计算机硬件课程虚拟实验平台的开发与设计

针对传统的计算机硬件教学实验平台现存在的局限性,根据网络虚拟实验室的设计原则和目标,本文对虚拟实验平台的功能、模块、系统流程等进行了分析。以《计算机硬件技术基础实验教材》中的8254硬件实验为例,采用控件技术、虚拟仪器技术和MySQL数据库技术相结合的方法,以C／S为体系结构,在Visual C＋＋6．0集成开发环境下,利用VC＋＋等编程语言编写仿真控制平台,细致的剖析了构建网络虚拟实验平台的开发过程和关键技术。     

智能视觉检测平台的控制系统研究与开发

产品质量检测是工业自动化生产线上的重要环节,基于机器视觉的智能检测的是产品质量检测的重要方法.文中介绍了多功能、通用型的智能视觉检测平台的控制系统策略,提出了一种PC＋运动控制卡＋数据I/O卡的控制方式,分析了各控制单元的软硬件结构和基本工作原理.并以VC＋ ＋为工具,开发了具有良好的通用性、移植性和可扩展性的控制系统软件.     

基于机器视觉的三维运动装置定位抓取系统

将机器视觉技术应用于三维运动装置定位抓取上,以圆柱体工件为研究对象,设计了基于机器视觉的三维运动装置,采用"PC+CCD+运动控制卡"的运动控制方式。采用LabVIEW软件设计监控界面,通过调用库函数节点向Galil运动控制卡发送命令控制轴的运动,通过固定于Z轴上的相机捕获工件所在的XY轴位置,通过XY位置补正及Brenner清晰度评价算法准确确定工件XYZ轴位置,继而对其进行抓取并置于指定位置。实验证明,所设计的系统能有效地实现定位抓取。     

运动控制卡在数控机床上的应用

介绍了运动控制卡的性能,深入讨论了基于运动控制卡的开放式数控系统的结构、优势。采用VC＋＋builder开发底层控制程序,利用多轴运动控制卡实现了对机床的控制要求,满足了该专用机床对易操作、稳定性和安全性的要求。     

PLCopen轴组运动功能块的研究与实现

针对PLCopen单轴及主/从结构多轴功能块无法实现复杂多维运动控制的问题,对PLCopen轴组功能块的执行方式和参数保存及传递方法进行了研究,提出了结构体队列法,设计并实现了PLCopen轴组功能块,完成了多轴协调运动控制。首先采用基于信息队列的方法实现了PLCopen标准定义功能块中Buffer Mode功能,能够完成多种模式下的运动控制。然后采用建立结构体的方法实现了运动参数的保存及传递。最后,基于工控机+PMAC运动控制卡为架构的硬件平台,以调用轴组直线运动功能块为例,对轴组功能块功能进行了实验验证。实验结果表明,轴组功能块运行正确,能够完成多种模式的运动控制,实现多轴协调运动,满足对于复杂多维运动的实际需求。     

锌空燃料电池极片生产线多轴控制系统的研究

介绍了以三台伺服电机为执行元件的干嵌法锌空燃料电池生产线运动控制系统。系统采用PC和运动控制卡作为上位控制多个伺服电机的运动,搭建了多轴控制系统的硬件平台。根据工艺要求进行了硬件的选型,确定伺服电机的控制方式和参数设置,建立伺服驱动器和控制卡之间的连接。Visual C++编写基于PID控制的普通运动控制卡的动态链接库,使运动控制系统能够实现精确的同步运动;以LabVIEW为开发平台,设计基于虚拟仪器的控制系统,通过调用VC编写的动态链接库实现多轴同步控制功能及实时状态监测。     

大型刚体调姿实验平台手轮功能的实现

针对一种六自由度并联机构-大型刚体调姿实验平台中手轮功能的开发难题,提出了建立手持单元与控制系统工作站之间串口通信的方法,开发出了手持单元的人机交互功能,实现了现场所有定位器单个驱动轴的速度控制和多定位器驱动轴协同运动控制,完成了刚体位姿变化。该方法已成功应用于大型刚体调姿实验平台控制系统。研究结果表明该方法有很好的工程应用价值,对并联机床手轮功能的开发也有一定的参考价值。     

基于LabVIEW的视觉检测系统软件框架设计

机器视觉检测系统通过采集目标图像,并对获取的图像进行处理、分析,从而获取目标的信息并产生相应的执行动作。针对典型视觉检测系统包含的相机(工作平台)运动控制、图像采集、图像处理以及执行机构动作控制等基本功能的实现,描述了一种在LabVIEW环境下实现上述功能的视觉检测系统软件框架设计。     

Yasukawa多轴伺服驱动的通信控制及其上位机开发

伺服驱动技术通过精准的驱动效果和智能化运动控制实现机器的高效自动化,在包括定位检测、测量、搬运等技术领域应用非常广泛。采用Memobus RTU通讯协议和Yasukawa伺服驱动器及其电机,构建形成具有单通道通信控制的多轴伺服驱动技术方案。在Mircrosoft Visual Studio 2012平台上以C#语言编程,设计指令动态链接库,开发操作多轴伺服驱动运动平台的上位机。实现平台在数据采集、监控、动作路径规划、精确定位以及连续自动运行等的功能。项目实施后的运行结果表明,主从站设备通信稳定、直观、可视。     

基于LabVIEW机器视觉在继电器检测系统中的应用研究

机器视觉系统已成为许多工业过程的重要组成部分。针对继电器衔铁小轴检测精度要求高,人工检测难以保证测量精度和快速性的问题,研究开发一套基于LabVIEW机器视觉的继电器衔铁小轴视觉检测系统。该系统基于LabVIEW开发平台,通过图像采集、图像分析处理、VISA串口通信等功能的研究实现继电器项目的快速、可靠检测。利用实际待加工工件进行自动测试实验,结果表明继电器视觉检测系统具有稳定、快速、高效特性,满足继电器生产线对衔铁小轴质量的要求,为继电器自动化测量技术进一步发展提供了一种可行思路。     

