數(shù)控切割機(jī)電容調(diào)高系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、隨著激光器制造技術(shù)的進(jìn)步和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，激光切割技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。在激光切割過程中，被切割物體表面可能存在不規(guī)則起伏，導(dǎo)致激光焦點(diǎn)偏離最佳位置，對(duì)切割質(zhì)量造成很大影響。因此需要實(shí)時(shí)調(diào)整切割頭高度，使其與被切割物體之間的距離保持恒定。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上仍有部分廠家采用人工方式調(diào)整切割頭高度，僅有的少數(shù)自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)在調(diào)節(jié)精度和速度上也存在缺陷。本文設(shè)計(jì)和開發(fā)了一種數(shù)控切割機(jī)電容調(diào)高系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了激光切割過程中的切割頭高精度、高速度自動(dòng)調(diào)高

2、。
　　本系統(tǒng)通過切割頭上的非接觸式電容位移傳感器檢測(cè)切割頭與被切割物體間的距離，并將此距離的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。微電容測(cè)量電路對(duì)電容量信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換為便于運(yùn)動(dòng)控制器讀取的差分頻率數(shù)字信號(hào)。運(yùn)動(dòng)控制器將讀取的頻率信號(hào)作為位置環(huán)的位置反饋信號(hào)，按照預(yù)先的標(biāo)定數(shù)據(jù)和設(shè)定的跟隨高度，輸出模擬電壓信號(hào)。伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出的速度模擬量驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)升降體使切割頭在豎直方向運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到跟隨被切割物體表面起伏的

3、目的。
　　本文首先介紹了系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)和各環(huán)節(jié)的選型，接著詳細(xì)介紹了多諧振蕩器和 LC振蕩兩套微電容測(cè)量電路設(shè)計(jì)方案，然后討論了運(yùn)動(dòng)控制器端標(biāo)定程序和跟隨程序的設(shè)計(jì)與編程，研究了線性化和PID算法的設(shè)計(jì)，最后介紹了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的搭建與接線，并設(shè)計(jì)和搭建了測(cè)試平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。
　　本文設(shè)計(jì)的數(shù)控切割機(jī)電容調(diào)高系統(tǒng)已在測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行了測(cè)試運(yùn)行，測(cè)試結(jié)果表明本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案可行，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，測(cè)量