可视化智能精密数控压接方法及装置

1.一种可视化智能精密数控压接方法，采用可视化智能精密数控压接装置，可视化智能精密数控压接装置，在底座上安装固定支撑板一、支撑板二、支撑板三，前端高精度直线滑轨和后端高精度直线滑轨的两端分别连接固定支撑板二和支撑板三，移动滑块两端分别固定在前端高精度直线滑轨和后端高精度直线滑轨自带的直线轴承上，伺服电机及减速机通过支撑座安装固定在支撑板二上，减速机输出轴经联轴器与高精度滚珠丝杆左端连接，高精度滚珠丝杆自带法兰与移动滑块连接固定，支撑板三与高精度滚珠丝杆的右端安装连接处安装固定有一光电编码器，移动滑块上还连接固定有朝右的压力传感器及压杆，压杆右端通过螺栓与以压接工装的左旋转臂连接，压接工装的右臂固定在压杆轴套右端，压杆轴套上还安装固定有一工业摄像机，压接装置的前面板上安装有液晶显示板及键盘输入接口；压接装置连接安装有电控装置；所述的电控装置，包括DSP处理器、24位AD转换器、压力传感器、12位DA转换器、伺服电机控制器、伺服电机、光电编码器、显示系统、电源模块、工业摄像机、PC机，压力传感器输出压接工装的压力模拟信号连接24位AD转换器，24位AD转换器将模拟信号转化为数字信号后连接至DSP处理器，光电编码器输出脉冲信号也连接至DSP处理器，压杆轴套上的工业摄像机输出影像信号连接PC机，PC机通过RS232接口与DSP处理器连接；DSP处理器将压力数据进行比较、计算处理后，输出连接至12位DA转换器，12位DA转换器将数字信号转化为模拟信号后连接至伺服电机控制器，伺服电机控制器连接并控制伺服电机，伺服电机自动压接；DSP处理器输出压力值、位移值连接显示系统进行显示；可视化智能精密数控压接方法是：
(1)、被压接产品所需压力及位移设置：
启动检测设备，在显示面板上输入压接产品所需的压力及位移，设置完成后，在显示面板上按完成键，此时设备控制系统将自动记录输入的压力值及位移值；
(2)、零位校准：
在压接控制过程中，首先对设备进行零位校准，校准方法是在显示面板上按向下键，设备测量压杆自动向下运行，在向下运行过程中，当压杆运行到测量基准面，设备自动停止，此自动停止的过程是采用压力自动反馈闭环控制实现，从而达到测量零位校准；
(3)、压接控制过程中压力及位移测量：
通过零位校准之后，在显示面板上按开始压接键，压接装置按照设定参数自动完成压接全过程；在压接过程中，压力值及位移值是通过高精度24位AD转换器及DSP自带的正交编码脉冲电路量化测量，压力及压接位移测量方法为：
其中F为被测压力值,x为AD转换器有效位数，Fmax为压力传感器输出最大压力值，AD_Data为AD转换器输出数字值；
选取压力传感器输出最大压力值为100kgf，AD转换器为高精度20位AD，由以上条件可得出，压接系统理论压力测量最小分辨率为
选择光电编码器作为压接位移测量传感器，选择的光电编码器为每圈输出1000个脉冲的增量式编码器；由于机械装置选择丝杆导程为4mm，丝杆每旋转一周的位移为4mm，丝杆旋转一周输出1000个脉冲；每个缝隙有4个边沿：TMS320F2812PGFQ正交编码电路两个通道各有一个上升沿和一个下降沿，也就是说，丝杆每旋转一周，TMS320F2812PGFQ正交编码电路检测到4000个边沿，TMS320F2812PGFQ把检测到的边沿数存放在内部计数器中；由以上可得出电控装置能测量的最小位移分辨率为0.001mm/个；
(4)高精度控压力控位移压接技术：
通过24位AD转换器及DSP采集压力传感器及位移传感器信号，AD转换器转换后的数字信号输入到DSP处理器，DSP处理器根据系统设定的压力、位移目标值与实时采到的压力值、位移值通过双闭环PID控制算法实现控压控位移压接；
其特征在于，
