金相切割机
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- 金相切割机目 录
摘 要 I
绪 论 1
第一章 金相切割机的发展 2
1.1课题研究背景和意义 2
1.2金相试样切割机的研究状况 2
1.2.1 国内金相切割机研究状况 2
1.2.2国外金相切割机研究概况 3
1.3金相切割机面临的技术难题 3
1.4切割机系统功能要求 4
1.5切割机基本功能的设计与实现 5
第2章 控制系统的设计 6
2.1 系统框架 6
2.2 自动控制系统结构 6
2.3 系统的硬件设计 8
2.3.1 主控板设计 8
2.3.2 步进电动机驱动板设计 10
2.3.3手动系统硬件设计 11
2.3.4 显示系统硬件设计 13
2.4 系统软件设计 15
2.4.1 控制系统软件设计 16
第3章 控制面板设计及电路抗干扰措施 18
3.1 控制面板设计 18
3.2 系统抗干扰措施 18
结 论 20
参考文献 21
致 谢 22
绪 论
金属材料具有制造机器的物理、化学和机械性能；并且可以用较简单方便的工艺方法加工成为实用的机械零件，是现代机械制造中的主要材料之一。一种金属材料的力学性能不仅和化学成分有关，也和它的金相组织和结构密切相关，所以，金相分析是机械、冶金、航天航空、汽车、工模具等制造行业中，保证了产品质量、查清事故原因的重要手段，而且也是工科院校、农科院校工科专业不可缺少的教学内容，是科学研究中研究新材料、新工艺和提高产品内在质量的重要方法。
要进行金相分析，就一定要制备金相试样。通常, 金相试样制备[ 1] 要经过取样、镶嵌、磨光和抛光等步骤。每个步骤都应细心操作, 任一阶段上的失误都可能影响最后的结果。和机械行业中的金属切割、下料不同, 金相试样的切割截取一定要保持原有的组织状态, 即一定要保证所截取的试样的金相组织和原状态金相组织一致, 这就要求: 在截取试样的过程中试样受热、受外力作用要尽量小; 配备良好的冷却系统, 保证切口无过热和过烧现象; 精确控制进给量的大小, 保证试样变形小, 光洁度高; 砂轮切割机应配备精确的卡具和良好的运动机构, 保证试样的切口垂直性好, 切口余量小, 零件装卡方便; 切割机应有良好的防护, 保证使用安全。针对上述要求, 金相切割机应实现三轴运动, 即垂直( Z向)进刀和水平( Y 向)进刀功能, 及左右(X 向) 移动功能, 方便截取试样。同时控制系统还要具有三轴速度控制、主电机调速、状态显示、故障报警以及控制冷却水泵、排烟风机和照明等功能。传统的切割机控制系统主要包括电气控制系统、单片机系统和PLC系统等。由继电器、接触器、按钮、主令开关等构成的电气控制系统, 具有控制可靠、成本低等特点, 但实现的功能较少。以单片机为控制核心, 并附以必要外围电路构成的控制系统, 控制逻辑由程序实现, 能实现较复杂的控制过程, 具有数字显示、故障复位等功能, 成本较低。但主控芯片工作频率较低, 构成的系统控制规模相对较小, 扩展性较差。以PLC为核心的控制系统, PLC 驱动三轴步进电动机运动, 触摸屏作为控制终端, 变频器实现主轴电机调速。它具有控制精度高、扩展能力强等特点, 一般用于大型切割系统的控制, 成本较高。
针对以上三种控制系统的缺点, 本文利用高性价比和高性能的微控制器ARM7 芯片, 设计一种功能丰富、结构紧凑、经济性好, 适用于中小型三轴运动金相切割机的专用控制系统。
第一章 金相切割机的发展...
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