基于ARM的大功率激光器控制系统硬件设计开题报告

 2021-08-08 14:19:01

1. 研究目的与意义

随着技术水平的不断完善,嵌入式系统硬件产品的运算速度越来越快,性能越来越好.通过ARM9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),解决了激光加工软件可操作性不强的问题。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,实现智能化管理,能进行内控与外控提高系统的稳定性和可靠性。设计大功率激光器控制,将先进的激光器与计算机数控技术相结合的高效自动化加工技术,已成为企业实行实时生产的关键技术,先进的激光加工设备结合智能化的软件系统为优质、高效、低成本的加工开辟了广阔的前景。

2. 国内外研究现状分析

我国激光制造技术的应用研究水平和应用规模,与发达国家相比,差距很大。

在产业方面,一些中、高档激光产品及其材料、元器件仍然停留在开发阶段,国内工业激光企业的力量从技术、性能、资金、规模等比较弱小;企业的核心技术竞争力不足,产品结构趋同,以及缺少一些重大创新有自主知识产权的产品,是目前国内激光产业存在着的一个较为严重的问题。

与国外激光器相比,国产轴快流直流激励co2激光器存在着工作稳定性差、故障率高等缺点,具体表现在谐振腔、高压电源、气体单元、控制系统等诸多方面;另外,在更高功率激光器制造方面还很薄弱,国产激光器和国际上最先进的激光器的差距是4000瓦和2万瓦,总的来说,国产切割用大功率co2激光器制造水平与国际先进水平相比还有很大的差距。

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3. 研究的基本内容与计划

用arm嵌入式系统为主控制器,设计大功率激光器控制,通过arm9嵌入式系统对激光器的系统进行参数的采集与处理,在arm9g45开发板的基础上,设计出储存器、触摸屏接口、网络接口、usb接口、输入输出接口电路,并在触摸屏上显示出实时的主要物理量,具有触摸屏人机界面、信号输入输出、参数设置、状态显示、网络通讯、故障诊断等功能。开关量和模拟量接口设计;提高系统的可靠性和稳定性。

1、画出硬件控制原理图, 绘制印刷线路板图。 3周(3.1~3.21)

2、画出系统的走线图。 2周(3.22~4.5)

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4. 研究创新点

采用以应用为中心,以计算机技术为基础,硬件可裁剪,适应应用系统,对功能、可靠性、成本、体积,功耗严格要求的arm嵌入式系统。

通过局域网实现企业内部并行工程,通过internet事先资源共享,优化配置,使制造业往互联网辅助方向发展。

解决了激光加工软件可操作性不强,缺乏智能。

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