本文關鍵詞：電子束焊機控制系統(tǒng)的研究與實現，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)技術的發(fā)展,電子束焊接技術在各個領域得到了廣泛的應用,尤其在高精度的焊接要求場合下。國內電子束焊機的數控系統(tǒng)大多是專用型、封閉式的系統(tǒng),難以擴展,價格昂貴。在高品質要求的焊接過程中,需要解決運動軌跡與焊接能量變化實時同步的關鍵技術問題,以滿足特殊焊縫的焊接要求。本課題通過對電子束焊機控制系統(tǒng)的軟硬件進行詳細設計,開發(fā)了一種具有良好擴展性和較低成本的電子束焊機開放式數控系統(tǒng),利用該系統(tǒng)實現對運動軌跡與電子束流的控制進行統(tǒng)一編程、同步控制,提高了焊接效率和焊接精度。本課題首先介紹了電子束焊機的發(fā)展現狀以及國內外對開放式數控系統(tǒng)的研究動態(tài)和應用現狀,通過對目前流行的開放式數控系統(tǒng)方案分析和比較,并根據本課題的要求和實際情況,建立了電子束焊機控制系統(tǒng)的設計方案。在硬件設計中,本課題通過該設計方案將電子束焊機控制系統(tǒng)硬件結構分為了三大控制系統(tǒng):電源控制系統(tǒng)、真空控制系統(tǒng)以及運動控制系統(tǒng),并對各系統(tǒng)硬件的功能及選型進行了詳細的介紹。整個控制系統(tǒng)的硬件部分以工控機為核心,使PLC以及運動控制板卡通過串口以及PCI總線完成任務分配、數據計算等任務。在軟件設計中,本課題敘述了基于該方案的軟件結構設計,并將軟件系統(tǒng)分為上位機軟件和下位機軟件,上位機軟件主要分為人機交互界面模塊、NC指令代碼編譯模塊、軌跡插補模塊、過程控制模塊、故障診斷模塊以及狀態(tài)顯示模塊,下位機軟件分為真空系統(tǒng)控制模塊、電源系統(tǒng)控制模塊、伺服控制模塊以及運動板卡驅動模塊。另外,上位機通過加入捕捉語句,在G代碼讀取過程中找出錯誤原因并提示修改,在軟件崩潰或運行出錯時也能夠提示錯誤原因;下位機軟件中啟用看門狗,可以監(jiān)控軟件運行狀態(tài),程序跑飛或陷入死循環(huán)時,軟件系統(tǒng)復位。最后,通過對電磁干擾產生的三要素干擾源、耦合途徑和敏感設備進行了介紹,分析了電子束焊機對系統(tǒng)的干擾來源。因此,在伺服控制器以及分子泵等精密設備的電源中增加了隔離變壓器以及噪聲濾波器,并對它們的連接電纜進行了屏蔽處理,使系統(tǒng)能夠在焊接設備在啟動、停止對系統(tǒng)電源產生浪涌、諧波及電磁干擾等的影響下正常的工作。
【關鍵詞】：電子束焊機 開放式數控系統(tǒng) 運動控制卡 自定義G代碼
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG439.3;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 真空電子束焊機概述9-12
• 1.1.1 真空電子束焊機的結構及分類9-10
• 1.1.2 國內外電子束焊機的研究動態(tài)與發(fā)展趨勢10-12
• 1.2 開放式數控系統(tǒng)研究現狀12-13
• 1.2.1 開放式數控系統(tǒng)的定義12
• 1.2.2 基于PC的開放式數控系統(tǒng)的類型及優(yōu)勢12-13
• 1.3 課題的提出及意義13-14
• 1.4 課題的主要內容14-15
• 2 電子束焊機控制系統(tǒng)方案設計15-20
• 2.1 電子束焊機控制系統(tǒng)整體方案的設計15-17
• 2.2 電子束焊機控制系統(tǒng)的硬件設計方案17-18
• 2.3 電子束焊機控制系統(tǒng)的軟件設計方案18-20
• 3 電子束焊機控制系統(tǒng)的硬件設計及選型20-32
• 3.1 電子束焊機控制系統(tǒng)主電路設計20
• 3.2 數控伺服控制系統(tǒng)設計20-27
• 3.2.1 伺服系統(tǒng)的基本特點20-21
• 3.2.2 伺服系統(tǒng)的分類21-22
• 3.2.3 運動控制板卡選型22-25
• 3.2.4 電子束焊機控制系統(tǒng)的伺服控制系統(tǒng)設計25-27
• 3.3 真空系統(tǒng)的設計及選型27-28
• 3.4 可編程序控制器選型及控制電路設計28-32
• 4 電子束焊機控制系統(tǒng)的軟件設計與開發(fā)32-53
• 4.1 電子束焊機控制系統(tǒng)軟件功能需求分析32-34
• 4.2 下位機PLC軟件的設計34-36
• 4.3 數控系統(tǒng)指令代碼的設計與實現36-38
• 4.3.1 束流控制數控代碼的實現36-37
• 4.3.2 運動控制及輔助數控代碼的實現37-38
• 4.4 數控系統(tǒng)譯碼模塊的設計與實現38-48
• 4.4.1 數控系統(tǒng)編譯器概述38-39
• 4.4.2 數控系統(tǒng)編譯器的譯碼方式選擇39
• 4.4.3 數控系統(tǒng)編譯器的功能分析39-40
• 4.4.4 數控系統(tǒng)編譯器的總體框架設計40-41
• 4.4.5 數控系統(tǒng)編譯器的實現41-48
• 4.5 人機交互界面的設計48-53
• 5 系統(tǒng)抗干擾設計53-57
• 5.1 電子束焊機控制系統(tǒng)干擾源分析53-54
• 5.2 電子束焊機控制系統(tǒng)電磁干擾的處理54-57
• 結論57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-60

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：電子束焊機控制系統(tǒng)的研究與實現，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：312662