電子束快速成形機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著先進(jìn)制造業(yè)的快速發(fā)展，快速成形技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。作為快速成形的一個(gè)重要分支，電子束快速成形近來(lái)已成為制造業(yè)的研究熱點(diǎn)之一。電子束技術(shù)是近十年才興起的先進(jìn)制造技術(shù)，目前還處于一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過(guò)程之中。雖然國(guó)內(nèi)已有電子束快速成形設(shè)備，但是該領(lǐng)域尚處于起步階段，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不成熟，電子束快速成形系統(tǒng)設(shè)備的可靠性和商品化程度有待于進(jìn)一步提高，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是電子束快速成形設(shè)備的重要組成部分，對(duì)其的研究也就顯得非常必要。本文

2、的主要研究對(duì)象是電子束快速成形機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，首先對(duì)多軸系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，之后對(duì)該系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出了一種經(jīng)濟(jì)適用的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中三維工作臺(tái)、送絲機(jī)構(gòu)以及電子束流的統(tǒng)一控制，滿足加工需求。
　　本課題首先對(duì)快速成形技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子束快速成形工藝的特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外電子束快速成形設(shè)備的比較，根據(jù)本課題的需求以及實(shí)際狀況，形成了電子柬快速成形機(jī)運(yùn)動(dòng)

3、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
　　其次，對(duì)多軸系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型、特征進(jìn)行了分析，并針對(duì)實(shí)際中出現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)器飽和現(xiàn)象采用了一種同步控制策略，應(yīng)用李雅普諾夫直接方法和LaSalle不變性原理驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后將控制策略應(yīng)用于一個(gè)三軸系統(tǒng)，與不加同步控制策略的算法進(jìn)行數(shù)值仿真比較分析，證明了該控制策略的優(yōu)越性。
　　再次，對(duì)硬件設(shè)計(jì)中采用PC+運(yùn)動(dòng)控制卡的控制方案，對(duì)幾種伺服系統(tǒng)進(jìn)行比較，結(jié)合實(shí)際需求最后選用半閉環(huán)交流伺服系統(tǒng)。對(duì)PC

4、I-1245運(yùn)動(dòng)控制板卡的功能、伺服電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)器的連接、各硬件之間的連接與設(shè)置進(jìn)行研究，并對(duì)送絲系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　最后，軟件控制系統(tǒng)采用模塊式設(shè)計(jì)方法，整個(gè)軟件控制系統(tǒng)分為上、下位機(jī)軟件兩部分，其中上位機(jī)軟件主要包括人機(jī)交互界面模塊、G代碼編譯模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、故障診斷模塊等，下位機(jī)軟件包括伺服控制模塊、電源系統(tǒng)控制模塊和運(yùn)動(dòng)板卡驅(qū)動(dòng)模塊。采用Microsoft Visual Basic6.0編寫人機(jī)界面，調(diào)用PCI運(yùn)動(dòng)控