等離子熔積快速成形控制與檢測設(shè)備研究.pdf

1、等離子熔積直接快速成形是一種可以低成本快速成形高熔點滿密度金屬零件的方法，在航空航天器零部件快速研發(fā)與制造方面有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前等離子熔積直接快速成形在成形精度上還有待提高。本實驗室在實現(xiàn)等離子熔積快速成形系統(tǒng)中的數(shù)控系統(tǒng)由專用封閉式系統(tǒng)向開放式數(shù)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的同時，要實現(xiàn)數(shù)控單元與熔積單元、銑削加工單元匹配協(xié)調(diào)的等離子熔積加工一體化的閉環(huán)控制，還需要采集各種工藝參數(shù)信息和對熔積過程進行實時控制，成為本課題研究的重要環(huán)節(jié)。本文

2、主要研究了等離子熔積快速成形設(shè)備中熔積控制單元的設(shè)計，采用ARM嵌入式微處理器和外部信號調(diào)理電路構(gòu)成熔積控制的硬件系統(tǒng)，利用嵌入式軟件平臺開發(fā)下位機控制軟件程序?qū)崿F(xiàn)了高性能的數(shù)據(jù)處理和邏輯執(zhí)行功能。
　　 等離子熔積控制單元采用性能優(yōu)良的LPC2136型32位ARM7工業(yè)級處理器作為系統(tǒng)的實時控制核心，實現(xiàn)了熔積手動控制和自動時序控制；通過設(shè)計外圍信號調(diào)理電路，將外部工藝參數(shù)的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸給PC機；通過與主機互連R

3、S-232串行接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；通過與PMAC運動控制板卡的信號交互，實現(xiàn)機床運動和熔積控制的協(xié)調(diào)工作功能。深入研究了熔積時序控制過程和外部工藝參數(shù)的準確采樣及熔積控制的協(xié)議定義。
　　 軟件系統(tǒng)包含基于嵌入式實時操作系統(tǒng)平臺下各控制任務(wù)之間的管理模塊和片內(nèi)外設(shè)的驅(qū)動控制模塊兩個部分。任務(wù)管理模塊用于對軟件各個任務(wù)的創(chuàng)建和優(yōu)先級的設(shè)定，以及任務(wù)之間的調(diào)度。片內(nèi)外設(shè)的驅(qū)動控制模塊用于對各單元功能模塊，如A/D采樣模塊，I2C驅(qū)動