1. 研究目的与意义
随着激光技术的不断发展,激光应用已经渗透到科研、产业的各个方面,在汽车制造、航空航天、钢铁、金属加工、冶金、太阳能以及医疗设备等领域都起到重要作用。激光发生器作为激光加工的重要组成部分,对其研究具有重大意义。早期的激光器都是用老式继电器接触器控制系统控制,目前的国产激光器都已采用了PLC控制,而国外的激光器更有用单片机控制的。与单片机控制相比,PLC反应速度慢、响应时间长,单片机控制是目前国产激光器控制系统的一个发展方向。而ARM嵌入式控制系统比一般的单片机功能更加强大,处理速度更快,同时具有体积小,功耗小与网络功能等等
CO2激光器因其效率高、光束质量好、功率范围大(几瓦~几万瓦)、既能连续输出又能脉冲输出、运行费用低等众多优点,成为气体激光器中最重要的、用途最广的一种激光器,由于它具有优良的光束质量,并能长时间稳定可靠地工作,迅速成为工业切割激光器的主流,对于我国工业发展有着重要的意义。
2. 国内外研究现状分析
我国的激光产业还十分弱小,从严格的意义上来讲还很难算得上一门独立的产业,但是它的发展是迅速的。我国激光加工连年增长。十年来增长了51.6倍,平均年增长率达到48.3%。这表明激光加工用激光器和激光加工技术日趋成熟,也表明工业界的需求不断地增长,主要矛盾仍然是我们尚不能提供更好的多样的设备和技术满足不同的要求。我国的激光加工应用还只集中在一些比较容易开发的应用中。
国外的激光产业已经十分发达。CO2激光器在工业中的应用一直保持强劲的增长势头,特别是在切割和焊接领域;而在涂覆和打标加工领域,CO2激光器也同样占有优势。据美国弗吉尼亚州的工业经济学家的报告,今年来CO2激光器的销售额在不断增长。另据42家激光器制造商的情况,综合得到总销售额达到8603万美元。由此可见,CO2激光器始终保持一种稳定的增长趋势。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
一个是在arm开发板的基础上,设计硬件部分,最终制成激光器的控制系统pcb板。另一方面是软件部分,要选择开发的系统环境,然后是嵌入式系统软件设计。
通过arm嵌入式系统对激光器的系统进行参数的采集与处理,并在触摸屏上显示出实时的主要物理量(如激光的电压、电流、气压、气的配比等等),并且能够根据实际生产情况与条件,在人机界面上操作调整激光的各种参数、脉冲、控制方式等等,能进行内控与外控。在网络功能方面,能将系统的工作状态、故障情况等数据参数传送给公司,方便售后的技术维护与支持等。并在外部设置了usb接口和输入输出接口,便于工作人员对于系统的操作。
研究计划:1.查阅相关资料,学习windowce操作系统和vc 2周(3.1~3.14)
4. 研究创新点
充分利用ARM嵌入式系统,并能将实际生产情况与条件用相关参数很好地反映出来,同时可以进行外控和内控。激光器具有功率高,效率高,光束质量高,寿命长,稳定性好,结构紧凑,使用费用低,维修方便,有良好的实用性,操作简单等这些优点,方便售后的技术维护和支持
