基于ARM的数控激光加工机床控制系统软件设计开题报告

 2021-08-08 14:19:08

1. 研究目的与意义

数控激光加工机床是激光束高亮度(高功率)、高方向性特性的一种技术应用。

激光切割机控制系统是先进制造技术中的快速成型技术(RPM),是把具有足够功率(或能量)的激光束聚焦(焦点光斑直径可小于0.01mm)后,照射到材料适当的部位,将光能转变为热能,材料可以发生气化、熔化、金相组织变化以及产生相当大的热应力,从而达到工件材料被去除、连接、改性和分离等加工目的。

2. 国内外研究现状分析

现在我国的数控激光加工机床已经快速发展但是与外国的技术还是有很大的差距。日前中科院长春光机与物理研究所研制的数控激光管材加工设备,改变了我国石油行业依赖进口设备加工管材的局面。有关专家认为,国产数控激光管材(曲面)切割设备的问世与投入应用,标志着我国制造先进装备的能力已达到国际先进水平。据这一课题负责人李雨田研究员介绍,与国外同类设备相比,国产设备采用辅助空气冷却低压氧气切割,使生产运行成本大大降低;具有光隔离效果的光学系统及其独特的全密封技术,提高了激光器输出功率的稳定性和光学系统的使用寿命;采用差动式位移传感装置,降低了使用国外电容式随动传感装置的成本等等。这些特点使其更适合于我国工业和民用管材切割加工的实际需要。先进的激光加工技术在民用领域得到了广泛的应用,激光加工技术正朝着智能化、集成化方向发展,激光加工显示出低成本、高效率、高柔性的特点。将其引入到装备制造和维修将会丰富装备维修保障方法、手段,提高维修保障能力,并带来潜在的经济效益。随着对高处理能力、实时多任务、超低功耗等方面需求的增长,高端嵌入式处理器已经进入了国内开发人员的视野,并在国内得到了普遍的重视和应用。ARM是目前嵌入式领域应用最广泛的RISC微处理器结构,凭借低成本、低功耗、高性能等优点占据了嵌入式系统应用领域的领先地位。ADS是ARM公司推出的ARM集成开发环境,提供了对C和C 的支持,是目前开发ARM的主要工具。

3. 研究的基本内容与计划

1.设计系统运行的软件集合,包括系统启动代码、初始化程序、驱动程序和应用程序等;

2.以太网通信协议的实现以及显示屏与控制器的通讯;

3.解决系统运用与实践生产中的稳定可靠性问题。

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4. 研究创新点

数控激光加工机床是激光束高亮度(高功率)、高方向性特性的一种技术应用。

其基本原理是把具有足够功率(或能量)的激光束聚焦(焦点光斑直径可小于0.01mm)后,照射到材料适当的部位,材料接受激光照射能量后,在10-11s内便开始将光能转变为热能,被照部位迅速升温。

根据不同的光照参量,材料可以发生气化、熔化、金相组织变化以及产生相当大的热应力,从而达到工件材料被去除、连接、改性和分离等加工目的。

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