控制算法
在控制过程中选择自适应模糊PID控制算法；
自适应模糊PID控制算法
根据系统的实际情况，PID参数中微分环节对从电机变速控制过程中负作用过大，造成系统响应过程提前制动，延长了调节时间，在从电机加速时引起了比较大的超调，所以这里去掉微分作用参数，只采用PI控制器；
本设计的模糊推理思想是：根据不同时刻的误差值e和误差变化率值△e，对PI控制器的比例增益系数Kp和积分增益系数Ki进行在线整定，其原理结构由两个部分组成即常规PI控制器部分和模糊控制的参数校正部分；
e(k)是第k时刻输入误差信号，其PI控制器离散表现形式：
式(1)中u(k)是第K时刻输入信号采样值
式(1)是位置式PI控制算式，为了增加可靠性，减少DSP误操作时对系统的影响，采用增量式PI控制算式：
Δu(k)＝u(k)-u(k-1)
＝KP[e(k)-e(k-1)]+Kie(k)
＝[(KP+Ki)*e(k)]-KPe(k-1) (2)
式(2)中△u(k)是输入信号采样值变化量
应用模糊控制规则，PI控制器的输入语言变量是误差值e、误差变化率值△e，输出语言变量是PI控制器的比例增益系数Kp和积分增益系数Ki，各语言变量用语言值描述如下：
e＝{负大、负中、负小、零、小、中、大}，△e＝{负大、负中、负小、零、小、中、大}，Kp＝{零、小、中、大}，Ki＝{零、小、中、大}，其中{负大、负中、负小、零，小、中、大}简记为{NB,NM，NS，z，PS，PM，PB}，将误差值e和误差变化率△e量化到[-6，6]的论域中，同样地，{零、小、中、大}简记为{z，s，M，B}，并量化到论域[0，6]中；
确定模糊PI参数的整定原则：
A、误差绝对值|e(k)|较大时，为了加快系统的响应速度，并为避免因开始时误差瞬间变大可能引起微分过饱和而使控制作用超出许可范围，应取较大的Kp，同时为防止积分饱和，避免系统响应出现较大超调，应该去掉积分作用，即取Ki＝0；
B、误差绝对值|e(k)|和|△e(k)|为中等大小时，为了使系统响应超调减小又不影响系统的响应速度，Kp，和Ki都不能取大，而应取较小的Ki，Kp取值需大小适中；
C、误差绝对值|e(k)|较小时，为了使系统具有良好的稳态性能，应该增大Kp和Ki的值，同时为了避免系统在设定值附近出现振荡，并考虑到系统的抗干扰性能，选择合适的Kp值。

可视化智能精密数控压接方法及装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及机械作业技术领域的一种压接方法及装置，特别是涉及一种可视化智能精密数控压接方法及装置。适用于电连接器端子的压接，特别是对被压接产品需要施加一定压力或者对压接位移需要控制的压接。\n背景技术\n[0002] 压接装置对压接产品需要施加一定压力进行压力控制和位移控制。目前，国内外压接装置主要采用手动或半自动压接钳，此类压接工具通过手动施加压力，而采用手动施压效率低，压接质量不可控，压接产品一致性及可靠性差，劳动强度大。\n发明内容\n[0003] 本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种压接技术先进、压接效率高、自动化程度高、操作简易、同时实现压力及位移精确控制的可视化智能精密数控压接方法及装置。\n[0004] 本发明采用的技术方案是：这种可视化智能精密数控压接装置为：在底座上安装固定支撑板一、支撑板二、支撑板三，前端高精度直线滑轨和后端高精度直线滑轨的两端分别连接固定支撑板二和支撑板三，移动滑块两端分别固定在前端高精度直线滑轨和后端高精度直线滑轨自带的直线轴承上，伺服电机及减速机通过支撑座安装固定在支撑板二上，减速机输出轴经联轴器与高精度滚珠丝杆左端连接，高精度滚珠丝杆自带法兰与移动滑块连接固定，支撑板三与高精度滚珠丝杆的右端安装连接处安装固定有一光电编码器，移动滑块上还连接固定有朝右的压力传感器及压杆，压杆右端通过螺栓与压接工装的左旋转臂连接，压接工装的右臂固定在压杆轴套右端，压杆轴套上还安装固定有一摄像机，压接装置的前面板上安装有液晶显示板及键盘输入接口；压接装置连接安装有电控装置。