等離子熔積快速成形控制與檢測(cè)設(shè)備研究.pdf

1、等離子熔積直接快速成形是一種可以低成本快速成形高熔點(diǎn)滿密度金屬零件的方法，在航空航天器零部件快速研發(fā)與制造方面有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前等離子熔積直接快速成形在成形精度上還有待提高。本實(shí)驗(yàn)室在實(shí)現(xiàn)等離子熔積快速成形系統(tǒng)中的數(shù)控系統(tǒng)由專用封閉式系統(tǒng)向開放式數(shù)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)數(shù)控單元與熔積單元、銑削加工單元匹配協(xié)調(diào)的等離子熔積加工一體化的閉環(huán)控制，還需要采集各種工藝參數(shù)信息和對(duì)熔積過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，成為本課題研究的重要環(huán)節(jié)。本文

2、主要研究了等離子熔積快速成形設(shè)備中熔積控制單元的設(shè)計(jì)，采用ARM嵌入式微處理器和外部信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成熔積控制的硬件系統(tǒng)，利用嵌入式軟件平臺(tái)開發(fā)下位機(jī)控制軟件程序?qū)崿F(xiàn)了高性能的數(shù)據(jù)處理和邏輯執(zhí)行功能。
　　 等離子熔積控制單元采用性能優(yōu)良的LPC2136型32位ARM7工業(yè)級(jí)處理器作為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制核心，實(shí)現(xiàn)了熔積手動(dòng)控制和自動(dòng)時(shí)序控制；通過設(shè)計(jì)外圍信號(hào)調(diào)理電路，將外部工藝參數(shù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸給PC機(jī)；通過與主機(jī)互連R

3、S-232串行接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；通過與PMAC運(yùn)動(dòng)控制板卡的信號(hào)交互，實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)和熔積控制的協(xié)調(diào)工作功能。深入研究了熔積時(shí)序控制過程和外部工藝參數(shù)的準(zhǔn)確采樣及熔積控制的協(xié)議定義。
　　 軟件系統(tǒng)包含基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺(tái)下各控制任務(wù)之間的管理模塊和片內(nèi)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)控制模塊兩個(gè)部分。任務(wù)管理模塊用于對(duì)軟件各個(gè)任務(wù)的創(chuàng)建和優(yōu)先級(jí)的設(shè)定，以及任務(wù)之間的調(diào)度。片內(nèi)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)控制模塊用于對(duì)各單元功能模塊，如A/D采樣模塊，I2C驅(qū)動(dòng)