基于STM32与LabVIEW平台的车用带轮多参数检测仪的研制

发布时间：2021-08-14 07:58

近年来,汽车行业快速发展,对车用带轮零件的需求增长迅速,同时汽车制造商对带轮工件的良品率要求极高,要求对生产的带轮产品严格检验。但是现在带轮制造企业依然采用多个工位,借助通用量具检验合格情况,效率低,测量误差较大。因此,研发一种高精度自动化检测设备代替人工检验显得十分重要。根据企业实际需求,针对带轮工件的多个参数,在研究总结现阶段使用通用量具测量方法后,研究了一种带轮多参数检测系统。其中,以STM32为核心的下位机系统实现数据采集任务,上位机采用LabVIEW开发平台开发了对下位机采集的数据进行处理和用户界面的程序。系统采用比较测量法将工件测量值与标准件相比较,再结合公差范围判断工件是否合格。根据测量原理设计了机械结构,针对所需功能完成了硬件电路的设计,包括USB通讯电路、数据采集电路、电机驱动电路等。软件部分主要研究了数据采集、USB数据传输、数据分析、人机交互界面显示等功能,研究了对各参数采样数据的处理算法。最后对系统进行了调试,验证了所设计的功能。实际测试表明,系统运行稳定,重复性好,测量过程中无需人工干预,效率高。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP274

文章目录

致谢

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 带轮检测的发展概况

1.2.1 制造企业带轮检测现状

1.2.2 市场上带轮检测设备

1.2.3 现行检测工具的缺点

1.3 数据采集技术的发展和应用

1.4 论文研究内容及各章节安排

第二章系统设计方案

2.1 总体设计方案

2.2 检测方案设计

2.2.1 测量原理

2.2.2 传感器选型

2.3 机械结构设计

2.3.1 推动结构的设计

2.3.2 气路结构的设计

2.4 电路方案设计

2.4.1 ADC(模数转换器)电路方案的设计

2.4.2 本设计ADC芯片的选择

2.5 本章小结

第三章基于STM32的控制和采集电路设计

3.1 硬件总体设计

3.2 主控电路的设计

3.3 电源模块的设计

3.4 电磁阀驱动电路的设计

3.5 磁性开关检测电路设计

3.6 电机驱动电路设计

3.6.1 电机接口电路设计

3.6.2 电机驱动器介绍

3.6.3 PWM频率计算

3.7 A/D采样电路设计

3.7.1 AD7606简介

3.7.2 AD7606电路设计

3.8 与上位机数据通信电路设计

3.9 串口调试电路设计

3.10 电路板的可靠性设计

3.11 本章小结

第四章系统软件程序设计

4.1 软件开发整体设计

4.2 STM32程序设计

4.2.1 STM32测量程序设计

4.2.2 PWM控制程序设计

4.2.3 信号采集程序设计

4.2.4 USB驱动程序设计

4.3 LabVIEW上位机程序设计

4.3.1 软件架构选择

4.3.2 数据通信模块设计

4.3.3 数据存储模块设计

4.4 数据算法处理

4.4.1 外径偏差计算

4.4.2 内径偏差计算

4.4.3 圆柱度计算

4.4.4 高度偏差计算

4.4.5 垂直度计算

4.4.6 外圆径向跳动计算

4.4.7 平行度计算

4.5 本章小结

第五章系统测试与分析

5.1 脉冲波形调试

5.2 USB通信验证

5.3 系统测量验证

5.4 重复性测试

5.5 设备检测与三坐标测量对比

5.6 试验中出现的问题及分析

5.7 设备实物图

5.8 本章小结

第六章总结与展望

6.1 本文研究总结

6.2 后续研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

【参考文献】