\n[0005] 本发明的电控装置，包括DSP处理器、24位AD转换器、压力传感器、12位DA转换器、伺服电机控制器、伺服电机、光电编码器、显示系统、电源模块、工业摄像机、PC机，压力传感器输出压接工装的压力模拟信号连接24位AD转换器，24位AD转换器将模拟信号转化为数字信号后连接至DSP处理器，光电编码器输出脉冲信号也连接至DSP处理器，压杆轴套上的工业摄像机输出影像信号连接PC机，PC机通过RS232接口与DSP处理器连接；DSP处理器将压力数据进行比较、计算处理后，输出连接至12位DA转换器， 12位DA转换器将数字信号转化为模拟信号后连接至伺服电机控制器，伺服电机控制器连接并控制伺服电机，伺服电机自动压接；DSP处理器输出压力值、位移值连接显示系统进行显示。\n[0006] 本发明电控装置的电控原理如下：\n[0007] 电控装置包括DSP处理器、高精度24位AD、伺服电机控制系统、显示系统、光电编码器及整形电路、压力传感器、供电系统，24位AD将压力传感器输出的模拟信号转化为数字信号传送到DSP，DSP处理并与预先设定的压力值作比较，光电编码器输出的三路脉冲经脉冲整形电路后传送到DSP，由DSP对伺服电机转速和转向测量。AD转换器将压力传感器及位移传感器输出的模拟信号转化为数字信号传送到DSP，DSP进行处理并与预先设定的压力值及位移值通过双闭环PID算法进行自动调节，PID算法输出信号至伺服电机驱动系统，从而自动进行压接控制。最后DSP处理器将控制过程中的压力值、位移值发送到液晶显示器进行显示，同时压力值、位移值通过RS232通信接口发送到PC机，PC机根据摄像机传送回的图像信号进行分析汇总，最后在PC机上显示汇总结果。\n[0008] 本发明的可视化智能精密数控压接方法是：\n[0009] (1)、被压接产品所需压力及位移设置：\n[0010] 启动检测设备，在显示面板上输入压接产品所需的压力及位移，设置完成后。在显示面板上按完成键，此时设备控制系统将自动记录输入的压力值及位移值；\n[0011] (2)、零位校准：\n[0012] 在压接控制过程中，首先对设备进行零位校准，校准方法是在显示面板上按向下键，设备测量压杆自动向下运行，在向下运行过程中，当压杆运行到测量基准面，设备自动停止，此自动停止的过程是采用压力自动反馈闭环控制实现，从而达到测量零位校准；\n[0013] （3）、压接控制过程中压力及位移测量：\n[0014] 通过零位校准之后，在显示面板上按开始压接键， 压接装置按照设定参数自动完成压接全过程。在压接过程中，压力值及位移值是通过高精度24位AD转换器及DSP自带的正交编码脉冲电路量化测量，压力及压接位移测量方法为：\n[0015] （1）\n[0016] 其中F为被测压力值,x为AD转换器有效位数， 为压力传感器输出最大压力值， 为AD转换器输出数字值；\n[0017] 在本发明专利中，选取压力传感器输出最大压力值为100kgf，AD转换器为高精度\n20位AD，由以上条件可得出，压接系统理论压力测量最小分辨率为\n[0018] 在本发明专利中，选择光电编码器作为压接位移测量传感器，本专利选择的光电编码器为每圈输出1000个脉冲的增量式编码器。由于机械装置选择丝杆导程为4mm，丝杆每旋转一周的位移为4mm，丝杆旋转一周输出1000个脉冲。