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一种全自动割管机的研制

作　者: 陈波扬
导　师: 魏燕定
学　校: 浙江大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 钢管切割机 μCOS-Ⅱ 驱动
分类号: TG48
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 109次
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内容摘要

本论文结合我国钢管零件生产行业缺乏适合大批量生产的自动化定长切割设备的现状,利用计算机控制技术、传感器技术,研制了一种全自动割管机,并即将在某千斤顶厂家投入使用。本项目的开展,有助于提高钢管零件的自动化生产水平,降低工人劳动强度,增强企业的竞争力。论文主要章节的内容概述如下：第一章首先论述了研制全自动割管机的必要性,在了解和掌握国内外切割机的发展状况和优缺点的基础上,介绍了割管机中关键的定位方法和现场控制器,提出了我们要设计的割管机的特点,并结合企业实际情况,明确了设计要求与技术指标。第二章提出了割管机的系统结构设计方案,对其中的关键装置：上料装置、夹紧定位装置、进给装置以及切割装置进行了详尽分析与设计。在此基础上,合理设计了切割工艺流程,解决了钢管尾料切割问题。第三章阐述了以微控制器为核心的割管机下位机系统硬件设计方案,下位机硬件设计包括信号检测电路、显示电路、串口通信电路等多个模块。设计方案中采用多种抗干扰措施,使系统具备较好的抗干扰性和可靠性。第四章研究了嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ在微控制器MC9S12XDT512上的移植过程和方法,并给出了测试实例,证明了移植的有效性。第五章设计基于uC/OS-Ⅱ操作系统的下位机软件,详细设计了驱动程序、中断程序以及应用程序。其中驱动程序为应用程序提供串口通信接口和显示驱动接口,中断程序处理系统有特殊要求的任务,而应用程序则具体实现应用功能。设计的同时,注重提高软件的可靠性和维护的方便性。第六章根据以上研究内容,测试系统功能和实际性能。第七章是总结与展望,主要总结了本论文的主要工作,并对将来的工作做了展望。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-21
  1.1 引言  11-12
  1.2 论文的研究背景及意义  12-19
    1.2.1 国内外切割机发展状况  12-14
    1.2.2 定位方法研究  14-16
    1.2.3 工业现场控制器概述  16-18
    1.2.4 论文的研究意义  18-19
  1.3 论文的研究要求和内容  19-21
    1.3.1 本课题的研究要求  19
    1.3.2 本课题的研究内容  19-21
2 割管机系统结构设计  21-31
  2.1 系统结构方案设计  21-22
    2.1.1 系统结构设计要求  21
    2.1.2 系统结构总体设计  21-22
  2.2 关键装置设计  22-26
    2.2.1 上料装置设计  22-24
    2.2.2 夹紧定位装置设计  24
    2.2.3 进给装置设计  24-25
    2.2.4 切割装置设计  25-26
  2.3 切割工艺流程设计  26-30
    2.3.1 上料工序  27
    2.3.2 切料头工序  27-28
    2.3.3 加工零件工序  28-29
    2.3.4 切料尾工序  29-30
  2.4 本章小结  30-31
3 割管机测控系统硬件设计  31-43
  3.1 测控系统硬件设计总体设计方案  31-33
    3.1.1 测控系统硬件设计要求  31
    3.1.2 测控系统硬件总体设计  31-33
  3.2 控制系统硬件电路详细设计  33-40
    3.2.1 开关信号处理电路设计  33-34
    3.2.2 模拟信号处理电路设计  34-35
    3.2.3 位移检测电路设计  35-37
    3.2.4 显示电路设计  37-39
    3.2.5 串口通讯电路设计  39-40
  3.3 控制系统硬件抗干扰设计  40-41
  3.4 本章小结  41-43
4 割管机测控系统下位机操作系统移植  43-57
  4.1 引入嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ的意义  43-47
    4.1.1 引入嵌入式操作系统的意义  43
    4.1.2 嵌入式操作系统的选型  43-44
    4.1.3 uC/OS-Ⅱ系统概述  44-47
  4.2 uC/OS-Ⅱ的具体移植过程  47-55
    4.2.1 根据应用配置内核大小和功能  49-50
    4.2.2 修改OS_CPU.H文件  50-51
    4.2.3 编写OS_CPU.C文件  51-55
  4.3 移植后系统测试  55-56
  4.4 本章小结  56-57
5 割管机测控系统下位机软件设计  57-71
  5.1 测控系统下位机应用软件总体设计方案  57-58
    5.1.1 下位机软件设计要求  57
    5.1.2 下位机软件总体设计  57-58
  5.2 驱动程序设计  58-63
    5.2.1 串口驱动设计  58-61
    5.2.2 显示驱动设计  61-63
  5.3 中断程序设计  63-66
    5.3.1 外部中断程序设计  63-65
    5.3.2 串口中断程序设计  65-66
  5.4 应用程序设计  66-69
  5.5 软件抗干扰设计  69-70
  5.6 本章小结  70-71
6 系统测试及结果分析  71-77
  6.1 系统测试  71-75
    6.1.1 功能测试  71-74
    6.1.2 性能测试  74-75
  6.2 结果分析  75
  6.3 本章小结  75-77
7 总结与展望  77-79
  7.1 总结  77-78
  7.2 展望  78-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间所发表的科研成果  83

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