基于DSP与单片机的激光加工数控系统的研究

金色传说

摘要:通过对激光加工特性的研究,设计了基于DSP与单片机为核心的激光加工数控系统。整个系统全部采用数字化设
计,具有矢量切割、矢量雕刻与位图雕刻三种加工功能,并经过软件优化，实现了较好的加工效果。
关键词:数控系统; DSP; 单片机
2 G2 Z; @: |9 v+ K/ j$ w8 T0 引言
激光加工以其精度高,速度快，不损伤工件表面等优良特
9 n9 S+ c) ~& e  l6 N性，广泛应用于金属、非金属材料的切割,打标等加工工艺中,在
国外激光享有“万能加工工具”的美称。中国国内工业激光市
* s, ~5 @( \# K; M# Q+ n" h场的起步晚于发达国家20年左右。但由于中国经济的迅速发
展,市场需求带动了激光加工产业的发展。至今,国内从事制造
/ k/ e6 a" N' |: w/ q2 r8 g工业激光系统的公司超过100家，研发批量生产和供、销、维修
服务体系正逐步形成并日趋完善。2003 年全国激光加工设备产
+ g/ J/ {% b) j, k% _. S! p$ s. d$ A值首次突破16亿元。
+ j' C4 J& d- R: Y/ K4 ]激光加工设备的性能除了受高性能的激光发生器和高精度的
* Q! F6 x% n- _+ |7 R机械装置的影响外,其控制系统的性能具有决定性作用，激光加工
1 e7 k5 n  N" A6 |8 @. D3 S; k4 j装置的功能精度加II艺水平等关键性指标主要由其决定。美、
, K5 e0 E' j1 _日等国家-直把它列为重点发展目标。因此,我们应该充分认识到
提高国内激光加工控制系统的性能和水平的重要性和必要性,激光
$ Z* f( m% F) {: F& u: M加工数控系统的研究正成为国内该领域研究的重点。
6 H/ O# l9 U$ K6 x
1激光加工设备
/ t# T9 R$ I7 S3 u激光加工设备主要实现激光切割、激光雕刻等工艺的加工。除机架、
# ^. D1 S, e- l6 w) d- y% Y工作台、导轨等机械系统之外,还由步进电机.CO2激光器、水泵、气泵、控制.
面板数控系统与上位机操作系统组成,设备的控制结构如图1所示。
2 F4 A; F. l8 m! I9 Z6 H
+ x2 b  |' M& E激光加工主机是加工设备的载体,步进电机、CO2激光器
1
控制面板与数控系统都安装在激光加工主机中。上位机与数控
系统通信,为数控系统提供图形数据。控制面板是激光加工设
$ h8 P8 @# O) {0 x: g& G/ p& j
4 [+ f- @6 n* [, o; |6 W2 d* `- ^备上的人机交互界面,有键盘与液晶屏组成。用户通过键盘向
数控系统发出加工等操作命令,并从液晶屏上实时获得数控系
统的各种信息。限位开关用于保护步进电机,当步进电机带动
+ q) }. `2 g8 b* H' j! H的工作平台运动超界时，限位开关向数控系统报警以停止工作。
水泵和气泵用于冷却激光器与被加工材料。激光加工头由X向
9 F" F. y6 `/ O0 F和Y向两个步进电机组成的移动平台带动。激光器与步进电机
由数控系统控制,进行激光加工。可见，数控系统是激光加工设
备的核心,是连接设备各组成部分的纽带。
' d2 h2 N& \% E* k, M: p- @3 A2数控 系统原理结构
数控系统是激光加工设备的关键部件,其性能直接决定了
* T/ Q! }$ m1 |1 ]9 N! N# r激光加工的质量,国外的很多优秀激光加工设备主要是依赖于
6 ]# C! B2 X. e8 R) C高性能的数控系统才得以实现各种高质量的加工。本设备设计
的数控系统是基于DSP与单片机的核心,实现接收上位机的图
9 j" L$ t& a2 Q' t2 X/ z# q3 D形数据、进行数据处理、控制步进电机与激光器进行激光加工等
功能。DSP与单片机之间采用双口RAM通讯,两者作为相对独
0 c4 b1 \! v' j2 K$ v4 l  @立的工作模块实现各自功能,系统原理图如图2所示。
9 S5 i. t# n: W: p- W# X4 k

3 S/ C% L3 Y  j; D* {# H9 S
附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

; {" P1 N3 s, Z9 m: z

Racheler

上位机与数控系统通信,为数控系统提供图形数据