分析，激光器模塊的控制功能通過運動控制器附帶的串口和I/O口控制激光器疝燈的脈沖信號，調Q觸發(fā)脈沖信號和充電電壓等信號，并給出了實現該功能的程序；給出了四坐標工作臺的參數、伺服驅動系統(tǒng)的規(guī)格和實

3、現五軸加工的數控系統(tǒng)與伺服驅動單元的接口線路；輔助功能模塊負責現場輸入輸出信號的處理，開發(fā)了相關的程序。
　　 在對整個平臺和開發(fā)的數控系統(tǒng)進行實驗驗證的過程中，發(fā)現針對不同試驗參數和不同金屬材料下激光沖擊強化效果難以預測的問題。因此，提出了以激光沖擊參數、金屬材料力學特性為輸入，以表面殘余應力為輸出，建立了基于神經網絡的金屬材料表面殘余應力的優(yōu)化控制模型。實驗結果表明，實驗平臺和控制系統(tǒng)符合要求，所建立的模型可以為激光噴丸強化