金相切割機
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摘 要 I
緒 論 1
第一章 金相切割機的發展 2
1.1課題研究背景和意義 2
1.2金相試樣切割機的研究狀況 2
1.2.1 國內金相切割機研究狀況 2
1.2.2國外金相切割機研究概況 3
1.3金相切割機面臨的技術難題 3
1.4切割機系統功能要求 4
1.5切割機基本功能的設計與實現 5
第2章 控制系統的設計 6
2.1 系統框架 6
2.2 自動控制系統結構 6
2.3 系統的硬件設計 8
2.3.1 主控板設計 8
2.3.2 步進電動機驅動板設計 10
2.3.3手動系統硬件設計 11
2.3.4 顯示系統硬件設計 13
2.4 系統軟件設計 15
2.4.1 控制系統軟件設計 16
第3章 控制面板設計及電路抗干擾措施 18
3.1 控制面板設計 18
3.2 系統抗干擾措施 18
結 論 20
參考文獻 21
致 謝 22
緒 論
金屬材料具有制造機器的物理、化學和機械性能；并且可以用較簡單方便的工藝方法加工成為實用的機械零件，是現代機械制造中的主要材料之一。一種金屬材料的力學性能不僅和化學成分有關，也和它的金相組織和結構密切相關，所以，金相分析是機械、冶金、航天航空、汽車、工模具等制造行業中，保證了產品質量、查清事故原因的重要手段，而且也是工科院校、農科院校工科專業不可缺少的教學內容，是科學研究中研究新材料、新工藝和提高產品內在質量的重要方法。
要進行金相分析，就一定要制備金相試樣。通常, 金相試樣制備[ 1] 要經過取樣、鑲嵌、磨光和拋光等步驟。每個步驟都應細心操作, 任一階段上的失誤都可能影響最后的結果。和機械行業中的金屬切割、下料不同, 金相試樣的切割截取一定要保持原有的組織狀態, 即一定要保證所截取的試樣的金相組織和原狀態金相組織一致, 這就要求: 在截取試樣的過程中試樣受熱、受外力作用要盡量小; 配備良好的冷卻系統, 保證切口無過熱和過燒現象; 精確控制進給量的大小, 保證試樣變形小, 光潔度高; 砂輪切割機應配備精確的卡具和良好的運動機構, 保證試樣的切口垂直性好, 切口余量小, 零件裝卡方便; 切割機應有良好的防護, 保證使用安全。針對上述要求, 金相切割機應實現三軸運動, 即垂直( Z向)進刀和水平( Y 向)進刀功能, 及左右(X 向) 移動功能, 方便截取試樣。同時控制系統還要具有三軸速度控制、主電機調速、狀態顯示、故障報警以及控制冷卻水泵、排煙風機和照明等功能。傳統的切割機控制系統主要包括電氣控制系統、單片機系統和PLC系統等。由繼電器、接觸器、按鈕、主令開關等構成的電氣控制系統, 具有控制可靠、成本低等特點, 但實現的功能較少。以單片機為控制核心, 并附以必要外圍電路構成的控制系統, 控制邏輯由程序實現, 能實現較復雜的控制過程, 具有數字顯示、故障復位等功能, 成本較低。但主控芯片工作頻率較低, 構成的系統控制規模相對較小, 擴展性較差。以PLC為核心的控制系統, PLC 驅動三軸步進電動機運動, 觸摸屏作為控制終端, 變頻器實現主軸電機調速。它具有控制精度高、擴展能力強等特點, 一般用于大型切割系統的控制, 成本較高。
針對以上三種控制系統的缺點, 本文利用高性價比和高性能的微控制器ARM7 芯片, 設計一種功能豐富、結構緊湊、經濟性好, 適用于中小型三軸運動金相切割機的專用控制系統。
第一章 金相切割機的發展...
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