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金相切割機(jī)
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  • 金相切割機(jī)目 錄
    摘 要 I
    緒 論 1
    第一章 金相切割機(jī)的發(fā)展 2
    1.1課題研究背景和意義 2
    1.2金相試樣切割機(jī)的研究狀況 2
    1.2.1 國(guó)內(nèi)金相切割機(jī)研究狀況 2
    1.2.2國(guó)外金相切割機(jī)研究概況 3
    1.3金相切割機(jī)面臨的技術(shù)難題 3
    1.4切割機(jī)系統(tǒng)功能要求 4
    1.5切割機(jī)基本功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5
    第2章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6
    2.1 系統(tǒng)框架 6
    2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6
    2.3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 8
    2.3.1 主控板設(shè)計(jì) 8
    2.3.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板設(shè)計(jì) 10
    2.3.3手動(dòng)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11
    2.3.4 顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13
    2.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15
    2.4.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 16
    第3章 控制面板設(shè)計(jì)及電路抗干擾措施 18
    3.1 控制面板設(shè)計(jì) 18
    3.2 系統(tǒng)抗干擾措施 18
    結(jié) 論 20
    參考文獻(xiàn) 21
    致 謝 22

    緒 論
    金屬材料具有制造機(jī)器的物理、化學(xué)和機(jī)械性能；并且可以用較簡(jiǎn)單方便的工藝方法加工成為實(shí)用的機(jī)械零件，是現(xiàn)代機(jī)械制造中的主要材料之一。一種金屬材料的力學(xué)性能不僅和化學(xué)成分有關(guān)，也和它的金相組織和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，所以，金相分析是機(jī)械、冶金、航天航空、汽車(chē)、工模具等制造行業(yè)中，保證了產(chǎn)品質(zhì)量、查清事故原因的重要手段，而且也是工科院校、農(nóng)科院校工科專業(yè)不可缺少的教學(xué)內(nèi)容，是科學(xué)研究中研究新材料、新工藝和提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的重要方法。
    要進(jìn)行金相分析，就一定要制備金相試樣。通常, 金相試樣制備[ 1] 要經(jīng)過(guò)取樣、鑲嵌、磨光和拋光等步驟。每個(gè)步驟都應(yīng)細(xì)心操作, 任一階段上的失誤都可能影響最后的結(jié)果。和機(jī)械行業(yè)中的金屬切割、下料不同, 金相試樣的切割截取一定要保持原有的組織狀態(tài), 即一定要保證所截取的試樣的金相組織和原狀態(tài)金相組織一致, 這就要求: 在截取試樣的過(guò)程中試樣受熱、受外力作用要盡量小; 配備良好的冷卻系統(tǒng), 保證切口無(wú)過(guò)熱和過(guò)燒現(xiàn)象; 精確控制進(jìn)給量的大小, 保證試樣變形小, 光潔度高; 砂輪切割機(jī)應(yīng)配備精確的卡具和良好的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu), 保證試樣的切口垂直性好, 切口余量小, 零件裝卡方便; 切割機(jī)應(yīng)有良好的防護(hù), 保證使用安全。針對(duì)上述要求, 金相切割機(jī)應(yīng)實(shí)現(xiàn)三軸運(yùn)動(dòng), 即垂直( Z向)進(jìn)刀和水平( Y 向)進(jìn)刀功能, 及左右(X 向) 移動(dòng)功能, 方便截取試樣。同時(shí)控制系統(tǒng)還要具有三軸速度控制、主電機(jī)調(diào)速、狀態(tài)顯示、故障報(bào)警以及控制冷卻水泵、排煙風(fēng)機(jī)和照明等功能。傳統(tǒng)的切割機(jī)控制系統(tǒng)主要包括電氣控制系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)等。由繼電器、接觸器、按鈕、主令開(kāi)關(guān)等構(gòu)成的電氣控制系統(tǒng), 具有控制可靠、成本低等特點(diǎn), 但實(shí)現(xiàn)的功能較少。以單片機(jī)為控制核心, 并附以必要外圍電路構(gòu)成的控制系統(tǒng), 控制邏輯由程序?qū)崿F(xiàn), 能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制過(guò)程, 具有數(shù)字顯示、故障復(fù)位等功能, 成本較低。但主控芯片工作頻率較低, 構(gòu)成的系統(tǒng)控制規(guī)模相對(duì)較小, 擴(kuò)展性較差。以PLC為核心的控制系統(tǒng), PLC 驅(qū)動(dòng)三軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng), 觸摸屏作為控制終端, 變頻器實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)調(diào)速。它具有控制精度高、擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn), 一般用于大型切割系統(tǒng)的控制, 成本較高。
    針對(duì)以上三種控制系統(tǒng)的缺點(diǎn), 本文利用高性價(jià)比和高性能的微控制器ARM7 芯片, 設(shè)計(jì)一種功能豐富、結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)性好, 適用于中小型三軸運(yùn)動(dòng)金相切割機(jī)的專用控制系統(tǒng)。


    第一章 金相切割機(jī)的發(fā)展...
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