激光切割随动装置控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

激光切割过程中，为了切出高质量的切口，激光头与被割板材之间的距离需要保持恒定。但是实际切割条件没有这么理想，很多被切板材表面有纹路，平整不高。所以当激光切割板材时需要控制激光头随着板材的表面的起伏上下移动来保持理想距离。所以激光随动系统是激光加工中非常重要的部分，而目前市场的激光随动系统大多是国外进口的，价格昂贵。实现国产化后，产品只需要进口价格十分之一的成本，市场前景非常广阔。所以研发一套可靠性高，性能好，低成本的激光随动系统是现在我国激光加工领域迫在眉睫的事情。

2. 国内外研究现状分析

激光切割中高度跟随是个非常重要的环节，激光焦点在工件上的位置准确性和一致性直接影响到切割质量。国内外通常采用的一般都是电容高度跟踪技术，这种电容高度跟踪技术和我们在氧焰切割上采用的虽同出一宗，但信号处理技术上却大相径庭，激光用电容高度跟随的电容信号处理多采用微处理器数字采集、补偿和控制的技术，比传统的模数电路信号处理在精度和响应性上都有极大改善。

调高控制器国内外有许多厂家生产,国外的控制器分为两种,一种电容式调高控制器,一种为弧压调高控制器。控制精度与性能都很好,但价格高。如进口公司的电容式自动调高系统美国海宝弧压式自动调高系统。

国内生产的调高控制器也分为电容式和弧压式两种,电容式用量较大,成本较低,技术相对成熟。弧压式控制器也有厂家生产,但多为开关量控制,控制精度低,响应速度慢,而且大多质量较差。且调高驱动电机选用的电机多为,电机成本较高。由于电机应用较多,所以价格低,但国内生产的控制器还没有这种类型的控制器。

3. 研究的基本内容与计划

设计内容：本课题通过测量激光切割头与被切割板材之间的电容来测量两者之间的距离，并不断循环测量通过交流伺服电机进行调整。采用dspic数字信号控制器为主控制器，三点式振荡电路作为电容测量电路，测量激光切割头与被切割板材之间的距离，通过设定值与实测距离进行比较，从而通过交流伺服电机调整。精度要求：正常激光切割时，激光器与被切板材之间的距离一般设定在0.7~1.2mm，所以要求距离测量精度在0.1mm以上，调整频率大于1khz。要求设计其硬件电路，并用mplab c30编写相应的控制程序。

研究计划: （1）第1周第2周准备工作。

（2）第3周第4周确定设计方案。

4. 研究创新点

首先借鉴国外同类产品优点,根据国内行业情况,自主开发研制。

采用松下a5驱动器。

高精度的电路,使升降机构运行平滑,控制精度高。