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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>傳感與控制>基于ARM數(shù)字化控制系統(tǒng)的激光焊接技術(shù)

基于ARM數(shù)字化控制系統(tǒng)的激光焊接技術(shù)

2017-10-27 | rar | 0.2 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

  激光焊接是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的方法,是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。

  基于ARM的數(shù)字化控制系統(tǒng)能夠有效解決激光器的準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠性問題,數(shù)字化、智能化是激光器的必然發(fā)展方向。使用ARM對(duì)激光電源進(jìn)行功能擴(kuò)展控制,能有效提高電源的性價(jià)比,簡(jiǎn)化激光電源的硬件結(jié)構(gòu),增強(qiáng)整機(jī)的自動(dòng)化程度,為整機(jī)的功能擴(kuò)展提供了有利條件。本文重點(diǎn)針對(duì)激光焊接應(yīng)用中的激光電源控制系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展設(shè)計(jì),利用ARM控制激光電源的系統(tǒng)設(shè)置,包括開關(guān)控制、激光參數(shù)設(shè)置、光柵控制、光閥控制、溫度控制等,有效地解決了激光器在焊接過程中的準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠性問題,同時(shí)增設(shè)人機(jī)界面(HMI)顯示控制的友好界面,使用起來更加方便。

  1、激光電源的控制功能要求

  激光焊接目前已涉及航空航天、武器制造、船舶制造、汽車制造、壓力容器制造、民用及醫(yī)用等多個(gè)領(lǐng)域,因此激光電源在激光焊接工藝中應(yīng)用時(shí)具有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)需求,除了激光發(fā)生器的性能要高外,還要求其具有高效率、高可靠性、工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),實(shí)際應(yīng)用中的激光電源產(chǎn)品還需要對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展和優(yōu)化,設(shè)計(jì)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:

  1.1、顯示和控制

  傳統(tǒng)激光器的顯示屏多采用點(diǎn)陣液晶顯示,由于液晶顯示屏只能單純作顯示設(shè)備使用,所以系統(tǒng)需要利用鍵盤或按鍵作為輸入設(shè)備,對(duì)激光光源的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。這里采用人機(jī)界面(即觸摸屏)作為顯示和控制界面,操作更加方便,界面也更加友好。以ARM作為CPU來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制,可以對(duì)輸出的激光脈沖波形進(jìn)行精確控制,滿足不同工件的焊接要求。

  1.2、散熱

  激光電源的許多參數(shù)(如波長(zhǎng)、閾值電流、效率和壽命)都與溫度密切相關(guān),因此希望盡可能低而穩(wěn)定的工作溫度。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)工作環(huán)境溫度升高時(shí),激光電源的輸出功率將降低,且激光電源外殼每升高30℃,使用壽命將減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。本激光器系統(tǒng)采用水冷的方式進(jìn)行散熱降溫,因此系統(tǒng)要求具有過溫檢測(cè)功能。

  1.3、氣閥和光柵

  針對(duì)激光焊接的實(shí)際應(yīng)用,在焊接的過程中要充分考慮到操作人員的人身健康和安全。因此在設(shè)計(jì)激光電源控制系統(tǒng)中,還需要綜合考慮其他輔助功能,比如在焊接時(shí)高溫會(huì)使金屬汽化產(chǎn)生煙霧,同時(shí)在焊接過程中激光散射也會(huì)對(duì)操作人員的眼睛產(chǎn)生影響,因此需增設(shè)氣閥控制和光柵控制功能。

  氣閥控制的主要功能是,在激光焊接的時(shí)候,高溫會(huì)讓金屬汽化從而產(chǎn)生煙霧,設(shè)置一個(gè)空氣泵把產(chǎn)生的煙霧吹走,而且焊接結(jié)束后,再延時(shí)吹5~10s。為了在激光焊接的過程中保護(hù)操作者的眼睛,要求焊接瞬間光柵閉合,避免焊接時(shí)散光輻射人眼,因此系統(tǒng)需具有光柵控制功能。

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