激光切割头位置自动测量系统设计开题报告

 2021-08-08 22:47:58

1. 研究目的与意义

目的:激光切割过程中,为了切出高质量的切口,激光头与被割板材之间的距离需要保持恒定。但是实际切割条件没有这么理想,很多被切板材表面有纹路,平整不高。所以当激光切割板材时需要控制激光头随着板材的表面的起伏上下移动来保持理想距离。

意义:激光随动系统是激光加工中非常重要的部分,而目前市场的激光随动系统大多是国外进口的,价格昂贵。实现国产化后,产品只需要进口价格十分之一的成本,市场前景非常广阔。所以研发一套可靠性高,性能好,低成本的激光随动系统是现在我国激光加工领域迫在眉睫的事情。

2. 国内外研究现状分析

湖南大学激光研究所分析了焦数比、聚焦光斑直径、辅助气体压力和切割速度对切割质量的影响,研究表明,在保证焦深的前提下,光斑直径越小,切缝越窄,切口表面粗糙度越低。而光斑直径与焦数比有关,在焦数比取最佳值的前提下,焦距实际上由光斑直径决定。

宾夕法尼亚大学 Akarapu 等用 3D 有限元方法计算了激光切割的热应力和机械应力。研究了激光切割最主要的三个参数,即光斑直径、激光功率和光斑与工件的位置。研究发现,切缝的形状随着参数的改变而发生变化。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:随动控制系统接受自动测量系统测量出的电容值,根据电容值控制z轴的交流伺服电机以及与数控系统进行通信。

1-2周 搜集资料,并完成开题报告;

3-4周 熟悉位置随动系统的控制流程和要求;

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4. 研究创新点

本课题选用高精度的电容测量CDC芯片测量电容值,采用dsPIC作主控制器将CDC芯片测到的电容值通过CAN总线传送到控制系统。

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