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1、隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,電子束焊接技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,尤其在高精度的焊接要求場(chǎng)合下。國(guó)內(nèi)電子束焊機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)大多是專(zhuān)用型、封閉式的系統(tǒng),難以擴(kuò)展,價(jià)格昂貴。在高品質(zhì)要求的焊接過(guò)程中,需要解決運(yùn)動(dòng)軌跡與焊接能量變化實(shí)時(shí)同步的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,以滿足特殊焊縫的焊接要求。本課題通過(guò)對(duì)電子束焊機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)了一種具有良好擴(kuò)展性和較低成本的電子束焊機(jī)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng),利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡與電子束流的控制進(jìn)行統(tǒng)一編程、同
2、步控制,提高了焊接效率和焊接精度。
本課題首先介紹了電子束焊機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)外對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究動(dòng)態(tài)和應(yīng)用現(xiàn)狀,通過(guò)對(duì)目前流行的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)方案分析和比較,并根據(jù)本課題的要求和實(shí)際情況,建立了電子束焊機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
在硬件設(shè)計(jì)中,本課題通過(guò)該設(shè)計(jì)方案將電子束焊機(jī)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)分為了三大控制系統(tǒng):電源控制系統(tǒng)、真空控制系統(tǒng)以及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),并對(duì)各系統(tǒng)硬件的功能及選型進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。整個(gè)控制系統(tǒng)的硬
3、件部分以工控機(jī)為核心,使 PLC以及運(yùn)動(dòng)控制板卡通過(guò)串口以及PCI總線完成任務(wù)分配、數(shù)據(jù)計(jì)算等任務(wù)。
在軟件設(shè)計(jì)中,本課題敘述了基于該方案的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并將軟件系統(tǒng)分為上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件,上位機(jī)軟件主要分為人機(jī)交互界面模塊、NC指令代碼編譯模塊、軌跡插補(bǔ)模塊、過(guò)程控制模塊、故障診斷模塊以及狀態(tài)顯示模塊,下位機(jī)軟件分為真空系統(tǒng)控制模塊、電源系統(tǒng)控制模塊、伺服控制模塊以及運(yùn)動(dòng)板卡驅(qū)動(dòng)模塊。另外,上位機(jī)通過(guò)加入捕捉語(yǔ)句,在G代
4、碼讀取過(guò)程中找出錯(cuò)誤原因并提示修改,在軟件崩潰或運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)也能夠提示錯(cuò)誤原因;下位機(jī)軟件中啟用看門(mén)狗,可以監(jiān)控軟件運(yùn)行狀態(tài),程序跑飛或陷入死循環(huán)時(shí),軟件系統(tǒng)復(fù)位。
最后,通過(guò)對(duì)電磁干擾產(chǎn)生的三要素干擾源、耦合途徑和敏感設(shè)備進(jìn)行了介紹,分析了電子束焊機(jī)對(duì)系統(tǒng)的干擾來(lái)源。因此,在伺服控制器以及分子泵等精密設(shè)備的電源中增加了隔離變壓器以及噪聲濾波器,并對(duì)它們的連接電纜進(jìn)行了屏蔽處理,使系統(tǒng)能夠在焊接設(shè)備在啟動(dòng)、停止對(duì)系統(tǒng)電源產(chǎn)生浪涌
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