每个缝隙有4个边沿：\nTMS320F2812PGFQ 正交编码电路两个通道各有一个上升沿和一个下降沿，也就是说，丝杆每旋转一周，TMS320F2812PGFQ 正交编码电路检测到4000个边沿，TMS320F2812PGFQ 把检测到的边沿数存放在内部计数器中。由以上可得出电控装置能测量的最小位移分辨率为\n0.001mm/个；\n[0019] （4）高精度控压力控位移压接技术：\n[0020] 本发明专利中，通过24位AD转换器及DSP采集压力传感器及位移传感器信号，AD转换器转换后的数字信号输入到DSP处理器，DSP处理器根据系统设定的压力、位移目标值与实时采到的压力值、位移值通过双闭环PID控制算法实现控压控位移压接。\n[0021] 本发明采用全自动伺服控制系统精确控制压接过程，其优势在于压接效率高、可控性好、噪声小、节能、系统压接过程稳定可靠。本发明专利中伺服控制系统运行速度可从\n0-3000转/分可调。因此，可根据压接产品的不同，用户可自定义压接速度来控制压接效率。本发明专利压接效率为40Pcs/Min。\n[0022] 本发明采用先进的压力传感器、位移传感器测量技术，以及电气比例阀精密控制技术、微电脑数字化处理技术，并选用高精度工业摄像机及机械测量平台，其智能化、自动化程度高，操作简单，精度高，是智能测量及控制领域中一种技术先进、性能优良的设备和方法。\n[0023] 附图说明：\n[0024] 图1为本发明结构主视图；\n[0025] 图2为本发明结构俯视图；\n[0026] 图3为本发明电控原理框图；\n[0027] 图4为本发明电控装置结构框图；\n[0028] 图5为核心处理器DSP及外围电路图；\n[0029] 图6为5V/3.3V电平转换处理电路图；\n[0030] 图7为光电编码器A相脉冲输入整形电路图；\n[0031] 图8为光电编码器B相脉冲输入整形电路图；\n[0032] 图9为光电编码器Z相脉冲输入整形电路图；\n[0033] 图10为电机转速控制信号输出放大电路图；\n[0034] 图11为 24位 AD转换处理电路图；\n[0035] 图12为压力信号输入接口电路图；\n[0036] 图13为电机控制信号输出接口电路图；\n[0037] 图14为编码器信号输入接口电路图；\n[0038] 图15为编码器供电接口电路图；\n[0039] 图16为控制板电源模块电路图；\n[0040] 图17为自适应模糊PI控制器原理框图。\n[0041] 附图标注说明：\n[0042] 1—支撑板一， 2—支撑板二， 3—支撑板三，\n[0043] 4—锁紧轴， 5—压接工装， 6—压杆轴套， 7—伺服电机，\n[0044] 8—减速机， 9—液晶显示， 10—键盘 ， 11—控制板 ，[0045] 12—底座， 13—光电编码器 ， 14—移动滑块， 15—后高精度直线滑轨，[0046] 16—高精度滚轴丝杆， 17—前高精度直线滑轨， 18—精密深沟球轴承，[0047] 19—精密直线轴承， 20—压杆， 21—联轴器， 22—支撑座，[0048] 23—压力传感器， 24—精密直线轴承， 25—外壳， 26—左旋转支臂。