激光微加工系统中电控系统的设计

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:casoncai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在自行研制的激光微加工系统中,采用光源固定,待加工工件运动的方式进行微细加工,工件运动方式多样,能够加工多种图形。微加工系统中的激光光斑直径是10μm,运动控制精度要求是5μm。文中分析了电控系统的模型,介绍了电路组成,对电路进行了仿真,实现了电路设计。 在激光微加工系统中,电控系统是激光微加工机的关键部分之一。电控系统由设定器(上位机)、数字控制器、输入通道(位置检测)和后向通道(执行机构)构成。数字控制器通过串行通讯接口与PC机双向通讯,运动系统的目标给定值(加工轨迹)以及控制模式由PC机设定。 数字控制器是电控系统的核心部件,它由以下几部分组成:AT89C52为核心的最小系统、串行通讯接口、步进电机控制与驱动电路、光栅尺信号处理模块以及键盘与数码显示接口电路。数字控制器与输入通道和后向通道构成闭环的控制系统。因为执行机构选用带有积分环节的步进电机,理论上该运动系统为无静差系统。在实际控制中,采用了带死区的PID控制,死区e0的最小极限为:执行机构与反馈部件分辨率的最大值。 根据设计的控制运动的精度要求,执行机构选择北京卓立汉光公司的TSAIOO—A二维电控移动平台,平台上安装两相步进电机,其控制和驱动电路采用步进电机控制专用芯片TA8435H构成。可以对步进电机进行细分控制,使电机的步距是1.25μm。电路设计简洁,性能可靠。 位移反馈部件选择系统选用了韩国东山公司的JENIX光栅尺,栅距为4μm,需要对光栅尺信号进行细分与辨向处理。电控系统采用电子细分法,用一片FPGA(EPF10K10)芯片构成信号的处理与接口电路,完成对光栅尺信号的四细分辨向处理,使反馈精度提高到1μm。该设计大大简化了处理电路,使控制系统工作更为可靠。 控制器接收光栅尺反馈的位移信号,以步进电机为执行机构,利用闭环控制算法,保证了运动精度误差在2μm以内。经过实践检验,控制器的各项指标达到了设计要求。
其他文献
三峡水轮机是世界上已经建造的和目前正在建造的最大水轮机。每个水轮机转轮的最大外径10m,重450t,单机容量700MW。转轮材料采用410NiMo(13%Cr,4%Ni,0.5%Mo)马氏体不锈钢。这样的巨
本文对球墨铸铁件的凝固过程数值模拟软件进行了研究与开发,整套模拟软件由前处理网格自动剖分程序、球铁件模拟计算程序和后处理计算结果显示程序三部分组成。整套软件以Vius
腰椎不稳是临床上常见的一种骨科疾病,其发生率占脊椎总疾病的30%以上[1],主要表现为由腰椎生理固定不稳所引起的肌体放射性疼痛、跛行以及马尾神经综合征(如直肠排便功能及小便排
目的评价可扩张型椎间融合器治疗腰椎退行性疾病的中期疗效,并探讨可扩张型椎间融合器的适应证选择和应用注意事项。方法回顾性分析2005年5月至2008年12月采用可扩张型椎间融
目前在中国铁路行业应用广泛的现场移动式钢轨气压焊机存在自动化水平低、人为影响因素多等问题,使得钢轨焊接质量波动大,影响到了行车安全。因此,进行钢轨气压焊的自动化研究具
随着数字化技术的不断发展与普及,它给人们的生活、学习与工作都带来了非常巨大的影响与改变。由于计算机在设计行业的广泛应用,数码设计作为一种崭新的艺术表现形式对设计创
交通量的预测是提高交通运输管理水平、降低运输成本的重要手段之一,同时也是进行交通状况评价、路网规划、线路改造以及工程建设项目可行性分析的基础。因此,研究高速公路交
本文设计了一种基于高线性度高带宽模拟光耦HCNR201芯片的MHz光耦隔离放大器电路,主要应用于计算机数据采集系统中,对其信号进行隔离从而实现过电压保护和提高共模抑制比.HCN
目的:对腰椎后路减压和钉棒系统内固定结合椎间Cage植骨融合术治疗多节段椎间盘突出症的效果进行分析。方法:对24例腰椎邻近多节段椎间盘突出症的患者进行后路全椎板减压、钉棒
一些专家认为 ,随着加入WTO ,中国经济将进一步对外开放且更多地参与全球竞争 ,未来 10年内中国将出现大规模的企业并购浪潮。目前尚处于“小、散、弱、差”的中国旅行社 ,面