基于蕴葬遭灾陨耘宰的数据采集系统的研究及设计
桑志国渊德州学院实验管理中心袁山东德州圆缘猿园圆猿冤
摘要院针对蕴葬遭灾陨耘宰及酝杂孕源猿园云缘缘圆怨单片机构成的多路数据采集系统研究及设计袁分为上位机和下位机两个主要模块来进行阐述遥酝杂孕源猿园云缘缘圆怨作为前端数据采集系统进行数据采集袁采集到的电压通过串口传到上位机蕴葬遭灾陨耘宰界面遥
关键词院酝杂孕源猿园云缘缘圆怨袁单片机袁数据采集袁蕴葬遭灾陨耘宰
粤遭泽贼则葬糟贼押栽澡蚤泽责葬责藻则蚤泽葬遭燥怎贼贼澡藻则藻泽藻葬则糟澡葬灶凿凿藻泽蚤早灶燥枣皂怎造贼蚤原糟澡葬灶灶藻造凿葬贼葬葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶泽赠泽贼藻皂糟燥皂责燥泽藻凿燥枣蕴葬遭灾陨耘宰葬灶凿酝杂孕源猿园云缘缘圆怨泽蚤灶早造藻原糟澡蚤责皂蚤糟则燥糟燥皂责怎贼藻则援陨贼蚤泽凿蚤增蚤凿藻凿蚤灶贼燥贼憎燥皂葬蚤灶皂燥凿怎造藻泽押怎责责藻则糟燥皂责怎贼藻则葬灶凿造燥憎藻则糟燥皂责怎贼藻则援栽澡藻酝杂孕源猿园云缘缘圆怨蚤泽怎泽藻凿葬泽贼澡藻枣则燥灶贼原藻灶凿凿葬贼葬葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶泽赠泽贼藻皂枣燥则凿葬贼葬葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶援栽澡藻糟燥造造藻糟贼藻凿增燥造贼葬早藻蚤泽贼则葬灶泽皂蚤贼贼藻凿贼燥贼澡藻怎责责藻则糟燥皂责怎贼藻则蕴葬遭灾陨耘宰蚤灶贼藻则枣葬糟藻贼澡则燥怎早澡贼澡藻泽藻则蚤葬造责燥则贼援
运藻赠憎燥则凿泽押酝杂孕源猿园云缘缘圆怨熏泽蚤灶早造藻糟澡蚤责熏凿葬贼葬葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶熏蕴葬遭灾陨耘宰
蕴葬遭灾陨耘宰程序设计方面相对来说比较简单袁但是袁蕴葬遭鄄灾陨耘宰的使用灵活性和功能完整性也很强大遥酝杂孕源猿园云缘缘圆怨单片机多路电压数据采集系统的设计袁从结构上来看比较简单袁此类单片机工作电压区间比较低袁耗能相对较低袁内部集成了许多功能模块袁功能完整性比较强大遥结构简单的单片机系统与蕴葬遭灾陨耘宰上位机的串行通信的功能结合袁增加了系统灵活性遥同时袁又利用了酝杂孕源猿园云缘缘圆怨的超低耗功能袁降低成本袁使用简便遥另外袁虚拟仪器除了在物理形式上实现之外袁也可以实现系统内的软件尧硬件资源共享遥将两者结合的多路电压数据采集系统无论是从运行效率还是编程方式袁都展现了强大的优势遥员数据采集系统
员援员数据采集系统需求
基于蕴葬遭灾陨耘宰及单片机构成的多路电压数据采集系统研究和设计袁其中酝杂孕源猿园云缘缘圆怨单片机尧粤阅悦转换器组成的下位机数据采集系统实现采集电压的功能曰采集到的多路电压信号被发送至蕴葬遭灾陨耘宰程序功能模块进行分析和处理袁并显示数据处理的结果曰研究电平的转换遥下位机的栽栽蕴电平转换成上位机能够接收的砸杂圆猿圆电平遥首先系统进行初始化袁然后单片机通过串口进行多路数据采集袁打开粤阅悦转换器袁开始转换袁读取转换结果遥然后发送到上位机界面袁显示得到的数据处理结果遥员援圆数据采集系统方案
设计的采集系统以上位机数据显示界面和数据采集系统实物的形式呈现袁研究上位机与下位机的数据交互机制袁实现数据的交互遥
方案院在上位机与下位机之间需要研究一个电平转换袁采用酝杂孕源猿园系列单片机作为下位机采集模块袁蕴葬遭灾陨耘宰作为上位机处理模块曰两个模块之间加入电平转换模块袁采用的是悦孕圆员园圆转换芯片遥此方案编程简单且方便袁成本也相对较低袁从整体来说也比较严谨遥
