3kW半導(dǎo)體激光熔覆機(jī)器人系統(tǒng)整機(jī)控制研究.pdf

1、大功率半導(dǎo)體激光器具有體積小，發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，在激光熔覆領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。本論文系統(tǒng)地研究3kW半導(dǎo)體激光熔覆機(jī)器人系統(tǒng)的單元器件、硬件電路、控制系統(tǒng)軟件及熔覆系統(tǒng)調(diào)試。論文的主要工作如下：
　?。?）設(shè)計(jì)3kW半導(dǎo)體激光熔覆機(jī)器人系統(tǒng)整體控制方案。選擇西門(mén)子S7-1200PLC作為控制系統(tǒng)主控制器，分析半導(dǎo)體激光器及激光電源、ABB機(jī)器人、制冷機(jī)、送粉器等單元部件的控制需求和通訊特性，提出集成這些設(shè)備的控制方案。
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2、2）分析3kW半導(dǎo)體激光熔覆系統(tǒng)中主要單元部件的設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、端口定義等；分析制冷系統(tǒng)中需要測(cè)量的主要參數(shù)及參數(shù)變化范圍，選擇傳感器并設(shè)計(jì)本論文所用傳感器的電氣控制回路；設(shè)計(jì)激光器系統(tǒng)、機(jī)器人本體與控制器的電氣回路及控制回路，并根據(jù)控制需求配置PLC系統(tǒng)硬件組態(tài)及設(shè)計(jì)I/O。
　　（3）編寫(xiě)用于系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行的PLC控制程序，程序中包含激光功率控制子程序、與機(jī)器人通信子程序、冷卻水參數(shù)控制子程序。對(duì)于各個(gè)子程序均闡述其控制思路

3、，并對(duì)程序中使用的核心模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)用 EB8000軟件設(shè)計(jì)出基于TK8100i的人機(jī)操作界面，包括主界面、激光器控制界面、制冷機(jī)控制界面及報(bào)警界面等。
　　（4）在硬件設(shè)計(jì)和軟件編寫(xiě)基礎(chǔ)上調(diào)試控制系統(tǒng)，包括激光功率測(cè)試、制冷機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試、系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試等。在Robotstudio軟件中建立機(jī)器人工作站仿真模型，研究機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡控制方法。為驗(yàn)證設(shè)備的可靠性，選取三種樣品進(jìn)行熔覆實(shí)驗(yàn)，樣品達(dá)到試驗(yàn)預(yù)期要求，表明本論文設(shè)計(jì)的