基于DSP的電子束快速成型設(shè)備束流控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、電子束快速成型設(shè)備是一種用于快速制造成型的先進(jìn)設(shè)備。電子束束流控制系統(tǒng)是該設(shè)備的核心，束流品質(zhì)的好壞直接影響到產(chǎn)品成型質(zhì)量。傳統(tǒng)的束流聚焦及偏轉(zhuǎn)控制存在散焦現(xiàn)象和較大的偏轉(zhuǎn)誤差，而且由于存在變壓器、整流濾波等“慣性”環(huán)節(jié)，束流強(qiáng)度控制存在一定延時(shí)，降低了電子束快速成型的質(zhì)量和速度。為此，本文通過(guò)優(yōu)化電子束的聚焦及偏轉(zhuǎn)控制，顯著提高電子束的偏掃精度；在高壓端直接調(diào)整電子槍柵極的偏壓，跳過(guò)“慣性”環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子束束流的快速、精準(zhǔn)控制。

2、
　　本文針對(duì)束流的散焦以及非線性偏轉(zhuǎn)誤差的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出能有效解決動(dòng)態(tài)聚焦和偏轉(zhuǎn)誤差的方法。設(shè)計(jì)了偏壓發(fā)射板調(diào)整控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)光纖發(fā)射器；設(shè)計(jì)電子管偏壓板接收控制信號(hào)調(diào)整電子管的導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)加在電子槍柵極電壓的變化；利用光纖通信實(shí)現(xiàn)高壓和低壓隔離，同時(shí)保證信號(hào)無(wú)延時(shí)傳輸；利用高壓電子管實(shí)現(xiàn)對(duì)柵極電壓的調(diào)整。電子管偏壓板置于高壓油箱中，設(shè)計(jì)了差分放大電路提高控制板子的穩(wěn)定性；為解決高壓放電對(duì)束流控制板的影響，在設(shè)計(jì)的高壓電源主電路結(jié)構(gòu)

3、中加入兩級(jí)避雷器，在高壓輸出端接扼流電感和續(xù)流二極管，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。以TMS320F2812為控制主芯片，加上A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊等實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)束流、高壓、燈絲電流、過(guò)壓、過(guò)流等信號(hào)的采樣分析計(jì)算，采用積分分離數(shù)字PID控制算法。
　　利用Matlab和Saber軟件進(jìn)行仿真，并設(shè)計(jì)出了試驗(yàn)樣板，仿真結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相符。試驗(yàn)樣板在THDW系列電子束焊機(jī)上試驗(yàn)，其束流掃描精度顯著提高，束流響應(yīng)時(shí)間可達(dá)到微秒(μs)級(jí)