本文關(guān)鍵詞：基于ARM的剖竹機(jī)控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：剖竹機(jī)是一種將竹筒剖分成同規(guī)格瓦狀竹條的專用設(shè)備,應(yīng)用于毛竹初加工工序中。傳統(tǒng)剖竹機(jī)是完全基于機(jī)械構(gòu)造和原理設(shè)計(jì)的,只能依靠手動(dòng)上料、選刀、剖竹等。當(dāng)手動(dòng)放置毛竹于剖竹臺上時(shí),推板前進(jìn)剖竹而操作人員未及時(shí)離開,則容易使人受傷。低自動(dòng)化程度的傳統(tǒng)剖竹機(jī)需要更多人力資源,故剖竹的成本也在提高。因此提高剖竹的自動(dòng)化水平并降低機(jī)器成本是本文研究的主要目的�；谝陨系哪康�,本文設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)剖竹的系統(tǒng)方案,包括上料和推板后退階段、選刀及對心階段、剖竹階段。在此系統(tǒng)基礎(chǔ)上,從軟硬件以及人機(jī)界面設(shè)計(jì)等方面介紹,同時(shí)就自動(dòng)對心運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了研究探討。硬件方面:本文以STM32F103VET6為主控芯片設(shè)計(jì)主控電路,刀盤位置檢測電路,直徑檢測裝置通信電路,刀盤定位電路,推板對心電路,開關(guān)量測控電路。軟件方面:為了減少單任務(wù)運(yùn)行的延時(shí),本文采用基于u C/OS-II的多任務(wù)操作系統(tǒng),開發(fā)設(shè)計(jì)了剖竹機(jī)相關(guān)應(yīng)用任務(wù),根據(jù)剖竹機(jī)工作流程,設(shè)計(jì)了七個(gè)應(yīng)用任務(wù):觸摸屏任務(wù)、按鍵任務(wù)、上料任務(wù)、推板任務(wù)、對心任務(wù)、剖竹任務(wù)。人機(jī)界面:本文采用DGUS觸摸屏對剖竹機(jī)進(jìn)行監(jiān)控,即通過全雙工通信方式將按鍵指令和剖竹參數(shù)發(fā)送給主控制器,同時(shí)主控制器將剖竹機(jī)的運(yùn)動(dòng)信息實(shí)時(shí)上傳給觸摸屏。為此在DGUS觸摸屏上設(shè)計(jì)了自動(dòng)剖竹的監(jiān)控界面。為了對機(jī)器進(jìn)行監(jiān)管,在觸摸屏上進(jìn)行密碼登陸的程序設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)剖竹機(jī)采用人工對心,造成對心不準(zhǔn)確,為了改善這個(gè)問題,本文著重探究剖竹刀盤、竹筒和推板對心滑塊三個(gè)中心的自動(dòng)對齊運(yùn)動(dòng)。主要研究刀盤的定位運(yùn)動(dòng):采集整理前期剖竹現(xiàn)場試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù),分析刀片數(shù)與毛竹直徑的關(guān)系,設(shè)計(jì)自動(dòng)選刀;分析合理的刀盤結(jié)構(gòu),探討刀盤定位的策略,實(shí)現(xiàn)刀盤高效率定位。此外結(jié)合旋轉(zhuǎn)編碼器檢測刀盤位置和推板對心滑塊定位運(yùn)動(dòng)兩個(gè)部分,提高對心的精度。最后在實(shí)驗(yàn)室條件下,模擬剖竹機(jī)的運(yùn)行,對軟硬件及人機(jī)界面進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。
【關(guān)鍵詞】：剖竹機(jī) DGUS觸摸屏 uC/OS-II 對心運(yùn)動(dòng) 刀盤
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TS64;TP273
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 國內(nèi)外剖竹機(jī)研究概況10-11
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容11
• 1.4 本文主要工作11-13
• 第二章 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案13-19
• 2.1 剖竹機(jī)系統(tǒng)工作的過程13-14
• 2.2 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)14-16
• 2.3 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件總體方案設(shè)計(jì)16-18
• 2.3.1 剖竹機(jī)嵌入式控制器軟硬件要求16
• 2.3.2 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì)16-17
• 2.3.3 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第三章 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)19-32