系统初始设计时袁第一部分设计下位机单片机模块袁启动粤辕阅
图员设计方案流程图
转换袁得到的转换结果发送到单片机处理遥并且加入了蕴悦阅显示模块曰第二部分设计上位机蕴葬遭灾陨耘宰程序处理模块袁将采集到的结果上传到上位机显示遥设计方案的流程图如图员所示遥圆下位机采集系统设计
此次设计采用酝杂孕源猿园云缘缘圆怨蕴葬怎灶糟澡责葬凿袁酝杂孕源猿园云缘缘圆怨开发板内部集成粤辕阅转换模块袁多路电压采集系统下位机的重点在于粤辕阅转换袁所谓粤辕阅转换即指模拟量等转换为数字量遥
酝杂孕源猿园云缘缘圆怨单片机可以自定义参考电压袁此次设计的参考电压设计的是猿援猿灾遥所以本数据采集系统可采集的电压范围是园耀猿援猿灾遥
本设计是采集多路电压袁转换的方法模式是采用转换速度较快的序列通道多次转换袁提高转换速率遥在程序设计里面是用粤阅悦员圆悦韵晕杂耘匝赃猿来选择采样模式遥同时袁定义了粤阅悦员圆杂匀孕等于员袁来定义信号的来源是采样定时器遥粤阅悦酝耘酝曾存储器用来存储转换结果遥此类存储器是悦杂栽粤砸栽粤阅阅曾位定义的遥参考电压和通道是需要经过定义才能工作的袁一般是通过粤阅悦员圆酝悦栽蕴曾寄存器遥
多路电压数据采集的下位机流程图如图圆所示遥
首先执行端口初始化袁第一步便是关闭看门狗袁在酝杂孕源猿园单片机中袁主程序首先要关闭看门狗袁如果不关闭看门狗袁程序执行一段时间后袁可能会导致程序无法运行遥因为看门狗有定期重置悦孕哉的功能遥然后端口定义袁粤阅悦转换和串口通信的工作模式的初始化袁之后进入中断采集数据袁在有信号输入的时候才会进入中断袁如果没有外部电压信号的输入不会进行中段遥采集电压信号后开始转换袁转换完成之后数据被传送两个方向院一是传送到蕴悦阅显示袁二是发送到上位机蕴葬遭灾陨耘宰程序界面显示遥
在粤阅转换的过程中
图圆下位机设计流程图是进入中断进行数据测量
叶工业控制计算机曳圆园员愿年第猿员卷第员园期的袁此次多路数据采集系统的下位机设计的中断标志位采用粤阅悦员圆陨云郧寄存器设置遥酝杂孕源猿园单片机的中断可以说是非常大的一个亮点遥想要有效提高程序运行的速率袁在程序中加入中断便可实现遥酝杂孕源猿园单片机的每个片上运行后袁悦孕哉便被唤醒袁此时低功耗模式是不存在的袁中断完成后袁悦孕哉脱离唤醒模式遥此时的单片机回到低功耗状态遥
在下位机串口发送方面袁哉鄄悦粤园悦栽蕴控制寄存器来定义了时钟源袁需要通过相应的时钟源来确定波特率袁此控制寄存器的第园位是哉杂悦宰砸杂栽袁它具有软件复位的功能袁在设计中需要使它置员袁那么逻辑将会在复位状态一直保持遥第远到苑位的哉悦杂杂耘蕴袁用来选择时钟源袁时钟源选择的是粤酝悦蕴运袁那么哉悦杂杂耘蕴的状态是园员袁此时的波特率需要求出相应的分频细数来定义袁粤酝悦蕴运的频率是猿圆苑远愿匀扎遥跟据定义袁在低频时钟的情况下袁分频参数是时钟频率与波特率的比重袁此次设计的波特率是怨远园园袁因此可以得出的是分频参数是猿援源员袁所以袁哉悦粤园月砸园等于猿遥猿显示界面上位机设计猿援员上位机蕴葬遭灾陨耘宰设计
此次多路电压数据采集系统的上位机蕴葬遭灾陨耘宰程序流程图如图猿所示遥
上位机的部分袁首先设计了单路
图猿蕴葬遭灾陨耘宰设计流程图
的电压数据采集系统袁其程序框图如图源所示遥
图源单路数据采集程序框图
上位机蕴葬遭灾陨耘宰的设计首先是配置串口参数袁参数的配置与下位机端要保持一致袁参数配置完成后要进入憎澡蚤造藻循环中的灾陨杂粤砸耘粤阅袁读取从下位机传来的数据遥单路数据采集就是直接显示电压遥加入憎澡蚤造藻循环的目的是使程序可以一直运行袁而且是直接只运行读取缓冲区数据部分袁不用每次都配置串口参数袁提高了程序运行速率遥猿援圆栽栽陨与砸杂圆猿圆电平转换
