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由于镁的活泼性,导致其应用受到限制,如何改善镁及镁合金表面抗腐蚀性得到了广泛的关注。从阳极氧化基础上发展而来的微弧氧化是表面处理的一项新技术。根据本课题组近年对镁合金微弧氧化放电机理的有益探究,结合实验室环境下镁合金微弧氧化工艺实验,认为不同电源输出模式下的微弧氧化过程都可以归纳为三个阶段,即阳极氧化、微区放电和大弧阶段。阳极氧化阶段伴随整个微弧氧化过程,而镁合金抗腐蚀膜层则主要形成于微区放电阶段。大弧阶段是由前两个阶段的热积累导致电弧放电的“短板效应”所造成,大弧放电会对镁合金抗腐蚀膜层产生严重的烧蚀,所以该阶段应尽量避免。基于对微弧氧化过程理论的分析,提出了过程控制的概念,即在微区放电阶段对电压和电流参数进行调控。本文主要根据微弧氧化机理以及现有实验平台,设计了恒流和恒电压增幅两种电源加载模式,分析过程控制对人机系统的要求。经研究,不同电源加载模式对镁合金膜层性能性能及过程稳定性有很大影响。过小的电压增幅或电流值会减低成膜效率,相反过高则会降低镁合金抗腐蚀膜层质量。为了更好的显示和处理微弧氧化过程参数,采用台湾威纶公司生产的高效能32bit精简指令集工业触摸屏TK6070iH代替现有以AT89C52单片机为控制核心并配以旋钮、按钮、指示灯和数码管组成的传统人机界面。应用触摸屏技术,实现了过程参数的实时储存和图像化显示,能够方便调用和下载历史数据,从而更好的优化过程控制方案,提高镁合金抗腐蚀膜层性能和过程的稳定性。由于大部分工业触摸屏包括TK6070iH都是面向PLC而开发,但现有电源是以80C196KB单片机为控制核心,故在实际应用中需开发触摸屏的驱动系统。驱动系统主要包括串口硬件设计和通信软件设计两方面。在硬件设计中,利用RS-232串行接口的TXD、RXD、GND三根线,由于上、下位机之间电平的差异,所以需要电平转化电路,本系统中用到了MAX202E。软件方面采用MODBUS协议下的RTU模式,实现触摸屏与电源控制系统的通信。上位机应用组态软件MT8000开发出图像化显示、USB数据下载等工作界面。试验表明,设计的触摸屏软件和硬件电路,能够满足微弧氧化过程控制的各种要求,拓宽了微弧氧化电源的功能,提高了生产应用的能力。