發(fā)布時(shí)間：2017-10-29 10:28

  本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式的網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻控制技術(shù)研究

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【摘要】：激光標(biāo)刻技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,傳統(tǒng)激光標(biāo)刻設(shè)備一般由工控機(jī)、控制板卡、上位機(jī)控制軟件、激光發(fā)生器及振鏡頭等部分組成,其集成性較低且網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊困難、易受病毒攻擊以及工作準(zhǔn)備過(guò)程復(fù)雜,已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中多粉塵、多電磁干擾的多工位生產(chǎn)環(huán)境的要求。鑒于此,本文提出一種基于集成多模塊嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化解決方案,本方案通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模式的改變,實(shí)現(xiàn)整個(gè)激光標(biāo)刻生產(chǎn)控制模式的改變,從而使激光標(biāo)刻脫離工控機(jī)、操作系統(tǒng)及標(biāo)刻控制軟件。本方案以STM32CPU與RTL8019AS芯片構(gòu)建的嵌入式以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送,并通過(guò)激光器控制模塊及激光運(yùn)動(dòng)控制模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)核心標(biāo)刻功能;再者,本文還深入研究了激光的產(chǎn)生及控制機(jī)理、激光高速振鏡控制機(jī)理以及激光標(biāo)刻控制算法,并在深入理論研究的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì);另外,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及綜合標(biāo)刻實(shí)驗(yàn),本文還探索分析了網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻性能的影響因素及其相應(yīng)性能演變機(jī)理,并建立了激光標(biāo)刻性能評(píng)估初級(jí)模型。經(jīng)標(biāo)刻實(shí)驗(yàn)及企業(yè)中試表明,本研究有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集成及網(wǎng)絡(luò)化激光標(biāo)刻,為大規(guī)模集群化部署的激光加工生產(chǎn)控制提供了一種新型解決方案,同時(shí)也為工業(yè)4.0先進(jìn)生產(chǎn)控制理念的實(shí)現(xiàn)提供了理論及技術(shù)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻 嵌入式以太網(wǎng) 激光高速振鏡 激光標(biāo)刻性能 性能演變
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN249
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 本文的研究背景及研究意義9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外激光技術(shù)研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)分析11-13
• 1.2.1 國(guó)外激光技術(shù)研究及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)激光技術(shù)研究動(dòng)態(tài)分析13
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容13-15
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容概述13-14
• 1.3.2 各章節(jié)安排14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論分析16-24
• 2.1 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需求分析16-18
• 2.1.1 硬件需求分析17-18
• 2.1.2 軟件需求分析18
• 2.2 控制方案對(duì)比分析18-19
• 2.2.1 多方案對(duì)比分析18-19
• 2.2.2 本設(shè)計(jì)方案分析19
• 2.3 激光加工原理19-22
• 2.3.1 激光加工基本原理分析19-21
• 2.3.2 激光標(biāo)刻基本原理21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-24
• 3 嵌入式網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)24-41
• 3.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)24-26
• 3.1.1 系統(tǒng)方案概述24-26
• 3.1.2 硬件總體設(shè)計(jì)26
• 3.2 基本電路模塊設(shè)計(jì)26-29
• 3.2.1 控制器件的選型26-27
• 3.2.2 電路原理分析27-28
• 3.2.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)28-29
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)通信模塊設(shè)計(jì)29-33
• 3.3.1 MAC工作機(jī)理30-31
• 3.3.2 PHY工作機(jī)理31
• 3.3.3 模塊硬件組成31-33
• 3.4 激光器控制模塊設(shè)計(jì)33-35
• 3.4.1 激光器的選擇33
• 3.4.2 模塊電路設(shè)計(jì)33-35
• 3.5 激光運(yùn)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)35-38
• 3.5.1 標(biāo)刻機(jī)理及振鏡控制模型35-36
• 3.5.2 振鏡控制電路設(shè)計(jì)與分析36-38
• 3.6 人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)38-39
• 3.7 報(bào)警模塊設(shè)計(jì)39-40
• 3.8 本章小結(jié)40-41
• 4 嵌入式網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與機(jī)理分析41-53
• 4.1 底層驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與分析41-45
• 4.1.1 激光器的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)41-42
• 4.1.2 振鏡驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與控制機(jī)理分析42-44
• 4.1.3 驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)與信號(hào)分析44-45
• 4.2 協(xié)議棧的移植45-48
• 4.2.1 TCP/IP協(xié)議棧分析45-46
• 4.2.2 協(xié)議棧移植與機(jī)理46-48
• 4.3 網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻控制算法設(shè)計(jì)及算法機(jī)理分析48-52
• 4.3.1 網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻控制分析48-49
• 4.3.2 二值點(diǎn)陣激光標(biāo)刻機(jī)理與實(shí)現(xiàn)49-50
• 4.3.3 灰度圖激光標(biāo)刻算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻性能演變機(jī)理53-62
• 5.1 信號(hào)頻率對(duì)標(biāo)刻性能的影響53-55
• 5.1.1 信號(hào)頻率的控制及計(jì)算方法53
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)及分析53-55
• 5.2 P-V雙因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻性能的影響機(jī)理分析55-61
• 5.2.1 功率P因素對(duì)標(biāo)刻性能的影響機(jī)理分析55-59
• 5.2.2 標(biāo)刻速度V因素對(duì)標(biāo)刻性能的影響機(jī)理分析59-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 6 系統(tǒng)抗干擾技術(shù)62-67
• 6.1 抗干擾技術(shù)概述62
• 6.2 硬件抗干擾技術(shù)62-64
• 6.2.1 硬件電路設(shè)計(jì)上的抗干擾措施62-63
• 6.2.2 印制電路板的抗干擾措施63-64
• 6.3 軟件抗干擾措施64-65
• 6.4 抗干擾后控制信號(hào)波形65-67
• 7 總結(jié)與展望67-70
• 7.1 主要結(jié)論67-68
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)68
• 7.3 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 附錄74-77
• 附錄Ⅰ本人在攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文及專利74-75
• 附錄Ⅱ本人在攻讀碩士學(xué)位期間獲獎(jiǎng)及所參與項(xiàng)目實(shí)踐情況75-76
• 附錄Ⅲ 嵌入式網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻控制系統(tǒng)硬件電路原理圖76-77
• 致謝77

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10 張帆;基于嵌入式以太網(wǎng)的變電站自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)通信研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

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