摘 要

电气时代发展至今，电力已经蓬勃发展并成为现今社会不可缺少的一种存在形式，而运用电力产生的激光切割技术也成为现今工业乃至其他行业比较流行的一种技术潮流。激光切割技术是如今的一种新兴的切割技术，该技术利用了激光切割时产生的高能量高温度使金属或非金属产生切口并熔化或折断达到切割。激光切割技术有精度高、稳定性好，使用成本低，加工局限性小切割断面质量好等优点。激光切割技术发展至今已经成为激光技术不可缺少的一部分，并且其方便简捷程度已经使其发展前景越来越广阔。激光切割相对于其它的传统的切割技术相比其它比较显著地优点如下：切割质量好；切割效率高；切割的速度比较快；非接触式切割；切割材料的种类多；清洁、安全、劳动强度低；激光切割静经济效益好[^[1]]；节能和节省材料。故该技术的发展和取代传统切割技术之日指日可待，现如今国内很多高端数控激光切割机床还主要还依赖德国通快、瑞士百超等外国进口。当今社会工业的发展必定是为人类造福为目的的，而激光切割机床工作时产生的巨大能量对在机床工作的人员也存在着不小的安全隐患。所以激光切割机床的安全防护系统的存在很有必要。

设计的具体内容为：采用对射红外传感器，以及2.4gnRF24L01无线通信模块，dspic502主控芯片；机床工作时，当有人进入工作区，系统会自动检测到，并且将信号传到数控机床（CNC），通知机床停止工作；要求设计其硬件电路，并用MPLAB C30编写相应的控制程序。

关键词：激光切割机床；无线模块；dspic502芯片；红外对射传感器

Design of safety protection system for laser cutting machine

Abstract

The age of electricity power development so far, has been booming and become a form of modern society indispensable, a trend and the use of laser power generating cutting technology also become more popular in industrial and other industries. The laser cutting technology is a new cutting technology today, the use of laser cutting technology the high energy and high temperature of the metal or non metal produced incision and melt or break to cut. The laser cutting technology has high precision, good stability, low cost, processing limitations of small cutting section quality is good. The advantages of laser cutting technology development has already become a indispensable part of laser technology, and the convenient degree it has been more and more broad development prospects. Compared with the traditional laser cutting cutting technology other than other significant advantages are as follows: Good cutting quality; high cutting efficiency; cutting speed; non-contact cutting; cutting materials; cleaning, safety, low labor intensity; laser cutting static and good economic benefit [[]]; energy saving and material saving. Therefore, the development of the technology and to replace the traditional cutting technology, point the day and await for it, now many domestic the high-end CNC laser cutting machine is mainly on TRUMPF Germany, Switzerland 100 super foreign imports. The social development industry must be for the benefit of mankind for the purpose of the tremendous energy and laser cutting machine work on the machine work personnel there is not a small security risk. So it is necessary for laser cutting safety the protection system of machine tool.The specific content of the design is to use on the radio and infrared sensor, 2.4gnRF24L01 wireless communication module, dspic502 main control chip; when the machine tool works, when someone enters the work area, the system will automatically detect and send a signal to the CNC machine tool (CNC), notify the machine to stop working; the design requirements of the hardware circuit, and program control the corresponding program by MPLAB C30.

Keywords: laser cutting machine; wireless module; dspic502 chip; infrared counter sensor

目录

1 绪论 1

1.1研究意义 1

1.2研究背景 1

1.3国内外研究先现状 1

1.4课题研究内容 2

1.5本章小结 2

2安全防护系统的设计和原理 3

2.1功能需求分析 3

2.2光栅防护系统总体设计方案 3

2.3设计合理性分析 4

2.4价格合理性分析 4

2.5 本章小结 4

3电路硬件设计 6

3.1红外对射光栅的接口电路设计 6

3.1.1对射光栅组成 6

3.1.2红外线发射电路设计 6

3.1.3红外线接收电路设计 7

3.2无线模块的接口电路设计 8

3.2.1引脚及其功能 8

3.3主芯片外围电路设计 9

3.3.1 DSPIC33EP64UM502介绍 9

3.3.2 DSPIC33EP64MC502引脚 10

3.3.3 DSPIC33EP64MC502功能分析 11

3.3.4主芯片外围电路 11

3.4 CAN总线电路设计 12

3.5PWM模块接口设计 13

3.6电源部分设计 14

3.7 本章小结 16

4软件部分 16

4.1 dsc芯片开发环境的建立 17

4.1.1 MPLAB IDE集成开发环境 17

4.1.2 C30编译器 17

4.1.3 在线调试及烧录程序 17

4.1.4 硬件调试 17

4.2红外对射模块 17

4.3无线模块通讯 18

4.4流程图设计 19

4.4.1 主程序流程图设计 19

4.2.2 CAN总线通信 20

4.4.3 PWM模块 23

4.4.5spi通信 25

4.5 DSC初始化设置 26

4.6I/O口引脚初始化设置 27

5设计总结 28

5.1总结 28

参考文献 28

附录一 原理图 30

附录二 PCB图 31

附录三 程序 32

1 绪论

1.1研究意义

激光切割技术运用了激光的强能量作用于被切割物体表面使得物体熔化、汽比、断裂等现象从而产生切断物体的效果。现阶段我国的激光切割技术已经发展到船舶制造、医疗卫生、集成电板电路生产等诸多领域，对各行各业的发展与推进起到了降低成本、提高工作效率的作用。伴随着激光切割机技术越来越成熟，激光切割机床的制造技术应运而生蓬勃发展。而激光切割的特性使得操作工人在操作机床时，稍有不慎就会发生伤残事故，给自己家庭和社会带来沉重负担。所以激光切割机床的安全防护系统设计十分必要。

1.2研究背景