數(shù)控切割機(jī)電容調(diào)高系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、隨著激光器制造技術(shù)的進(jìn)步和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，激光切割技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。在激光切割過程中，被切割物體表面可能存在不規(guī)則起伏，導(dǎo)致激光焦點(diǎn)偏離最佳位置，對切割質(zhì)量造成很大影響。因此需要實(shí)時(shí)調(diào)整切割頭高度，使其與被切割物體之間的距離保持恒定。目前國內(nèi)市場上仍有部分廠家采用人工方式調(diào)整切割頭高度，僅有的少數(shù)自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)在調(diào)節(jié)精度和速度上也存在缺陷。本文設(shè)計(jì)和開發(fā)了一種數(shù)控切割機(jī)電容調(diào)高系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了激光切割過程中的切割頭高精度、高速度自動(dòng)調(diào)高

2、。
　　本系統(tǒng)通過切割頭上的非接觸式電容位移傳感器檢測切割頭與被切割物體間的距離，并將此距離的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。微電容測量電路對電容量信號進(jìn)行測量，并將其轉(zhuǎn)換為便于運(yùn)動(dòng)控制器讀取的差分頻率數(shù)字信號。運(yùn)動(dòng)控制器將讀取的頻率信號作為位置環(huán)的位置反饋信號，按照預(yù)先的標(biāo)定數(shù)據(jù)和設(shè)定的跟隨高度，輸出模擬電壓信號。伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出的速度模擬量驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)升降體使切割頭在豎直方向運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到跟隨被切割物體表面起伏的

3、目的。
　　本文首先介紹了系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)和各環(huán)節(jié)的選型，接著詳細(xì)介紹了多諧振蕩器和 LC振蕩兩套微電容測量電路設(shè)計(jì)方案，然后討論了運(yùn)動(dòng)控制器端標(biāo)定程序和跟隨程序的設(shè)計(jì)與編程，研究了線性化和PID算法的設(shè)計(jì)，最后介紹了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的搭建與接線，并設(shè)計(jì)和搭建了測試平臺(tái)，對系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。
　　本文設(shè)計(jì)的數(shù)控切割機(jī)電容調(diào)高系統(tǒng)已在測試平臺(tái)上進(jìn)行了測試運(yùn)行，測試結(jié)果表明本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案可行，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，測量