激光切割機(jī)高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、激光切割是熱切割技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，作為一種新興的熱切割方式，它具有高效率、高精度、低噪音、污染小等特點(diǎn)。高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是激光切割機(jī)的一個(gè)極其重要的組成部分，它直接關(guān)系到激光焦點(diǎn)在加工材料上位置的一致性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而決定了工件切割質(zhì)量的好壞。所以設(shè)計(jì)一種激光切割機(jī)高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有重要的意義。本文設(shè)計(jì)一種以DSP作為主控芯片的激光切割機(jī)高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
　　首先介紹了研究背景和意義，分析激光切割機(jī)高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。論述了

2、激光切割機(jī)高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的需求，完成了系統(tǒng)總體框架的設(shè)計(jì)。比較多種檢測(cè)手段的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)，最終選擇電容式位移傳感器作為高度檢測(cè)的傳感器。結(jié)合變論域思想和模糊控制理論，對(duì)切割頭所在機(jī)械臂的高度進(jìn)行閉環(huán)控制，設(shè)計(jì)了激光切割機(jī)高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)變論域模糊控制器。
　　對(duì)電容式位移傳感器進(jìn)行了工作原理和電氣特性分析，通過建模推導(dǎo)電容值與距離的關(guān)系曲線，理論計(jì)算出電容的變化情況，為電容檢測(cè)電路提供理論支持。設(shè)計(jì)以CAV424為核心的

3、電容檢測(cè)電路，并將CAV424轉(zhuǎn)換后所得的模擬電壓信號(hào)作為檢測(cè)模塊DSP的輸入。同時(shí)，設(shè)計(jì)了分段最小二乘法非線性化校正程序。檢測(cè)模塊DSP對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波，并利用非線性化校正程序進(jìn)行曲線擬合，最終得到高精度的距離測(cè)量值。
　　完成了以DSP作為核心的控制模塊的硬件和軟件設(shè)計(jì)，通過軟硬件模塊的配合實(shí)現(xiàn)激光切割機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各個(gè)功能。結(jié)合變論域思想和模糊控制算法，設(shè)計(jì)變論域模糊控制器。對(duì)該控制器進(jìn)行仿真研究，并通過軟