汽车仪表板安全气囊线激光弱化测控系统的研制

摘要

激光弱化是用于汽车仪表板安全气囊线加工的一种先进技术，其结合了机器人自动化控制，使得弱化的效率提高，并且控制精确。参考国外资料，本论文提出根据外部控制脉冲的形式不同，将激光弱化加工分为两个阶段（第一阶段使用个数固定而周期与占空比较大的脉冲；第二阶段使用个数实时调节而周期与占空比较小的脉冲），实现对激光弱化剩余厚度的精确控制。本激光弱化测控系统主要由控制网络、信息反馈以及信号处理这三大部分组成。
　　控制网络模块以西门子PLC作为Profibus DP主站，现场总线接口芯片Anybus IC与ABB机器人作为从站，实现上位机与现场激光弱化设备的通讯；同时，上位机安装了Step7编程软件与FameView组态软件，使用它们对PLC进行编程，实现上位机对弱化加工的精确控制。
　　信号反馈模块利用传感器实时采集透过工件的激光，该激光能量强度与弱化剩余厚度有关，因此将光信号经过电路的转换放大形成反馈电压。
　　信号处理模块以C8051F310微处理器为核心。C8051F310微处理器与Anybus IC通信，接收来至上位机的控制信号形成脉冲波形来控制激光发生器生成激光脉冲；C8051F310微处理器接收信号反馈模块的反馈电压信号，根据该电压的大小调节脉冲来控制激光发生器的出光；C8051F310微处理器将与激光弱化加工相关的信息存储到串行储存器RAM中，加工完毕时，将数据上传至上位机。

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1 绪论

1.1 汽车仪表板安全气囊弱化简介

1.2 激光弱化系统的研究现状与发展趋势

1.3 研究内容和技术方案

2 无缝安全气囊的激光弱化测控系统

2.1 激光弱化测控系统的基本原理

2.2 激光弱化测控系统的设备介绍

2.3 本章小结

3 控制网络系统设计

3.1 激光弱化测控系统的控制网络框架

3.2 现场总线的选择

3.3 控制网络的构建

3.4 本章小结

4 信号处理模块设计

4.1 C8051F310微处理器模块的设计

4.2 电压比较模块设计

4.3 数字电位器AD5122模块设计

4.4 信号处理模块实物图

4.5 本章小结

5 反馈信息采集放大模块设计

5.1 探测器的选择

5.2 反馈信号放大电路设计

5.3 反馈信号采集放大电路最终原理图

5.4 本章小结

6 实验测试

6.1 实验设备

6.2 现场实验接线原理图

6.3 检测系统设备通讯状态

6.4 弱化功能测试

6.5 激光弱化测控系统的实际应用

6.6 本章小结

7 总结与展望

致谢

参考文献