酝杂孕源猿园单片机输出的蕴电平与上位机接收的电平不是同一种袁分别为栽栽蕴和砸杂圆猿圆遥所以上位机与下位机之间需要进行转换袁员缘灾耀缘灾指的是砸杂圆猿圆电平逻辑员时的状态袁而逻辑园的话袁是在垣缘灾耀垣员缘灾袁而栽栽蕴电平逻辑园在园耀园援愿灾之间袁逻辑员在圆援源灾耀缘灾之间袁所以在栽栽蕴电平与砸杂圆猿圆之间袁需要进行正负逻辑的转换遥在此次设计中选用的是主要由悦孕圆员园圆转换芯片构成的转换模块遥同时里面也集成了酝粤载圆源愿缘和酝粤载圆猿圆通信芯片遥悦孕圆员园圆是一种品质较好袁工作比较稳定的且性能强大的转换芯片遥整个转换模块体积小袁便于移动遥
此次设计用酝杂孕源猿园云缘缘圆怨专门用于串口发送的孕猿援猿口与
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砸载引脚连接遥如图缘所示遥悦孕圆员园圆的砸载引脚专门用来接收栽栽蕴电平遥悦孕圆员园圆的另一端与电脑相连袁打开上位机蕴葬遭灾陨耘宰程序袁串口信息配置好之后袁便可以显示采集的电压数据遥
图缘悦孕圆员园圆连接
源多路电压数据采集系统测试
为了便于系统能够成功采集数据袁采集的电压采取就近原则袁直接采集单片机管脚电压袁此次测试三次电压分别为院猿援猿灾电源管脚电压尧普通管脚电压渊员援苑愿灾冤以及郧晕阅管脚电压渊园灾冤遥
由于误差作用袁系统不能准确测到猿援猿灾袁以及猿援猿灾会对旁边线路产生影响袁所以第二路电压信号会从员援苑愿灾拉高到圆援苑远灾袁第三路接地袁所以是园援园园灾遥
除去显示结果以外袁增加了波形显示袁使采集到的电压变化变得一目了然遥此外加入了串口工作灯指示袁在串口正常工作的情况下袁串口灯是绿色袁在串口工作异常的情况下袁串口灯是红色遥
此时上位机前面板的显示结果如图远所示院
图远上位机界面一
图苑上位机界面二
图愿波形显示
渊下转第苑远页冤
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淬火信息进行消除溢出点尧排序等预处理遥
路径规划模块将目标轨迹提取模块所获得的机器人不能识别的感应淬火信息渊坐标值与法向量冤转换为机器人可识别的末端位姿信息遥在此模块中对机器人及其工作环境三维模型建立数学模型袁完成模具倒角感应淬火机器人逆运动学求解与离线路径规划遥
路径仿真模块是将机器人路径规划结果以三维动画形式展示感应淬火机器人工作过程袁由操作人员判断程序中的机器人运动以及工艺的合理性遥
代码生成模块和通讯模块具有文件生成和与机器人进行远程通信的功能袁代码生成模块根据目标轨迹提取模块与路径规划模块处理后信息数据结合机器人语言的输出格式生成完整的机器人控制文件渊援造泽冤袁通讯模块与机器人控制柜进行通信袁实现文件的上传尧下载尧信息反馈等操作遥
圆模具倒角感应淬火机器人离线编程软件开发平台
选择杂蚤藻皂藻灶泽孕蕴酝杂燥枣贼憎葬则藻的晕载作为系统的开发平台袁晕载基于完全的实体复合建模尧特征建模尧装配建模技术袁是目前应用最为广泛的软件之一遥晕载燥责藻灶是晕载提供的二次开发编程语言工具集袁它封装了近圆园园园个接口函数袁支持悦尧悦垣垣尧允葬增葬等主流高级语言遥利用灾蚤泽怎葬造悦垣垣集成环境进行晕载二次开发的流程如图猿所示遥
汽车覆盖件模具倒角感应淬火机器人离线编程软件研发
图源模具倒角感应淬火机器人离线编程软件运行情况
源结束语
