有序排布超硬磨料超高频感应钎焊的控制系统研究

摘要

针对磨料有序排布技术，国内外开发了陶瓷孔模版排布、激光焊接排布技术、静电排布技术、多层排布法、ARIX自动排布系统，但以上技术大部分是针对磨料本身而设计的，后期还需进行高温钎焊或烧结才能完成工具的制作。而超高频感应设备具有加热区域小、升温速度快、温度可控等优点，数控运动平台则具有位置可控的优点，将超高频感应设备作为加热源，利用数控运动平台移动感应器和工件实现到位置钎焊，两者结合开发了一套装置来钎焊超硬磨料，从而实现磨料的有序排布。本文完成的主要工作如下：
　　（1）有序排布超硬磨料超高频感应钎焊装置研制
　　从装置的控制目标出发，介绍装置组成部件，设计有序排布超硬磨料超高频感应钎焊装置。在装置的设计过程中，首先对装置平台进行了结构设计以满足机械性能要求，其次对位置反馈电路和超高频感应设备的启闭电路进行了设计，最后设计了装置的中断及执行控制卡（PCB板），完成了装置的整体设计。
　　（2）系统控制软件的设计
　　良好的软件程序是控制系统稳定工作、准确实现控制目标的关键。对于下位机的控制程序部分，本文根据单片机89C52RC的工作原理，利用单片机自身的高速计数端口T0和T1口来采集光电编码器的信号。对于单片机与工业计算机之间的通讯程序设计，则利用了单片机上的T2口作为波特率发生器，根据单片机与上位机之间的通信协议完成了单片机通讯程序设计。
　　系统上位机软件的开发采用了具有可视化编程语言的VB来设计人机界面部分，将上位机程序分成了四大模块来开发，详细介绍了各个模块的程序代码的设计。
　　（3）系统调试与应用验证
　　详细介绍了单片机通讯参数设置、程序下载过程、人机界面操作流程等问题，再经过仔细全面的系统调试并钎焊出两组有序排布方式以验证装置是否能够达到设计要求。

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图 清 单

表 清 单

注 释 表

第一章 绪论

1.1 有序排布金刚石工具简介

1.2 钎焊金刚石工具制备过程简介

1.3 关于微区超高频感应钎焊有序排布超硬磨料工具的构想

1.4 本文开展的主要研究工作

第二章 有序排布超硬磨料超高频感应钎焊装置的研制

2.1 超高频感应钎焊装置的设计要求

2.2 超高频感应钎焊装置的结构设计

2.3 超高频感应钎焊装置（系统）

2.4 位置反馈电路

2.5 位置反馈电路通信接口设计

2.6 感应加热设备的启闭电路设计

2.7 PCB板的制作

2.8 控制盒的设计与安装

2.9 本章小结

第三章 系统下位机和上位机控制软件设计

3.1 下位机程序的设计

3.2 上位机系统软件总体设计

3.3 上位机系统软件详细设计

3.4 本章小结

第四章 系统调试与应用验证

4.1 STC-ISP通讯参数设置及单片机程序下载

4.2 人机界面操作流程

4.3 钎焊装置控制系统调试与应用验证

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附件A PCB板电路原理图

附件B 下位机程序

附件C 控制系统上位机程序