用于激光切割的高精度电容调高系统研究和设计

发布时间：2024-03-10 12:44

　　自从第一台激光发生器被研制出来以后,激光切割技术一直是国内外的研究热点。随着中国制造业的高速发展,激光切割机床作为加工制造的重要关键性设备,被广泛的应用于汽车制造、船舶建造、航空航天等领域。用于激光切割的电容调高技术是提高激光切割加工质量的一项关键性技术,此项技术通过实时调节激光头喷嘴与被切割金属板材之间保持固定的距离,从而使激光焦点始终照射在板材的最佳位置来提高激光切割的加工质量。其技术关键是激光头喷嘴和被切割板材之间平行板电容数据在复杂强干扰工控环境下的数据采集和传输,且此技术长期掌握在国外少数几家企业手中,这将极大的限制国产激光切割设备的发展。针对以上问题,本文对用于激光切割的高精度电容调高系统关键技术展开研究。设计研发了基于LC调频电路的电容检测模块和配套的基于FPGA+STM32架构的电容调高主控板。首先,对影响电容传感器测量精度的因素进行分析,提出了基于LC调频电路的电容检测模块。其次,设计了基于FPGA+STM32架构的电容调高主控板,主控板具有两种工作模式,分别是独立式电容调高模式和总线式电容调高模式,这两种模式能够让设备厂商更加灵活的使用此传感器以适应不同需求。在独立...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１变极距型电容传感器模型??

山东大学硕士学位论文??化型电容传感器，其原理如图２－１所示??［＾?？?＾?＾?？?￡＞?｜??ｄ????＜？??ＤＣ??｜?ｅ?ｅ?ｅ?ｅ?ｅ?ｅ?ｅ?？?ｅｊ??图２－１变极距型电容传感器模型??在两个极板正对面积Ｓ不变，且电解质不变的情况下，根据两个金属平行板??之间电容....

图２－２电容－距离特性曲线??

山东大学硕士学位论文??化型电容传感器，其原理如图２－１所示??［＾?？?＾?＾?？?￡＞?｜??ｄ????＜？??ＤＣ??｜?ｅ?ｅ?ｅ?ｅ?ｅ?ｅ?ｅ?？?ｅｊ??图２－１变极距型电容传感器模型??在两个极板正对面积Ｓ不变，且电解质不变的情况下，根据两个金属平行板??之间电容....

图２－３感应喷嘴示意图??

第２章需求分析和方案设计??电容量随极板之间距离变化的曲线如上图２－２所示。??如果满足Ｍ？ｌ，公式（２－３）可以按照级数展开为：??ｄ??ａＣ?ａｃＩ?，?ａ（１?，?Ａｔｉ、２?．?ａｃＩ?，?、??—＝—１＋—＋?（?—）２＋?（?—）３＋．．．?（２－４）??Ｃ?ｄ?Ｌ?....

图２＊４电容传感器等效电路??

第２章需求分析和方案设计??工作温度主要影响电解质的介电常数和对电容测量电路的元器件参数产生??影响，从而影响电容的测量精度。在本设计中电解质为空气，而空气的介电常数??温度系数接近于零，所以说温度对介电常数的影响极小；而温度最容易对电容测??量电路的元器件参数产生影响，从而造成....

本文编号：3924814