新型鞋楦数字化高速扫描机测控伺服系统研制 ——鞋楦数字化高速扫描机软件、硬件研制

论文摘要

本文以目前我国制鞋业迫切需要的鞋楦数字化扫描机的测控系统为研究对象，在充分考察分析目前国内外最先进同类设备，并根据合作厂家的实际需求进一步优化的基础上，提出一种新型的鞋楦数字化高速扫描机理论，并制造出了实物样机。该机在测试中不仅表现出性能稳定可靠、抗干扰能力强，而且性能指标达到国外进口产品水平。特别是在不丢点扫描速度方面（达45rev/min），已大大超过目前进口最先进的意大利纽拉斯特公司的同类产品（23rev/min），整机重量只有200公斤不到，是进口产品的1/5以下，国内产品的1/7以下，成本价格只有其40％不到，具有极强的竞争力。本文第一章首先根据今年世界鞋业博览会上的最新情况介绍了目前国际上鞋楦数字化加工设备发展的趋势和特点，分析了目前国内外同类产品的优点，简要阐述了本课题的内容，创新点、目标及意义。本文第二章介绍了鞋楦数字化扫描机的测量原理、坐标系以及类型的选择。本文第三章详细介绍了本课题的硬件设计方案,深入探讨了鞋楦数字化扫描机在高速扫描时丢点现象的原因，并针对此原因提出了一种用CPLD设计的带“FIFO”缓存的编码脉冲信号接收电路的解决方案，实际测试证明了本方案的可行性。本文第四章详细阐述了基于开放式数控的软件系统设计要解决的三大问题。首先从实时性、稳定性、可靠性、成本几个方面全面分析了本课题操作系统的科学选择。其次是编程环境的选择。最后是应用软件的编程。详细介绍了各个应用程序模块，特别详细阐述了对系统健壮性和实时性影响较大的“内存泄漏”和“多线程”问题。因为这是数控系统软件开发成功并长期可靠运行的一个关键。最后，样机的试验结果表明，与国外某著名厂家和国内厂家的性能参数进行了对比，本设计和本样机具有很多优越性。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 鞋楦数字化加工的现状和发展
• 1.1.1 国外鞋楦数字化加工的现状
• 1.1.2 国内鞋楦数字化加工的现状
• 1.1.3 发展趋势
• 1.2 本课题的内容及意义
• 1.2.1 本课题的内容及其创新点
• 1.2.2 本课题的具体任务和设计目标
• 1.2.3 本课题的意义
• 第二章 鞋楦数字化数据扫描的基本原理、性能要求及方案
• 2.1 鞋楦测量原理和坐标系
• 2.2 鞋楦数字化扫描机类型和设计选择
• 2.3 鞋楦高速数字化扫描机对测控系统的要求
• 2.4 鞋楦数字化数据扫描机测控硬件设计方案及其比较
• 2.5 鞋楦数字化数据扫描机测控软件设计方案及其比较
• 第三章 鞋楦数字化扫描机伺服测控系统的硬件设计
• 3.1 本鞋楦高速数字化扫描机的结构
• 3.2 测量伺服控制系统硬件总体设计原理
• 3.3 基于CPLD的硬件设计
• 3.3.1 CPLD芯片FLEX10K10 概述
• 3.3.2 光电编码器正交脉冲信号接收、倍频电路的CPLD设计
• 3.3.3 FIFO缓存和编码器脉冲计数处理电路的CPLD设计
• 3.3.4 电路的MAX－plusII软件波形仿真
• 3.3.5 提高系统可靠性和抗干扰性的措施
• 第四章 鞋楦扫描机伺服测控系统的软件设计
• 4.1 鞋楦高速数字化扫描机操作系统方案选择
• 4.1.1 应用于工业控制领域的操作系统性能要求
• 4.1.2 硬实时操作系统和软实时操作系统
• 4.1.3 目前常用的操作系统
• 4.1.4 对操作系统进行比较选择
• 4.1.5 选择结果
• 4.2 鞋楦高速数字化扫描机编程环境的选择方案
• 4.2.1 传统程序设计方法
• 4.2.2 面向对象设计和程序设计语言的发展
• 4.2.3 面向对象程序设计方法的重要特点
• 4.2.4 可供选择的几种流行的面向对象的开发工具
• 4.2.5 鞋楦高速数字化扫描机编程环境的选择结果
• 4.2.6 VC++.NET的新特性
• 4.3 鞋楦高速数字化扫描机应用软件的设计
• 4.3.1 使用MFC缩短开发周期
• 4.3.2 面向对象程序设计方法的重要特点在MFC的体现
• 4.3.3 具体的实现方案
• 4.3.4 应用软件的模块具体设计
• 4.3.5 多任务、进程和线程
• 4.3.6 应用软件的实时性分析
• 4.3.7 本章总结
• 第五章 本机性能与国内外同类产品的比较
• 5.1 本机性能指标与国内外同类产品对比
• 致谢
• 参考文献