电阻焊机人机界面及编程器的设计

论文摘要

电阻点焊是一种重要的焊接方法,广泛应用于汽车、航空航天等工业。随着电力电子技术,计算机技术的发展,电阻焊机正朝着全数字化的方向发展。电焊机的数字化不仅带来焊接质量的提高,同时也为电焊机人机交互的发展提供基础。目前关于数字化焊机的研究主要集中在焊接电源的数字化上,而对焊机的人机交互关注较少,以致市场上出现的数字焊机产品交互方式简单,操作不够人性化。基于此,本文提出了数字化电焊机人机交互产品的设计方案,包括PC机上运行的人机界面以及简便化操作的现场编程器。人性化的焊机交互产品可以使电焊机更容易普及推广,使产品更具竞争力。数字化电焊机一般采用DSP控制变流器件,采用了DSP的焊接电源带有串行接口,可以方便的和计算机系统通信。焊机的主要部件是一焊接电源,为达到良好的焊接效果,焊接电源需要给不同的材料工件提供不同的焊机电流曲线,该曲线被称之为电流规范。数字化电焊机的可以通过设置各种参数,使焊机运行不同状态,以适应不同应用环境,焊机交互产品的作用就是为用户提供一个人性化的窗口,设置焊机的运行参数,焊机的焊接规范,以及通过该窗口监控焊机的运行。本文提出了两种焊机的交互产品的设计方案:人机界面和手持式编程器。人机界面采用VC的MFC框架进行设计,利用MSComm控件进行串口通信,采用ACCESS数据库管理界面数据,软件界面采用单文档多对话框的框架组织各功能。界面实现了参数设置,规范设置,采样曲线检测,焊机控制等功能。手持式编程器采用AVR单片机ATmega64进行设计,显示和输入设备采用TOPWAY的5.7寸彩色触摸屏,与焊机的交互采用RS232和RS485两种串行接口。并在此硬件基础上,在avr-gcc平台下设计了编程器软件,实现编程器功能。另外,本文专门介绍了交互设备与焊机通信协议的设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的应用背景
• 1.2 国内外电焊机人机交互现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 主要设计内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 人机界面软件框架的构建
• 2.1 界面功能分析及采用设计方案
• 2.2 相关软件技术介绍
• 2.2.1 MFC 程序原理
• 2.2.2 串口 RS232 与 MSComm
• 2.2.3 ACCESS 数据库与ADO
• 2.3 软件框架构建
• 2.3.1 总框架设计
• 2.3.2 各功能界面设计
• 2.3.3 通信功能设计
• 2.3.4 软件数据管理方式设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 人机界面具体功能实现
• 3.1 参数设置功能实现
• 3.1.1 用户与参数
• 3.1.2 数据库存储形式
• 3.1.3 树形控件
• 3.1.4 参数读写
• 3.2 规范设置功能
• 3.2.1 规范的组织存储
• 3.2.2 坐标曲线类的实现
• 3.2.3 规范输入的实现
• 3.3 监控功能
• 3.3.1 采样数据的接收
• 3.3.2 检测曲线的绘制
• 3.4 本章小结
• 第四章 编程器设计
• 4.1 编程器的硬件设计
• 4.1.1 系统的总体设计
• 4.1.2 处理器单元设计
• 4.1.3 触摸屏电路设计
• 4.1.4 通信模块设计
• 4.2 编程器的软件设计
• 4.2.1 编程器的功能分析
• 4.2.2 驱动程序的编写
• 4.2.3 编程器的软件实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 通信协议设计
• 5.1 通信类型
• 5.2 通信报文格式
• 5.3 命令和数据性质的定义
• 5.4 参数，规范格式
• 5.5 规范电流补偿转换
• 5.6 本章小结
• 第六章 人机界面及编程器的测试
• 6.1 人机界面测试
• 6.1.1 人机界面的单机调试方法
• 6.1.2 人机界面调试经验
• 6.1.3 人机界面功能测试
• 6.2 编程器测试
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件