\n[0049] 具体实施方式：\n[0050] 参见附图，本发明的可视化智能精密数控压接装置为：在底座底座18上安装固定支撑板一1、支撑板二2、支撑板三3，前高精度直线滑轨17和后高精度直线滑轨15的两端分别连接固定支撑板二2和支撑板三3，移动滑块14两端分别固定在前高精度直线滑轨17和后高精度直线滑轨15自带的直线轴承上，伺服电机7及减速机8安装固定在支撑22上，减速机8输出轴经联轴器21与高精度滚珠丝杆16上端连接，高精度滚珠丝杆16上端连接安装有一精密深沟球轴承18，精密深沟球轴承18固定在支撑板二2上，支撑22固定在支撑板二2上，高精度滚珠丝杆16自带法兰与移动滑块14连接固定，支撑板三3的高精度滚珠丝杆安装连接处安装固定有光电编码器13，移动滑块14上还连接固定有朝右的压杆20及压力传感器23，压杆20右端通过锁紧轴4以压接工装5的左旋转臂26连接，压接工装5固定在压杆轴套6右端，压杆轴套6上还安装固定有一摄像机，控制板11固定在支撑板二\n2和支撑板三3上，压接装置的外壳上安装有液晶显示板9及键盘10；电控装置包括DSP处理器、高精度24位AD、伺服电机控制系统、显示系统、光电编码器及整形电路、压力传感器、供电系统，24位AD将压力传感器输出的模拟信号转化为数字信号传送到DSP, DSP处理并与预先设定的压力值及位移值作通过双闭环PID算法进行自动调节，PID算法输出信号至伺服电机驱动系统，从而自动进行压接控制。最后DSP处理器将控制过程中的压力值、位移值发送到液晶显示器进行显示，同时压力值、位移值通过RS232通信接口发送到PC机，PC机在根据摄像机传送回的图像信号进行分析汇总，最后在PC机上显示相关参数。\n[0051] 控制算法\n[0052] 传统的PID算法结构简单、容易实现, 在直流调速系统中应用广泛, 但难以实现高精度和高可靠性控制。模糊控制是以模糊集合、模糊语言变量及模糊逻辑推理作为控制算法的一种智能控制, 它无需建立数学模型, 是解决不确定性系统的一种有效途径。模糊PID控制是利用当前的控制偏差, 结合被控对象的动态特性, 以及针对具体过程的实际经验, 根据一定的控制要求或目标函数, 通过模糊规则推理,对PID 控制器的三个参数进行在线调整，因此本发明专利在控制过程中选择自适应模糊PID控制算法。\n[0053] 1.自适应模糊PID控制算法\n[0054] 根据系统的实际情况，PID参数中微分环节对从电机变速控制过程中负作用过大，造成系统响应过程提前制动，延长了调节时间，在从电机加速时引起了比较大的超调，所以这里去掉微分作用参数，只采用PI控制器。\n[0055] 本设计的模糊推理思想是：根据不同时刻的误差值e和误差变化率值△e，对PI控制器的参数kp和ki进行在线整定。其原理结构由两个部分组成即常规PI控制器部分和模糊控制的参数校正部分。原理框图如图17所示。\n[0056] 由图17原理框图可知，r(k)是第k时刻从电机理论位移输入值，c(k)是第k时刻实际测量值，e(k)是第k时刻输入误差信号，其PI控制器离散表现形式：\n[0057] （1）\n[0058] 式(1)是位置式PI控制算式。为了增加可靠性，减少DSP误操作时对系统的影响，采用增量式PI控制算式：\n[0059] \n[0060] \n[0061] （2）\n[0062] 最终增量式PI控制器的控制算式：\n[0063] （3）\n[0064] 如图17所示，应用模糊控制规则，本模糊控制器的输入语言变量是误差值E、误差变化率值△E，输出语言变量是PI控制器的比例增益系数kp和积分增益系数ki。各语言变量用语言值描述如下：\n[0065] E={负大、负中、负小、零、小、中、大}，△E={负大、负中、负小、零、小、中、大}，ki ={零、小、中、大}，ki={零、小、中、大}。其中{负大、负中、负小、零，小、中、大}简记为{NB,NM，NS，z，PS，PM，PB}，将误差值E和误差变化率△E量化到[-6，6]的论域中。同样地，{零、小、中、大}简记为{z，s，M，B}，并量化到论域[0，6]中。