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《關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究姓名：凌清平申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：測試計(jì)量技術(shù)及儀器指導(dǎo)教師：劉書桂20090601摘要本文的研究對(duì)象是以單片機(jī)和CPLD為核心的關(guān)節(jié)臂式柔性三坐標(biāo)測量機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。測量機(jī)采用高精度的角度傳感器測量各個(gè)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度，再根據(jù)桿件長度，通過系統(tǒng)模型方程得出測頭的中心坐標(biāo)，具有結(jié)構(gòu)簡單、量程大、體積小、價(jià)格低廉、安裝方便、易于操作、可在線使用、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要對(duì)硬件和軟件進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，并在最后經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。在充分分析了傳統(tǒng)關(guān)節(jié)臂數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的缺點(diǎn)后，提
2、出了精度更高、成本更低的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；可編程邏輯器件(CPLD)與單片機(jī)的結(jié)合，使得系統(tǒng)更具柔性化；C語言與VerilogHDL語言的結(jié)合使得系統(tǒng)調(diào)試靈活，方便整個(gè)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)證明，本系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確完成測量機(jī)的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。本論文研究的課題是國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)是50475116，主要工作包括以下幾個(gè)方面：l、參照了國內(nèi)外的設(shè)計(jì)，根據(jù)測量機(jī)整體要求，確定了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體方案；．2、為了滿足系統(tǒng)的速度、精度及可靠性要求，選取AVR單片機(jī)和CPLD作為硬件核心，對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)；3、繪制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)PCB板
3、，并對(duì)焊接后的電路進(jìn)行了調(diào)試，經(jīng)過兩次改版，順利完成了系統(tǒng)要求的調(diào)試任務(wù)；4、在Quartus環(huán)境下，采用VerilogHDL語言對(duì)CPLD編程，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的差分處理、4細(xì)分、辨向、可逆計(jì)數(shù)、鎖存等功能；5、在ICCAVR環(huán)境下，對(duì)AVR單片機(jī)編程，實(shí)現(xiàn)了各電路板間的多機(jī)通信、讀取并發(fā)送CPLD數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示等功能；6、在實(shí)驗(yàn)室仿真條件下，利用CPLD模擬的A、B、Z信號(hào)，對(duì)計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性、同步鎖存性、辨向可逆計(jì)數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)證明，系統(tǒng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求；7、在現(xiàn)場環(huán)境下對(duì)底部關(guān)節(jié)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性、同步鎖存性和辨向可逆計(jì)
4、數(shù)，并對(duì)對(duì)徑讀數(shù)的必要性進(jìn)行了驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)臂，坐標(biāo)測量機(jī)，同步鎖存，對(duì)徑讀數(shù)，實(shí)時(shí)顯示，數(shù)據(jù)采集ABSTRACTThestudyobjectofthispaperisthearticulatedalm—cmm’sdataacquisitionsystem．MCUandCPLDareusedasthecoreofthissystem．High—precisionanglesensorsareusedtomeasuretherotationangleineachjoint．Thepoles’lengtharefixed．Thecenter
5、coordinatesoftheprobecanbegottenaccordingtothesystemmodelequations．Themachineearnstheadvantagessuchassimplestructure，largescale，smallsize，lowcost，easyforinstallation，easyforoperation，availableonlineusing，easyforcarryingandSOon．Thehardwareandsoftwareofthisdataacquisitionsys
6、temaremainlyanalyzedanddesigned．Thecorrectnessofthesystemisverifiedbytheexperimentinthelastpartofthispaper．Inafullanalysisofshortcomingsofthetraditionalarticulatedarm’sdataacquisitionsystem，thehigherprecision，lowercostdataacquisitionsystemareproposed；Thesystembecomesmorefl
7、exiblebecauseofthecombinationoftheProgrammableLogicDevice(CPLD)andthesingle—chipMCU；ThesystemdebuggingbecomesmoreflexibleasthecombinationofCLanguageandVerilogHDLlanguage，whichfacilitatestheexpansionoftheentiresystem．Accordingtotheexperiments，thedatacollectiontaskcanbecompl
8、etedaccuratelyThestudyofthispaperissupportedbytheNationalNaturalScienceFundProject，thepro
