電子束快速成形機運動控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著先進制造業(yè)的快速發(fā)展，快速成形技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。作為快速成形的一個重要分支，電子束快速成形近來已成為制造業(yè)的研究熱點之一。電子束技術(shù)是近十年才興起的先進制造技術(shù)，目前還處于一個不斷發(fā)展和完善的過程之中。雖然國內(nèi)已有電子束快速成形設(shè)備，但是該領(lǐng)域尚處于起步階段，國內(nèi)技術(shù)還不成熟，電子束快速成形系統(tǒng)設(shè)備的可靠性和商品化程度有待于進一步提高，運動控制系統(tǒng)是電子束快速成形設(shè)備的重要組成部分，對其的研究也就顯得非常必要。本文

2、的主要研究對象是電子束快速成形機運動控制系統(tǒng)，首先對多軸系統(tǒng)進行了動力學(xué)分析，之后對該系統(tǒng)的軟硬件進行了詳細的設(shè)計，開發(fā)出了一種經(jīng)濟適用的開放式數(shù)控系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對系統(tǒng)中三維工作臺、送絲機構(gòu)以及電子束流的統(tǒng)一控制，滿足加工需求。
　　本課題首先對快速成形技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子束快速成形工藝的特點以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行了介紹，通過對目前國內(nèi)外電子束快速成形設(shè)備的比較，根據(jù)本課題的需求以及實際狀況，形成了電子柬快速成形機運動

3、控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。
　　其次，對多軸系統(tǒng)的動力學(xué)模型、特征進行了分析，并針對實際中出現(xiàn)的驅(qū)動器飽和現(xiàn)象采用了一種同步控制策略，應(yīng)用李雅普諾夫直接方法和LaSalle不變性原理驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后將控制策略應(yīng)用于一個三軸系統(tǒng)，與不加同步控制策略的算法進行數(shù)值仿真比較分析，證明了該控制策略的優(yōu)越性。
　　再次，對硬件設(shè)計中采用PC+運動控制卡的控制方案，對幾種伺服系統(tǒng)進行比較，結(jié)合實際需求最后選用半閉環(huán)交流伺服系統(tǒng)。對PC

4、I-1245運動控制板卡的功能、伺服電機以及驅(qū)動器的連接、各硬件之間的連接與設(shè)置進行研究，并對送絲系統(tǒng)進行了設(shè)計。
　　最后，軟件控制系統(tǒng)采用模塊式設(shè)計方法，整個軟件控制系統(tǒng)分為上、下位機軟件兩部分，其中上位機軟件主要包括人機交互界面模塊、G代碼編譯模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、故障診斷模塊等，下位機軟件包括伺服控制模塊、電源系統(tǒng)控制模塊和運動板卡驅(qū)動模塊。采用Microsoft Visual Basic6.0編寫人機界面，調(diào)用PCI運動控