物料纠偏系统的设计

论文摘要

物料纠偏系统是应用于钢铁,造纸,印刷,标签,塑料薄膜等行业的一种卷绕机器进行纠偏的工业控制系统。在卷绕机器工作过程中,卷材边缘如果没有对齐就会引起后续的工序出错,导致材料浪费或者停工调整。例如在纸张这样的带状物品的收卷、放卷过程中,可能因外在干扰或自身卷材张力变化造成卷材的横向偏移不能保持直传送行,从而会造成卷材偏离基准位置,形成卷材跑偏。为使卷材按直线行进,在遇到干扰时能很快恢复,这就需要一套自动纠偏系统来解决卷材边缘的跑偏问题。针对这一物料跑偏问题,本课题设计了一种纠偏检测与控制装置。采用12864液晶屏显示参数并在此基础上开发了一套多界面操作菜单实现纠偏参数的设置与显示与调节,控制上采用高性能的C8051F340单片机作为控制器核心；软件上使用rtx51-tiny小型实时操作系统作为控制软件的设计基础；红外、超声波和CCD传感器作为位置传感器来检测不同材质的卷材边缘位置量,将实时检测位置量与工艺设定的基准位置量相比较得出偏差,由综合控制器算出一定的控制量,输出给丝杠伺服直流电动机,使纠偏棍向着跑偏相反的方向行进,进而达到纠偏目的。本论文首先进行了物料纠偏系统的总体方案设计,其中包括：传感器模块、数据处理模块、显示输入模块,电机传动等模块。然后,在此基础上完成了卷材跑偏的实时检测与纠偏功能。最后,对该系统进行了调试和验证,结果表明：本套自动纠偏系统性能稳定,检测精度高,操作方便,具有一定的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题的题目及来源
• 1.1.2 课题研究的背景
• 1.1.3 课题研究的目的及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 本课题研究的内容
• 第2章 自动纠偏系统的构成
• 2.1 纠偏控制系统组成
• 2.2 传感器模块
• 2.2.1 传感器的种类
• 2.2.2 CCD模块的构成
• 2.3 电机驱动模块的设计
• 2.3.1 执行机构
• 2.3.2 电机控制模块
• 2.3.3 直流伺服系统
• 2.3.4 滚珠丝杠
• 2.4 综合控制模块
• 第3章 综合控制模块的设计与实现
• 3.1 硬件部分设计
• 3.1.1 液晶模块硬件设计
• 3.1.2 按键模块硬件设计
• 3.1.3 主控器硬件设计
• 3.2 驱动程序设计
• 3.2.1 液晶屏驱动
• 3.2.2 键盘驱动
• 3.2.3 LED驱动
• 第4章 多级菜单系统的设计
• 4.1 常用手机界面功能分析
• 4.2 纠偏系统功能分析
• 4.3 操作菜单架构设计
• 4.4 小型实时操作系统Rtx-51
• 4.4.1 小型实时操作系统Rtx-51介绍
• 4.4.2 纠偏系统任务创建分析
• 4.5 多级操作菜单软件设计
• 4.5.1 条项层代码分析
• 4.5.2 界面跳转代码实现分析
• 4.5.3 条选项的刷新与恢复代码分析
• 4.6 操作菜单界面图片
• 第5章 串行通讯协议
• 5.1 自动纠偏系统内部串行通信协议
• 5.2 串行通讯协议数据格式详细描述
• 5.2.1 综合控制板发送至电机驱动模块的数据体格式
• 5.2.2 接受来自电机驱动模块的数据体格式
• 5.2.3 系统参数串内容定义
• 5.3 LIN总线通讯协议
• 5.3.1 LIN通讯协议
• 5.3.2 LIN通讯在纠偏系统的应用
• 第6章 结束语
• 6.1 全文总结
• 6.2 心得体会
• 6.3 进一步工作展望
• 参考文献
• 致谢