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金属激光选区熔化设备控制系统设计

发布时间:2018-08-02 14:13
【摘要】:金属激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)快速成型技术作为一种新型增材制造技术在制造业兴起,本课题通过对SLM成型技术进行分析和研究,结合自主研发的SLM成型设备机械结构部分,设计开发了一套结构简洁的SLM成型设备控制系统。首先,详细介绍了SLM成型设备结构原理,在已有SLM设备控制方案的基础上,提出了以AMCP控制器为核心的SLM设备控制系统方案。其次,从硬件方面对SLM设备控制系统进行了结构设计,配以相应驱动执行部件,设计了二维振镜扫描控制单元、铺送粉控制单元、激光控制单元、温度控制单元、惰性气体保护单元等,构成了一个模块化数控系统。再次,软件方面,按照SLM成型工艺详细设计了软件控制流程图,并以C#语言为工具按照控制流程开发了功能齐全的人机界面,界面与控制器之间的交互通讯充分利用了OPC-UA技术,编写了实现各硬件组件运动过程控制功能的Lua脚本程序;同时,还构建了控制系统软件用户管理模块,实现了设备用户信息的统一管理。本课题设计开发的SLM成型设备控制系统,其结构简单紧凑、操作性强,控制器内部集成有各种硬件控制模块,系统配置硬件方便快捷;通过使用OPC-UA技术实现通讯,保证了设备在运行过程中数据传输的完整性和安全性;设计开发的人机界面友好,各功能控制模块能按照SLM成型工艺协调运作。
[Abstract]:As a new material increasing manufacturing technology, the rapid prototyping technology of metal laser selective melting (Selective Laser meltingine (SLM) is rising in the manufacturing industry. Through the analysis and research of the SLM forming technology, combining with the mechanical structure part of the SLM forming equipment developed by ourselves, A simple control system of SLM molding equipment is designed and developed. Firstly, the structure principle of SLM forming equipment is introduced in detail. Based on the existing SLM equipment control scheme, a SLM device control system based on AMCP controller is proposed. Secondly, the structure of the SLM equipment control system is designed from the hardware aspect. With the corresponding driving and executing parts, the two-dimensional vibroscope scanning control unit, the powder-laying control unit, the laser control unit and the temperature control unit are designed. Inert gas protection unit and so on, constitute a modular numerical control system. Thirdly, the software control flow chart is designed in detail according to the SLM molding process, and a fully functional man-machine interface is developed with C # language as the tool. The interactive communication between the interface and the controller makes full use of OPC-UA technology. The Lua script program is written to realize the motion process control function of each hardware component. At the same time, the software user management module of the control system is constructed, which realizes the unified management of the equipment user information. The SLM molding equipment control system designed and developed in this subject has simple and compact structure, strong maneuverability, various hardware control modules are integrated inside the controller, the hardware configuration of the system is convenient and quick, and the communication is realized by using OPC-UA technology. It ensures the integrity and security of data transmission during the operation of the equipment, and the human-machine interface designed and developed is friendly, and each functional control module can operate harmoniously according to the SLM molding process.
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273;TG665

【参考文献】

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本文编号:2159691

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