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毛巾自动缝边机的控制系统研发

作　者: 赵旭
导　师: 王学俊
学　校: 大连工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 毛巾缝纫机控制器串行通信
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着社会的发展，毛巾的需求量与日俱增，我国虽然是毛巾生产大国，但还不是毛巾生产强国。我国毛巾行业与国外相比，存在着生产规模不大，设计人员缺乏，自主创新能力不强等缺点，多数企业都在毛巾生产设备关键技术上没有自主知识产权，只能够通过引进来提高自己的竞争优势，因此有必要进行毛巾缝纫设备自主研发。论文在分析了毛巾自动缝边机工作原理的基础上，自主研发了一款适用于毛巾自动缝边机控制器，控制器以ARM7控制芯片为核心，兼容三菱上位机编程软件，可实现程序的下载、运行和监控；完成了毛巾的送料、折边和缝纫等工序，实现了毛巾由原料到成品的自动化生产过程。在降低劳动强度的同时，提高了毛巾的生产效率。论文主要研究内容有：(1)控制器硬件的设计，控制器选用STM32F103RBT6为主控芯片，该芯片内部集成FLASH、RAM、TIMER、USART等，控制器I/O扩展模块选用CD4094和CD4021为主要芯片，实现数字量的输入输出，不仅节省了硬件资源，也便于芯片的级联，易于I/O口的扩展。(2)控制器软件的设计，控制器软件使用C语言编程，采用模块化设计，控制器软件总体分为下载程序、执行程序和监控程序。下载程序负责将毛巾自动缝边机控制程序下载到FLASH中；执行程序负责将控制程序解释并执行，最终通过外部执行单元实现控制目的；监控程序负责监视控制器的运行状态。(3)串行通信，系统利用串口通信模块，完成控制器与PC机的数据通信，实现系统执行程序的下载及控制器运行状态的监控。(4)毛巾自动缝边机控制程序的设计，将毛巾自动缝边机控制程序分成三大部分，根据各个部分需要实现的动作功能编写相应控制程序，控制程序采用梯形图形式，由PC机通过串行通信下载到控制器中，控制器将控制程序翻译成对应的C语言指令，最终通过外部执行单元实现对毛巾自动缝边机自动控制目的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 选题的背景与意义  9
  1.2 工业缝纫机的国内外动态  9-11
  1.3 毛巾自动缝边机的发展趋势  11-12
  1.4 系统的技术难点  12-13
  1.5 论文所研究的主要内容  13-14
第二章系统概述  14-19
  2.1 毛巾自动缝边机工作原理  14-15
  2.2 毛巾自动缝边机控制系统  15-16
    2.2.1 毛巾自动缝边机控制系统原理  15
    2.2.2 毛巾自动缝边机控制系统组成  15-16
  2.3 控制器工作原理  16-17
  2.4 系统特点  17-19
第三章控制器的开发  19-43
  3.1 控制器的硬件结构  19-33
    3.1.1 STM32F103RBT6 芯片介绍  19-21
    3.1.2 电源模块及电压转换电路  21
    3.1.3 电压比较电路  21-22
    3.1.4 JTAG 仿真下载电路设计  22-23
    3.1.5 串口通信电路设计  23-24
    3.1.6 RS485 通信电路设计  24
    3.1.7 高速信号隔离电路  24-26
    3.1.8 CAN 总线接口电路  26-27
    3.1.9 数字量输入单元的设计  27-29
    3.1.10 数字量输出单元的设计  29-31
    3.1.11 其他电路的设计  31-33
  3.2 控制器的软件设计  33-43
    3.2.1 下载程序的设计  33-35
    3.2.2 执行程序的设计  35-43
      3.2.2.1 解码程序的设计  36-40
      3.2.2.2 监控程序的设计  40-43
第四章毛巾自动缝边机控制程序的设计  43-63
  4.1 送料部分的控制  44-46
  4.2 输送部分的控制  46-48
  4.3 折边和加标签部分的控制  48-52
  4.4 缝纫部分的控制  52-63
    4.4.1 缝纫机控制  52
    4.4.2 控制器 PWM 输出  52-54
    4.4.3 步进电机控制  54-63
第五章结论与展望  63-65
  5.1 结论  63
  5.2 展望  63-65
参考文献  65-67
致谢  67

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