• 3.1 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)主控電路的設(shè)計(jì)19-20
• 3.2 JTAG接口電路20-21
• 3.3 電源電路的設(shè)計(jì)21-22
• 3.4 DGUS觸摸屏接口電路22-23
• 3.5 直徑檢測裝置通信電路23
• 3.6 刀盤位置檢測電路設(shè)計(jì)23-25
• 3.6.1 旋轉(zhuǎn)編碼器選型24
• 3.6.2 刀盤位置檢測電路24-25
• 3.7 開關(guān)量輸入與輸出電路25-27
• 3.7.1 開關(guān)量輸入電路25-26
• 3.7.2 開關(guān)量輸出電路26-27
• 3.8 刀盤定位和推板對心滑塊定位電路27-28
• 3.9 存儲電路的設(shè)計(jì)28-29
• 3.9.1 剖竹參數(shù)存儲電路28-29
• 3.9.2 竹片總量存儲電路29
• 3.10 剖竹機(jī)控制板的設(shè)計(jì)29-31
• 3.10.1 剖竹機(jī)控制板制板過程29-30
• 3.10.2 剖竹機(jī)控制板制板總結(jié)30-31
• 3.11 本章小結(jié)31-32
• 第四章 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)對心運(yùn)動(dòng)研究32-41
• 4.1 刀盤定位運(yùn)動(dòng)32-39
• 4.1.1 毛竹直徑與刀盤刀數(shù)的關(guān)系32-34
• 4.1.2 刀盤選刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-35
• 4.1.3 步進(jìn)電機(jī)選刀定位的策略35-37
• 4.1.4 刀盤位置檢測37-39
• 4.2 推板對心滑塊定位運(yùn)動(dòng)39-40
• 4.3 本章小結(jié)40-41
• 第五章 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)41-56
• 5.1 uC/OS-II概述41
• 5.2 開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具41-42
• 5.2.1 開發(fā)環(huán)境41-42
• 5.2.2 開發(fā)工具42
• 5.3 剖竹機(jī)系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)42-44
• 5.4 剖竹機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)44-50
• 5.4.1 剖竹機(jī)系統(tǒng)起始任務(wù)設(shè)計(jì)44-46
• 5.4.2 剖竹機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用任務(wù)設(shè)計(jì)46-50
• 5.5 剖竹機(jī)系統(tǒng)中斷程序設(shè)計(jì)50-55
• 5.5.1 串口中斷52-54
• 5.5.2 外部中斷和RTC中斷54-55
• 5.6 本章小結(jié)55-56
• 第六章 剖竹機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)56-71
• 6.1 剖竹機(jī)人機(jī)界面設(shè)計(jì)56-65
• 6.1.1 剖竹機(jī)人機(jī)界面選型56
• 6.1.2 人機(jī)界面的圖像制作56-58
• 6.1.3 DGUS觸摸屏配置軟件58-61
• 6.1.4 DWIN OS用戶程序設(shè)計(jì)61-65
• 6.2 剖竹機(jī)主要人機(jī)界面65-69
• 6.2.1 剖竹機(jī)密碼登陸頁面65-67
• 6.2.2 剖竹機(jī)監(jiān)控自動(dòng)控制頁面67-69
• 6.2.3 剖竹機(jī)選刀數(shù)據(jù)頁面69
• 6.3 DGUS觸摸屏串口通信69-70
• 6.4 本章小結(jié)70-71
• 第七章 系統(tǒng)模擬和調(diào)試71-73
• 7.1 實(shí)驗(yàn)室調(diào)試71-72
• 7.2 本章小結(jié)72-73
• 第八章 總結(jié)與展望73-75
• 8.1 總結(jié)73
• 8.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 附錄 1：剖竹機(jī)控制系統(tǒng)各部分的電路原理圖77-82
• 附錄 2：剖竹機(jī)控制系統(tǒng)PCB板設(shè)計(jì)圖82-83
• 附錄 3：未焊接的兩版PCB板實(shí)物圖83-84
• 附錄 4: 焊接后的兩版PCB板實(shí)物圖84-85
• 附錄 5: 實(shí)驗(yàn)室調(diào)試圖85-86
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果86-87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：596970