基于PMAC的激光三维堆积层高随动控制研究

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1、基于PMAC的激光三维堆积层高随动控制研究中文摘要摘要本研究针对目前激光三维堆积层高开环控制的现状，自行开发研制一套层高随动控制系统。使z轴单层提升高度AZ与成形件单层堆积高度△h保持一致，来保证成形件每层都有相同的离焦量。从而克服了形貌的上粗下细、上细下粗以及边缘锯齿状现象。论文分析了现有激光加工过程中各种闭环控制研究现状，介绍了目前激光成形过程中层高随动控制的研究现状。提出了两套控制方案，通过对比，课题采用了以激光位移传感器为检测装置，上下位机结构的喷头随动控制方案。上位机(Pc)负责串口通信

2、打开、与PMAC通信建立、数据接收处理显示、z轴实时调整以及完成一些加工辅助功能；下位机单片机系统负责A／D转换，完成向上位机的数据传送。激光位移传感器作为控制量的检测装置实现层高数据的间接采集，单片机与工控机之间采用RS232通信。该方案充分利用了工控机强大的处理和运算能力，以及便于编程开发的优势，实现了以工控机为核心的一体化控制。激光三维堆积过程是一个多参数共同作用的复杂物理冶金过程。采用激光位移传感器避免了熔池上方粉末飞溅、等离子云、烟云蒸腾、高温等对测量带来的不利影响，很好的完成了位移量的

3、采集任务。本方案通过将测量值与设定值比较来决定数控系统z轴微动量。实验证明：实施本方案后喷头微动控制在士0．3mm之内即层高变化控制在士0．3mm之内。堆积成行件精度比没有采用层度随动控制的成形件精度更高。成形件内外表面光滑，没有出现锯齿状。有效的提高了三维堆积过程的稳定性、三维堆积成形件的质量。关键词：PMAC，三维堆积，层高随动控制，串口通讯作者：王海波指导老师：石世宏叁坠塑!!兰塑!Z2璺墨!笪型2Z登墨型!92璺塑121地璺!≥里旦望2111i塑呈丝璺曼!!星苎!四塑￡坚垒曼Abstrac

4、tThepurposeofthisstudyistOimplementthedynamiccontrolofsingle-storeyheightbyaddinghightdetectiondevicesintheexistingthree-dimensionallaserprocessingsystems．Inordertoovercometheroughtopographyoftireformingpansandeliminatethephenomenonofjaggededge，wemust

5、makeeverystoreyhavethesameamountofdefocus．Inotherwords，Weshouldensureconsistencybetweensingle-storeyheight-AhandZaxissingle-upgrade-AZ．Inthispaper，thepresentsituationofclosed-loopcontroltechnology0nlaserprocessingwassummarized，especiallythedynamiccont

6、rolofsingle-storey．height．Twofeasibleschemeswereproposedbasedontheanalysisofsingle-storeyheightdynamiccontroloflaser3Ddepositionsystem．Bycomparingdifferentschemes，theschemewithtwocomputers．amasterandaslaveone。basedonlaserdisplacementsensorwasadopted．A

7、smastercomputer．IPCisresponsiblefortheopeningofserialcommunication-buildingthecommunicationwithPMAC，datareceivingandprocessing．thereal-timeadjustmentsofZ-axisaswellassomeauxiliaryfunctions；SCMsystemasslavecomputerisresponsibleforA／Dconversionandtransf

8、erringdatatOIPC；Laserdisplacementsensoraccomplisheddisplacementparametersamplingascontrolvariabledetectingdevice．IPCandSCMcomunicatedbyRS232．TheadoptedschemetookfulladvantageoftheIPCpowerfulprocessingandcomputationalcapabilitiesandrealizedthea