基于單片機(jī)的激光再制造送粉器控制系統(tǒng)研究.pdf

1、在激光再制造過程中，送粉器作為激光在制造系統(tǒng)的重要組成部分，主要用來嚴(yán)格按照制造工藝向工件輸送粉末。激光再制造產(chǎn)品的質(zhì)量很大程度上取決于送粉量是否穩(wěn)定，所以送粉率的精確控制是實(shí)現(xiàn)激光再制造的前提。本文是在自主設(shè)計(jì)的沸騰式送粉器基礎(chǔ)之上，針對激光再制造對送粉器控制系統(tǒng)的需求，進(jìn)行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
　　 為獲得送粉器的粉末輸送規(guī)律，采用fluent軟件對送粉器進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。通過變化沸騰氣流量值、送粉氣流量值等參數(shù)，探討氣體

2、輸送流量大小、輸送策略等對粉末輸送特性的影響，得到了送粉器的送粉規(guī)律和主要的性能指標(biāo)。進(jìn)一步開展的實(shí)驗(yàn)研究規(guī)律與送粉器仿真結(jié)果一致:沸騰氣路和送粉氣路氣流量值在1.5-3.5L/min之間變化時(shí)，沸騰氣流量對送粉率的影響更加顯著，并且具有好的線性度，便于對送粉過程進(jìn)行控制。
　　 在仿真研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于PIC16F877A單片機(jī)的送粉控制系統(tǒng)，根據(jù)前面的討論和實(shí)際需求，首先進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì)，主要包括:單片機(jī)主控電路，輸

3、入輸出接口電路，信號調(diào)理電路，LED數(shù)據(jù)顯示電路，線性電源電路。然后，在硬件電路基礎(chǔ)之上，進(jìn)行了軟件部分的設(shè)計(jì)，主要包括:主程序模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)濾波模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，D/A驅(qū)動模塊以及顯示模塊。最后在現(xiàn)場進(jìn)行了PID控制系統(tǒng)的調(diào)試。
　　 以此為實(shí)驗(yàn)平臺對控制規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)的AD采樣系統(tǒng)與比例閥流量控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，所開展的送粉穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:在設(shè)定送粉率3-30g/min之間，設(shè)定6個送粉率值Q