基于PC104的运动控制器设计

基于PC的运动控制器往往难以满足恶劣工业现场的实际使用要求。针对这一问题,介绍了采用基于PC104嵌入式主板和MCX314芯片设计的运动控制器,详细分析了所设计运动控制器的硬、软件模块、PC104总线和MCX314芯片的接口电路、输入／输出信号电路、控制系统的软件模块及插补模块。该控制器可实现三轴联动直线插补、任意两轴联动圆弧插补。将所设计的运动控制器应用于实验室研制的火焰切割机,实践结果表明,即使在恶劣工业现场,火焰切割机依然具有良好的工作性能。     

CPLD在基于DSP的多轴运动控制卡中的运用

现代“PC＋运动控制卡”型数控技术对运动控制卡的通信速度、插补轴的数目以及对运动控制卡扩展IO的数目有了越来越高的要求。该文介绍了基于TI公司DSP以及ALTERA公司第二代CPLD高性能伺服运动控制卡的设计,充分利用CPLD的逻辑可编程特性对运动控制卡的功能进行拓展,通过CPLD对控制总线的操作,实现了PC通过ISA总线与运动控制卡通信功能,提高了运动控制卡与PC的通信速度;利用CPLD在其内部实现PWM以及编码器鉴相功能模块,极大地扩展了运动控制卡的最大可插补轴数以及扩展IO的数目,具有很广的应用范围和很强的使用价值。     

展成式磨齿机的二轴联动控制系统设计

开发了由MPC08运动控制卡和PC机组成的开放式的数控展成式磨齿机的数控系统。该系统以通用的Window s操作系统作为开发平台,同时具有硬件和软件的开放性;可以实现数控系统和伺服控制系统间的通讯,可以使多轴进行数控系统的自动控制,无需手动,使操作更简便,通过VC++即可实现编程。     

虚拟轴机床并联机构的自适应动态滑模运动控制

虚拟轴机床系统模型复杂难以准确建立,高速加工时存在强烈干扰且不确定,难以实际实现高性能控制,为此,提出一种新型自适应动态滑模控制方法,用于虚拟轴机床并联机构运动控制。通过构建新型动态切换函数,设计二阶动态滑模控制,以解决采用常规等效控制设计的滑模控制系统,因忽略执行机构快变动力学特性等而导致控制系统品质降低甚至不稳定的问题,同时避免滑模抖振的出现;引入自适应控制对虚拟轴机床加工时的外界干扰等不确定因素进行在线估计,以克服滑模控制性能需依赖于对未知干扰的先验估计的局限,增强虚拟轴机床克服高速加工时的强烈干扰的能力,进一步提高其控制性能。仿真和试验结果表明,采用自适应动态滑模控制方法,可使虚拟轴机床控制系统具有较好的自适应能力,较强的鲁棒性,良好的动态、稳态品质。     

基于机器视觉的IC芯片三维引脚外观检测机的研制

介绍了集成电路芯片三维引脚外观检测机的系统组成与功能、运动控制系统与视觉检测系统的构成、图像处理方法以及系统软件的模块结构.该检测机由芯片自动输送线、视觉检测平台、吸臂和分选臂等组成,采用工控机及PLC控制技术,实现芯片上料、输送、外观检测、分选补给和卸料等功能的全自动化.该检测机可检测芯片引脚在空间的11个尺寸参数,具有检测精度高、产品更换快速和操作方便等优点,适用于QFP集成电路芯片三维引脚外观的自动检测,可显著提高生产效率及产品质量.     

基于视觉伺服的倒立摆实验平台的研究

基于视觉伺服的倒立摆系统可为机器视觉和智能控制领域的研究提供一个很好的实验平台。对该实验平台的视觉采集系统、运动控制系统和系统软件结构进行了详细的介绍，对各组成部分的功能和设计原理进行了具体的说明。     

基于机器视觉的3自由度并联平台标定试验研究

为了提高并联平台的运动精度,以锡膏印刷机3自由度并联平台为研究对象,基于机器视觉提出了一种运动学标定修正系统输入的补偿方法。给出了平台理论分析模型,利用运动学逆解方程推导出误差函数,通过机器视觉对平台标识点进行测量并记录平台运动的实际位姿,根据标定结果对理论控制模型进行补偿。试验结果表明,该标定补偿方法有效地提高了并联平台的运动精度。     

智能型采棉机器人电气控制系统设计

针对基于视觉的棉花采摘技术,构建了智能型采棉机器人总体设计方案。其电气控制系统中运动控制子系统采用安川MP2100运动控制单元为核心,控制其中的四自由度机械手及X向导轨,具有良好的实时性和扩展性。机器视觉子系统采用SEED-VPM642开发平台为基础,配合3个CCD摄像头进行采集,能够实现高效率和高准确性的图像识别。各个接口模块之间通过PCI总线进行通信,由工控机统一协调处理,以实现高效采摘功能。     

基于虚拟仪器的电动汽车牵引电机性能测试系统

为了满足电动汽车牵引电机系统性能测试的需要,本文基于牵引电机驱动系统的受力分析和工作特点,建立了牵引电机系统的实物实验台架,利用虚拟仪器技术设计了实验测试系统,建立了基于PX I总线的硬件结构,以及基于项目管理和层次结构的测试软件,实现了多路并行、高速数据采集的电机测试系统。测试系统充分发挥了虚拟仪器技术灵活性、兼容性强和可重用度高的特点,在实际应用中提高了测试过程的客观性和自动化程度,具有较好的科研价值和应用前景。