本文从模具倒角感应淬火机器人离线编程软件开发的角度袁针对附加直线导轨的工业机器人的硬件设备及感应淬火工艺的需求袁设计配套的模具倒角感应淬火机器人离线编程软件功能模块袁并利用晕载提供的二次开发技术袁完成了模具倒角感应淬火机器人离线编程软的开发遥经实践证明袁该专用机器人离线编程软件效率高尧精度可靠尧加工质量稳定袁可以有效完成汽车覆盖件模具感应淬火要求遥
参考文献
咱员暂杨行玉援汽车车身铸铁模具材料及模具表面感应淬火工艺的研究咱阅暂援咱圆暂赵燕伟袁余智胜袁陈建援基于哉郧加工信息的汽车轮毂机器人喷漆离咱猿暂陈志祥袁黄勇袁殷树言袁等援弧焊机器人离线编程系统分析与设计咱允暂援咱源暂孕藻凿则燥晕藻贼燥熏晕怎灶燥酝藻灶凿藻泽援阅蚤则藻糟贼燥枣枣原造蚤灶藻则燥遭燥贼责则燥早则葬皂皂蚤灶早
增蚤葬葬糟燥皂皂燥灶悦粤阅责葬糟噪葬早藻咱允暂援砸燥遭燥贼蚤糟泽驭粤怎贼燥灶燥皂燥怎泽咱缘暂黎润伟援面向复杂曲面加工的工业机器人离线编程系统研究咱阅暂援广
图猿
晕载二次开发流程图
咱远暂蕴蚤灶云藻灶早赠怎灶熏蕴增栽蚤葬灶泽澡藻灶早援阅藻增藻造燥责皂藻灶贼燥枣葬则燥遭燥贼泽赠泽贼藻皂
枣燥则糟燥皂责造藻曾泽怎则枣葬糟藻泽责燥造蚤泽澡蚤灶早遭葬泽藻凿燥灶悦蕴凿葬贼葬咱允暂援陨灶贼藻则灶葬鄄穴怨原员园雪押员员猿圆原员员猿苑
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咱收稿日期院圆园员愿援缘援愿暂
州院华南理工大学袁圆园员源杂赠泽贼藻皂泽熏圆园员猿熏远员穴愿雪押愿怨远原怨员园机械工程学报袁圆园园员袁猿渊员园冤院员园源原员园远
线编程咱允暂援制造业自动化袁圆园员猿袁猿缘渊员员冤院缘园原缘猿上海院上海大学袁圆园园缘
猿模具倒角感应淬火机器人离线编程软件的实现
在晕载环境中运行模具倒角感应淬火机器人离线编程软件袁如图源所示袁通过人机交互界面完成感应淬火目标轨迹的提取与机器人各关节的路径规划并生成机器人控制程序渊蕴杂文件冤袁经由仿真软件仿真调试袁再通过云栽孕通讯模块将机器人程序传输到机器人控制柜袁最后通过示教器调用此文件即可运行程序遥
渊上接第远怨页冤
改变某一路电压后袁把第三路采集电压的管脚从接地端拔了下来袁悬空时的电压是员援苑愿灾袁同样会被猿援猿灾的电压拉高袁电压的变化直接在上位机界面呈现出来袁直观明了袁如图苑所示遥
波形显示的坐标是可以自动变换的袁根据数据的大小智能变换袁改变采集管脚的电压后袁如图愿所示遥缘结束语
基于酝杂孕源猿园云缘缘圆怨和蕴葬遭灾陨耘宰进行多路电压数据采集系统袁实际应用的结果袁下位机与上位机的通信功能正常袁操作也非常简单方便袁完成了设计之初的要求袁可以实现的功能有院淤采集三路园灾耀猿援猿灾的电压曰于采集到的电压在蕴悦阅屏显示曰盂采集到的电压上传至蕴葬遭灾陨耘宰上位机数据采集编写模块显示曰榆上位机蕴葬遭灾陨耘宰界面显示电压数据及电压波形遥
研究并实现了酝杂孕源猿园云缘缘圆怨单片机的数据采集及处理尧粤阅悦转换尧栽栽蕴电平转砸杂圆猿圆电平尧上位机与下位机之间的串口通信遥同时袁此次设计也存在些许不足院淤只能采集三路数据曰于不能调取历史采集数据遥
咱员暂陈美玉援基于单片机及蕴葬遭灾陨耘宰的多路数据采集系统设计咱允暂援企业咱猿暂段新燕援单片机液晶显示系统的设计咱允暂援电子科技袁圆园员圆袁圆缘渊愿冤院员猿
咱允暂援电子测试袁圆园员员渊员园冤院猿缘原猿愿
咱圆暂王克胜援系统软件设计及控制分析咱允暂援科技与企业袁圆园员猿渊源冤院愿员原愿员咱源暂周丽袁裴东兴援基于酝杂孕源猿园单片机的超低功耗温度采集系统设计
咱收稿日期院圆园员愿援苑援怨暂
技术开发袁圆园员苑袁猿远渊员冤院远怨原苑员
参考文献
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