本文關(guān)鍵詞：基于USB的反重力鑄造充型測試系統(tǒng)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南昌航空大學(xué)》 2011年

基于FPGA的真空差壓鑄造充型測試系統(tǒng)研究

林萬華  

【摘要】：近年來，國內(nèi)外航空、航天、兵器等行業(yè)對大型、復(fù)雜、薄壁、精密、優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度鋁合金鑄件的需求量增加，差壓鑄造作為能滿足上述生產(chǎn)需要的先進(jìn)鑄造成型工藝，日益受到鑄造界的關(guān)注，在世界各國得到普遍應(yīng)用。真空差壓鑄造薄壁鑄件時，金屬液在充型過程中易氧化的鎂鋁合金，在充型過程中的流動形態(tài)及所發(fā)生的物理和化學(xué)變化對鑄件質(zhì)量的影響更大。因此研究鑄件充型過程的現(xiàn)代測試方法對防止鑄件缺陷，獲得優(yōu)質(zhì)薄壁鑄件具有重要意義。本文采用FPGA和單片機(jī)技術(shù)結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)真空差壓鑄造中鑄件充型測試的數(shù)據(jù)采集與處理。 將FPGA和單片機(jī)技術(shù)結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)真空差壓鑄造中鑄件充型測試的數(shù)據(jù)采集與處理，解決了以往采用51單片機(jī)進(jìn)行充型測試數(shù)據(jù)處理能力弱，速度慢以及實(shí)時性不強(qiáng)的問題，且相對采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行測試費(fèi)用更低廉。本設(shè)計(jì)充分發(fā)揮了FPGA和單片機(jī)結(jié)構(gòu)靈活，通用性好，利于模塊化設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期，，系統(tǒng)易于維護(hù)和擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。 本文首先簡要介紹了真空差壓鑄造工藝原理和設(shè)計(jì)中所采用的鑄件充型測試方法——多觸點(diǎn)電極法。其次根據(jù)實(shí)際要求，提出了基于“FPGA+單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)”的集成化設(shè)計(jì)方案：以FPGA為數(shù)據(jù)采集核心模塊負(fù)責(zé)同時并行采集64路充型測試開關(guān)量導(dǎo)通時間和控制外圍AD7862實(shí)時采集充型過程中上下鑄造氣罐的2路壓力值；單片機(jī)以總線方式與FPGA進(jìn)行通訊，通過異步串口通信完成上位機(jī)PC指令的接收和實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)的上傳；上位機(jī)軟件對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲及處理，并負(fù)責(zé)系統(tǒng)工作流程控制。重點(diǎn)分析了主要硬件模塊的設(shè)計(jì)過程和軟件方案的論證以及實(shí)現(xiàn)，在硬件設(shè)計(jì)方面詳細(xì)地說明了系統(tǒng)中的電源電路、前端信號采集電路、FPGA信號處理電路、單片機(jī)接口電路，闡述了FPGA內(nèi)部時序電路的設(shè)計(jì)；系統(tǒng)軟件方面，詳細(xì)說明了單片機(jī)程序工作流程及各子程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，同時說明了以VC++6.0開發(fā)平臺設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了串口通信、數(shù)據(jù)存儲、曲線顯示等功能。最后，對現(xiàn)階段的工作進(jìn)行總結(jié)并對系統(tǒng)進(jìn)行測試，提出改進(jìn)意見作為下一步研究參考。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TG23
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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【參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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8 董占美;差壓鑄造釜設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];壓力容器;2002年08期

9 沙鎮(zhèn)嵩,韓建民,李榮華,李衛(wèi)京,王金華;差壓鑄造及其液面加壓控制系統(tǒng)[J];鑄造技術(shù);2004年08期

10 吳開志;俞子榮;余歡;萬永菁;嚴(yán)青松;;真空差壓鑄造微電腦控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[J];南昌航空大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 馬旭梁;王宏偉;朱兆軍;曾松巖;;差壓鑄造控制系統(tǒng)研究[A];第六屆21省（市、自治區(qū)）4市鑄造學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

2 于寶義;陳月蕾;劉春雨;韓濤;;差壓鑄造制備ZL101鋁合金導(dǎo)體的組織和導(dǎo)電率研究[A];2010年中國鑄造活動周論文集[C];2010年

3 米國發(fā);周川;趙恒濤;王宏偉;曾松巖;;壓力對差壓鑄造Al-Si合金組織及性能的影響[A];第八屆21省（市、自治區(qū)）4市鑄造學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

4 米國發(fā);辛普;文濤;王宏偉;曾松巖;;差壓鑄造下凝固條件對Al-Si合金(A357)二次枝晶的影響[A];第八屆21省（市、自治區(qū)）4市鑄造學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 嚴(yán)青松;智能控制的薄壁鋁合金鑄件真空差壓鑄造工藝與理論[D];華中科技大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 許昊;差壓鑄造設(shè)備調(diào)壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];上海交通大學(xué);2009年

2 馬愛清;真空差壓鑄造系統(tǒng)加壓模型建立與控制算法設(shè)計(jì)[D];南昌航空大學(xué);2010年

3 徐蕾璐;真空差壓鑄造分級加壓控制系統(tǒng)的研究[D];南昌航空大學(xué);2011年

4 邢志媛;基于有限元分析的鋁合金輪轂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及差壓鑄造研究[D];南京理工大學(xué);2009年

5 王嘉輝;鋁合金真空差壓鑄造分級加壓凝固工藝參數(shù)的研究[D];南昌航空大學(xué);2012年

6 李勇;交變電磁場對真空差壓鑄造鋁合金鑄件組織及性能的影響[D];南昌航空大學(xué);2013年

7 曾彥龍;基于ARM的真空差壓鑄造控制系統(tǒng)研究[D];南昌航空大學(xué);2014年

8 林萬華;基于FPGA的真空差壓鑄造充型測試系統(tǒng)研究[D];南昌航空大學(xué);2011年

相關(guān)機(jī)構(gòu)

>華中科技大學(xué)

>南昌航空大學(xué)

>上海交通大學(xué)

>南京理工大學(xué)

相關(guān)作者

>王嘉輝 >李勇

>林萬華 >嚴(yán)青松

>許昊 >曾彥龍

>邢志媛 >馬愛清

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