【摘要】：隨著激光加工技術(shù)的不斷發(fā)展，大功率CO2激光器以其先進(jìn)、快速、靈活的優(yōu)點(diǎn)被越來越多地應(yīng)用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。但是目前國(guó)產(chǎn)化的大功率CO2激光器水平還比較低，所以必須不斷學(xué)習(xí)和研究國(guó)外先進(jìn)的激光加工技術(shù)，加強(qiáng)自主研發(fā)力度，打造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心競(jìng)爭(zhēng)力的激光器。 課題通過對(duì)激光器的工作原理的分析，研究了當(dāng)前系統(tǒng)所存在的不足，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作需求，提出了以ARM處理器為控制核心的激光器嵌入式控制系統(tǒng)代替原來的PLC為控制核心的控制系統(tǒng)。依據(jù)目標(biāo)設(shè)想，本文采用基于ARM9為內(nèi)核的主控芯片AT91SAM9G45以及Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了符合控制需求和技術(shù)發(fā)展的大功率CO2激光器的控制系統(tǒng)。 本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有兩個(gè)方面：一方面是控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，主要包括存儲(chǔ)電路、I/O擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、電源電路、復(fù)位電路的主板電路以及LCD接口、USB接口、以太網(wǎng)接口、調(diào)試串口、RS485串口的接口電路，并且提出了所涉及的抗干擾措施；另一方面是控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要包括基于Windows CE嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的EBI、RS485、SPI控制程序和豐富友好的人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。 最后，對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了總結(jié)與展望，為對(duì)大功率CO2激光器控制系統(tǒng)的深入研究與后續(xù)開發(fā)完善做了良好的鋪墊。
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG665;TP273;TN248.22
【圖文】：

光技術(shù)從此不斷飛速發(fā)展，成為二十世紀(jì)與半導(dǎo)體、原子能及計(jì)算機(jī)齊名的四項(xiàng)重大發(fā)之一[1-2]。隨著激光產(chǎn)業(yè)不斷完善，激光應(yīng)用已經(jīng)滲透到科研、產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，在航航天、通訊、汽車船舶制造、金屬加工、冶金、軍事、醫(yī)療器械等領(lǐng)域起到了重要作用。激光加工是激光應(yīng)用中最大的項(xiàng)目，也是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)品的生產(chǎn)和改造的最重要的段。由于激光加工具有非接觸式加工、加工速度快、可加工材料范圍廣泛、生產(chǎn)效率高、量可靠等特點(diǎn)，其在全球范圍的應(yīng)用迅速擴(kuò)大，對(duì)激光加工設(shè)備的需求也在不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010 年，全球激光行業(yè)逐步擺脫金融危機(jī)的影響出現(xiàn)回暖，其收入約為 64美元，同比增長(zhǎng) 16.15%，2011 年全球激光產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大到 80 億美元，同比增長(zhǎng)%。未來激光行業(yè)仍將保持 10%左右的增長(zhǎng)速度，這一發(fā)展速度主要由激光產(chǎn)業(yè)較為落的發(fā)展中國(guó)家引領(lǐng)，其增長(zhǎng)支撐則是以中國(guó)、印度為代表的新興市場(chǎng)國(guó)家，到 2015全球激光產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將突破 105 億美元[8]。雖然我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步比較晚，但是國(guó)家對(duì)激光產(chǎn)業(yè)高度重視，先后引進(jìn)激器生產(chǎn)技術(shù)，并通過與高校的產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目結(jié)合，我國(guó)的激光產(chǎn)業(yè)得到了迅速地發(fā)展。武漢建立了光谷基地，并成立了激光加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。近幾年，我國(guó)的激加工設(shè)備行業(yè)銷售收入狀況如下圖 1-1 所示：

存儲(chǔ)電路主要分為三部分：DDR2 存儲(chǔ)電路、Nandflash 存儲(chǔ)電路和 DateFlash電路。DDR2存儲(chǔ)部分采用64M 字節(jié)DDR2 SDRAM，由兩片8 位數(shù)據(jù)寬度DDR2 SDRAM存儲(chǔ)器為16 位數(shù)據(jù)寬度的DDR2 SDRAM，數(shù)據(jù)和CLK 信號(hào)線運(yùn)行速度可達(dá)133MHz。NandFlash存儲(chǔ)部分采用了128MB 的NandFlash 存儲(chǔ)器，其中32MB 用于存放系統(tǒng)文件，其余空間用于存放客戶應(yīng)用程序等，亦可根據(jù)要求自行進(jìn)行系統(tǒng)固化、存儲(chǔ)區(qū)配等操作�，F(xiàn)采用的容量暫為128MB，這個(gè)容量還可以隨著未來實(shí)際需求的變化而調(diào)升級(jí)。DateFlash存儲(chǔ)部分的存儲(chǔ)器是2MB的Norflash，映射在bank0。內(nèi)部可存放少量代碼。例如我們?cè)贒ateFlash中存放了FIRSTBOOT.nb0，這是一個(gè)系統(tǒng)引導(dǎo)程序，用來BOOT.nb0等程序，快速方便。3.1.3 I/O 擴(kuò)展及其驅(qū)動(dòng)電路由于本課題的控制系統(tǒng)需要控制的開關(guān)量比較多，現(xiàn)有的 IO 已經(jīng)不能滿足對(duì)實(shí)制的需求，所以有必要對(duì)其進(jìn)行 IO 擴(kuò)展，擴(kuò)展為 40 入 40 出。首先，進(jìn)行譯碼電路的設(shè)計(jì)，如圖 3-1 所示：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2726588