基于GALIL运动控制卡的光纤激光切割设备的控制系统实现

摘要

上世纪80年代以来，激光切割技术开始在工业领域得到广泛应用并取得了迅猛发展，作为一种先进的材料加工工艺，其对整个设备也提出了更高的要求。但是目前激光设备存在体积大、价格昂贵等特点，因此开发一种体积小、经济型的激光设备显得尤为重要。
　　本文从新型激光切割设备的特点出发，分别从硬件和软件两个方面对整个控制系统进行实现。
　　硬件方面：设计了以GALIL控制卡为核心的四轴联动伺服控制系统，完成了硬件部分的选型，整个电气控制部分的设计、接线、调试工作，很好的满足了工艺的精度要求。本文所设计的激光切割设备是集CCD影像、自动控制技术、光纤激光器于一体的先进制造设备，而控制系统是整个设备的核心，采用工控机、PLC、伺服电机、直线电机以及GALIL运动控制卡等共同实现整个设备的控制系统。
　　软件方面：上位机控制软件采用VC编写，用来控制设备对产品进行切割和加工。主要功能有：串口以及以太网数据通信、上电电机归零操作、CCD影像显示、各轴复位、各轴手动控制运动、I/O口以及设备监控、激光参数以及系统参数的设置、Z轴自动寻焦等，经实践证明，该系统运行良好。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景和现实意义

1.2 激光切割技术的现状及发展趋势

1.3 本文研究的主要内容

1.4 本文内容结构安排

第二章 光纤激光器的控制实现

2.1 光纤激光器简介

2.2 光纤激光器原理

2.3 对SPI光纤激光器的脉冲控制电路的设计和实现

2.4 SPI光纤激光器及单片机与上位机界面串行通信的实现

2.5 本章小结

第三章 激光切割设备系统结构

3.1 激光切割设备结构简介

3.2 激光切割设备电气控制系统介绍

3.3 激光切割工艺介绍

3.4 本章小结

第四章 GALIL运动控制卡的应用

4.1 GALIL运动卡简介

4.2 GALIL控制卡与工控机以太网通信连接

4.3 GALIL编程及设置简介

4.4 加减速控制算法介绍

4.5 本章小结

第五章 上位机软件设计

5.1 软件开发环境及其功能

5.2 上位机界面初始化及操作流程

5.3 DXF图形处理

5.4 电机各轴手动控制设计

5.5 Z轴自动寻找焦点简介

5.6 CCD影像采集控制实现

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