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搞要：
水刀切割工件質(zhì)量與水刀的速度、噴流壓力、砂粒直徑、流量摩擦流速及噴嘴的幾何參數(shù)等有關(guān)，但是只有速度可以隨意控制，筆者設(shè)計(jì)一種基于壓力傳感器的水刀切割優(yōu)化系統(tǒng)，解決了水射流技術(shù)存在的缺點(diǎn)。
水射流切割加工因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛關(guān)注應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),水射流可以切割500種以上軟硬材料,這幾乎涵蓋了所有應(yīng)用中的材料,包括飛機(jī)和汽車制造都采用了水切割技術(shù)。在石油工程方面,噴射鉆井技術(shù)為普及推廣的新技術(shù)。水射流技術(shù)以其高效、耗能少、比熱低以及良好的工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),日益受到人們的重視。隨著材料科學(xué)的發(fā)展,一些高強(qiáng)度、高硬度材料的出現(xiàn),給切割加工帶來了一些困難,水射流技術(shù),特別是混合磨料的出現(xiàn)無疑給難加工材料的加工提供了一種行之有效的方法。由于傳統(tǒng)的水射流切割系統(tǒng)需要人為控制切割,很難確定給定的速度能否切通材料,也難控制切割質(zhì)量,所以筆者通過壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)切割速度。
1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1.1總體設(shè)計(jì)方案①系統(tǒng)采用ATMEL公司的Megal6單片機(jī),它是增強(qiáng)型內(nèi)置Flash的RISC(Reduced InstructionSet CPU)精簡指令集高速八位單片機(jī)。系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。壓力傳感器選用小型稱重袖珍壓力傳感器,具有小尺寸、低高度和全密封的特圖1系統(tǒng)功能框圖點(diǎn),適用于空間有限的場合,選用的量程為20kg。該系統(tǒng)由傳感器測(cè)量設(shè)備與單片機(jī)處理設(shè)備組成。
通過壓力傳感器測(cè)出開始切割時(shí)壓力到切通時(shí)壓力的變化，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)里存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫，得出切割所需要速度。其中數(shù)據(jù)庫是通過大量的試驗(yàn)，由Matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得出不同材料的切割速度與切通所需時(shí)間的關(guān)系表達(dá)式。水射流切割系統(tǒng)速度優(yōu)化有高、中、低3種模式：低模式為切割最大的切割速度，切割質(zhì)量比較；中模式的切割速度比低模式低一個(gè)檔次，切割質(zhì)量質(zhì)量比較好，高模式質(zhì)量最好的，切割速度比中模式低一個(gè)檔次。
本文轉(zhuǎn)載至《化工自動(dòng)化及儀表》中文核心期刊第262期
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