沸騰式送粉器嵌入式控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、激光增材制造是工業(yè)發(fā)展的一種新型制造技術,能夠有效提高原材料的綜合性能。送粉器作為激光增材制造技術設備系統(tǒng)的重要組成部分,粉末輸送的穩(wěn)定性和均勻性都會影響增材制造層的性能、尺寸精度、成形效率，本文根據(jù)激光增材制造對送粉器的需求結合國內(nèi)外的發(fā)展狀況，自主設計新型的沸騰式送粉器和嵌入式閉環(huán)控制系統(tǒng)。使用模塊化方式設計送粉器粉倉內(nèi)核結構,結合氣壓傳動理論設計送粉器的氣路回路，其中包括沸騰氣路、輸送氣路、溢流氣路和振動氣路；通過對比沸騰氣、輸送

2、氣和溢流氣等氣流量大小對送粉速度影響的實驗，探索送粉器的送粉規(guī)律和主要的性能指標，得到沸騰氣流量對送粉率的影響更加顯著，并且具有良好的線性關系；基于上述關系，在沸騰氣路添加電磁比例閥，實驗結果表明電磁比例閥的加入能顯著改善沸騰氣流量和送粉率線性度。
　　本研究在實驗結論的基礎之上，開發(fā)了基于dsPIC數(shù)字信號處理器為核心的嵌入式控制系統(tǒng)。根據(jù)實際需求制定的整體控制方案，設計了控制系統(tǒng)的硬件電路：主控板電路模塊、線性穩(wěn)壓電源電路模塊

3、、顯示電路模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和光耦抗干擾模塊的設計；然后在硬件基礎上設計相應的軟件驅(qū)動程序，包括模擬信號采集程序、去皮程序、抗干擾濾波程序、模數(shù)轉換驅(qū)動程序、PID閉環(huán)控制程序；完成對控制系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試后，為輔助下位機調(diào)整PID參數(shù)，能夠直觀地觀察實際送粉率曲線的變化，利用PC機運算能力強、速度快、顯示界面好等優(yōu)點，設計了基于虛擬儀器Lab VI EW的上位機，求得出粉精度最高的PID算法參數(shù)值。最后進行送粉器的穩(wěn)定性實驗，繪制出實驗