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1、第1O期组合机床与自动化加工技术N0.102012年10月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueoct.2012文章编号:1001—2265(2012)l0—0069—05一种激光切割机驱动电源控制系统设计姜字,张承瑞,张金泽(山东大学机械工程学院,济南250061)摘要:提出了一种新的激光切割机的电源控制系统设计方案,该方案融入了FPGA技术,采用意法半导体公司的ARM为控制核心,优化了电路设计,增强系统整体的可靠性,从而实现了高稳定度的激光切割机电源驱动控制。采用MAT
2、LAB对参数限制条件进行拟合。简化了ARM程序。通过巴特沃斯型低通滤器对ARM输出的电压进行滤波,更好地抑制高频信号干扰,提高系统的精度。利用旋转编码器实现对参数的输入、液晶屏的显示以及整机的控制,操作简便。实际应用表明,电源控制系统具有智能化程度高、抗干扰能力强、精度高、运行稳定、操作方便、人机界面友好等优点。关键词:ARM;FPGA;MATLAB;激光切割机;巴特沃斯型低通滤器中图分类号:TP273文献标识码:ADevelopmentofaPowerSupplyControlSystemforLaserCuttingMachine
3、JIANGYu。ZHANGCheng.rui,ZHANGJin-ze(SchoolofMechanicalEngineering,ShandongUniversity,Jinan250061,China)Abstract:AnewpowersupplycontrolsystemforLaserCuttingMachinethatcombinesFPGAtechnolo—gYwithhigh—performancesingle—chipmicrocomputer(STMicroelectronics)ARMascontrollingce
4、nterispresented.Italsooptimizesthecircuitdesignandincreasesthereliabilityofallsystem.TheapplicationofMATLABtofittheconstraintconditionsofparameterssimplifiesthedesignedprogramsintheARM.TheOUtputvoltagesignaloftheARMisfilteredbyalow—passButterworthfilter.whichrestrainsth
5、ehighfrequencyinterferenceandimprovesthesystemprecision.Thesystemisfeaturedwithasimplerotaryen·codersforparametersinputandthedisplayoftheLCD.Thepracticalapplicationsshowthatthepowersupplycontrolsystemismoreintelligent,capableofanti-interference,precise,stable,friendlyan
6、dcon-venienttocontro1.Keywords:ARM;FPGA;MATLAB;lasercuttingmachine;low—passbutterworthfilter放电灯,利用贮存的电能或化学能,在极短时间内发0引言生高强度闪光的氙灯。脉冲氙灯选择优质滤紫外线激光是20世纪60年代的出现的新光源。由于激石英管作为灯管材料,以高质密度电极为氙灯的电光具有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特极,具有负载能力强,泵浦效率高,激光光束质量好,点,在远距离通讯、激光雷达、数字信号的存储和恢寿命长等特点。复、激光测距、医学
7、诊断、激光切割、激光焊接等方面目前氙灯的驱动电源大多采用模拟技术实现,都有广泛的应用⋯。但激光器对工作条件要求苛参考文献[2.3]提出了基于PLC和传统的工频变压刻,在不适当的工作或存放条件下,会造成性能的急器的方式,它增大了滤波电容和大功率限流电阻,增剧恶化乃至失效。所以,使激光器品质更加优良的,大了电路的体积,也容易因干扰而产生误操作,当电性能更加可靠的驱动电源研制势在必行。新型的驱网电压波动比较大时,也会使氙灯工作不正常。参动电源除具备常规驱动器的功能外,还应该使输出考文献[4]是基于DSP和CPLD的方式实现对脉冲电流更稳定,
8、对激光器进行更加可靠、有效地保护。氙灯电流的实时采集,利用外部A/D芯片采集输入在激光切割机中广泛使用的是脉冲氙灯,它是波形,通过CPLD实现对A/D芯片信号的控制,DSP一种充有氙气,以脉冲放电方式输出脉冲光的气体用于
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