等離子熔積快速成形控制與檢測設備研究.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。本實驗室在實現等離子熔積快速成形系統(tǒng)中的數控系統(tǒng)由專用封閉式系統(tǒng)向開放式數控系統(tǒng)轉變的同時，要實現數控單元與熔積單元、銑削加工單元匹配協(xié)調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信息和對熔積過程進行實時控制，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備中熔積控制單元的設計，采用ARM嵌入式微處理器和外部信號調理電路構成熔積控制的硬件系統(tǒng)，利用嵌入式軟件平臺開發(fā)下位機控制軟件程序實現了高性能的數據處理和邏輯執(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)級處理器作為系統(tǒng)的實時控制核心，實現了熔積手動控制和自動時序控制；通過設計外圍信號調理電路，將外部工藝參數的模擬信號轉化為數字信號傳輸給PC機；通過與主機互連R

3、S-232串行接口，實現數據通信；通過與PMAC運動控制板卡的信號交互，實現機床運動和熔積控制的協(xié)調工作功能。深入研究了熔積時序控制過程和外部工藝參數的準確采樣及熔積控制的協(xié)議定義。
　　 軟件系統(tǒng)包含基于嵌入式實時操作系統(tǒng)平臺下各控制任務之間的管理模塊和片內外設的驅動控制模塊兩個部分。任務管理模塊用于對軟件各個任務的創(chuàng)建和優(yōu)先級的設定，以及任務之間的調度。片內外設的驅動控制模塊用于對各單元功能模塊，如A/D采樣模塊，I2C驅動