关节类坐标测量机数据处理系统的设计

发布时间：2017-09-07 00:01

  本文关键词：关节类坐标测量机数据处理系统的设计

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【摘要】：本论文研究的对象平行双关节三坐标测量机是一种近年来发展起来的三坐标测量机,这种测量机属于非正交坐标测量范畴,具有造价低、运动灵活、测量空间开阔、适合现场测量等优点。平行双关节坐标测量机数据处理系统设计的主要目的是为测量机提供一套准确、成本低廉、高速的电路系统,能够完成对光栅信号的采集及后期的处理,能够实现与上位机之间的通信。本次设计主要做了以下几项工作：(1)设计平行双关节坐标测量机力反馈系统来控制电机随动。通过拉压力传感器和伺服驱动器来控制电机的随动,平行双关节坐标测量机力反馈系统可以提高坐标测量机的可操作性,降低测头机构运动时对测量机精度的影响。(2)以FPGA技术为基础设计光栅信号采集的硬件电路,包括各功能模块的核心器件的选型、电路设计,主要包括光栅信号预处理电路和通信电路的设计。(3)在完成硬件电路调试的基础上对处理系统软件进行设计,包括FPGA对光栅信号的采集、处理,及与上位机的通信。这里主要是固件的开发,即利用Verilog HDL语言编写程序实现电路的功能。(4)上位机软件的设计,将下位机传送过来的光栅信号进一步处理,并在上位机中利用Labview软件编写程序使采集的信号转化为更直观的数据并显示出来,将得到的数据存储起来,并且能够在上位机软件中完成一些几何量计算。(5)实验论证所设计的数据处理系统的可行性及可靠性。
【关键词】：平行双关节坐标测量机 数据处理系统 力反馈系统 FPGA 上位机软件
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH721
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 引言14
• 1.2 课题研究的背景14-18
• 1.2.1 坐标测量机的发展历程14-15
• 1.2.2 关节式坐标测量机发展的国内外概况15-16
• 1.2.3 平行双关节坐标测量机的发展16-18
• 1.2.4 坐标测量机数据处理系统的研究18
• 1.3 课题研究的目的及意义18-19
• 1.4 课题的来源及主要研究内容19-21
• 第二章 平行双关节坐标测量机力反馈系统的设计21-27
• 2.1 力反馈随动系统的整体设计21
• 2.2 力反馈随动系统的硬件设计21-24
• 2.2.1 拉压力传感器及变送装置21-22
• 2.2.2 模数(A/D)转换模块22-23
• 2.2.3 主控模块23-24
• 2.2.4 执行机构及驱动器24
• 2.3 力反馈随动系统的软件设计24-26
• 2.3.1 系统软件组成及流程24-25
• 2.3.2 数据采集、滤波及判断程序25-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 数据处理系统的设计27-41
• 3.1 系统组成及工作原理27-28
• 3.2 系统的硬件设计28-31
• 3.2.1 光栅传感器选取28
• 3.2.2 信号预处理电路28-30
• 3.2.3 通信模块设计30
• 3.2.4 FPGA模块30-31
• 3.3 系统的软件设计31-40
• 3.3.1 细分辨向模块31-34
• 3.3.2 可逆计数器模块34-37
• 3.3.3 USB转串口通信模块37-40
• 3.4 小结40-41
• 第四章 上位机软件的设计41-46
• 4.1 LabVIEW软件的介绍41
• 4.2 软件的设计流程41-45
• 4.2.1 信号接收部分的设计42-43
• 4.2.2 数制转换部分的设计43
• 4.2.3 坐标计算部分的设计43-45
• 4.3 小结45-46
• 第五章 实验验证46-52
• 5.1 系统的搭建46
• 5.2 实验过程46-48
• 5.3 实验数据处理48-51
• 5.3.1 数据处理原理48-49
• 5.3.2 数据处理49-51
• 5.4 小结51-52
• 第六章 总结与展望52-54
• 6.1 总结52
• 6.2 展望52-54
• 参考文献54-57
• 附录157-60
• 附录260-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文62

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本文编号：806208