\n[0066] 系统调试过程中的实际操作经验和理论知识，确定模糊PI参数的整定原则：\n[0067] A、误差绝对值| e(K)|较大时，为了加快系统的响应速度，并为避免因开始时误差瞬间变大可能引起微分过饱和而使控制作用超出许可范围，应取较大的kp，同时为_r防止积分饱和，避免系统响应出现较大超调，应该去掉积分作用，即取ki=0。\n[0068] B、误差绝对值|e(k)|和|△e(k)|为中等大小时，为了使系统响应超调减小又不影响系统的响应速度，kp，和ki都不能取大，而应取较小的ki，kp取值需大小适中。\n[0069] C、误差绝对值| e(k)|较小时，为了使系统具有良好的稳态性能，应该增大kp和ki的值，同时为了避免系统在设定值附近出现振荡，并考虑到系统的抗干扰性能，选择合适的kp值。\n[0070] 本发明专利控制过程中采用的测量方法如下：\n[0071] 方法1：在本发明专利中，压力值通过高精度24位AD转换器实现测量，其测量方法为：\n[0072] （1）\n[0073] 其中F为被测压力值,x为AD转换器有效位数， 为压力传感器输出最大压力值， 为AD转换器输出数字值。\n[0074] 在本发明专利中，选取压力传感器输出最大压力值为100kgf，AD转换器为高精度\n20位AD，由以上条件可得出，压接系统理论压力测量最小分辨率为\n[0075] 方法2：在本发明专利中选择光电编码器作为尺寸测量传感器，本专利选择的光电编码器为每圈输出1000个脉冲的增量式编码器。由于机械装置选择丝杆导程为4mm（丝杆每旋转一周的位移为4mm），丝杆旋转一周输出1000个脉冲。每个缝隙有4个边沿：\nTMS320F2812PGFQ 正交编码电路两个通道各有一个上升沿和一个下降沿，也就是说，丝杆每旋转一周，TMS320F2812PGFQ 正交编码电路检测到4000个边沿，TMS320F2812PGFQ 把检测到的边沿数存放在内部计数器中。有以上可得出电控装置能测量的最小位移分辨率为\n0.001mm/个。\n[0076] 本发明所提供的实现可视化智能精密压接装置，该测量装置组成部分有：支撑板\n1、支撑板、支撑板3、锁紧轴 、压接工装、压杆轴套、伺服电机 、减速机 、液晶显示、键盘、控制板、底座 、光电编码器 、移动滑块 、后高精度直线滑轨 、高精度滚轴丝杆 、前高精度直线滑轨、精密深沟球轴承、精密直线轴承、压杆、联轴器、支撑座 、压力传感器 、精密直线轴承 、外壳 、左旋转支臂等组成。\n[0077] 本发明专利技术优势\n[0078] （1）高精度控压力压接技术\n[0079] 本发明专利中，通过24位AD转换器把外部压力传感器信号转换为数字信号传送到DSP处理器，经DSP处理器计算分析，得出系统压力测量理论最小分辨率为0.001N。\n[0080] （2）高精度控位移压接技术\n[0081] 本发明专利中选择光电编码器感应系统压接位移信号，光电编码器感应的信号通过DSP处理器自带正交编码脉冲电路进行量化测量，经DSP处理器计算分析，得出测量的最小位移分辨率达 。\n[0082] （3）视频实时监控\n[0083] 本发明专利中选择工业用高清晰度摄像头与PC机连接。本装置工作时，其压接过程以图像形式实时传送到PC机，管理人员和技术人员在办公室也可以查出端子漏压、端子压接不到位的情况。采用视频实时监控，提高了压接质量，并为质量溯源提供依据。\n[0084] （4）高精度定位控制技术\n[0085] 本发明专利中选择高精度12位DA转换器输出模拟信号控制伺服电机转速，通过转速精确控制达到精确定位，系统控制转速最小分辨率为0.75转/分。\n[0086] （5）同步控压力控位移压接技术\n[0087] 本发明专利中通过24位AD转换器、正交编码脉冲电路精确采集压力传感器、光电编码器信号来测量压接系统的压力及位移。24位AD转换器、正交编码脉冲电路采集到的信号在经过高速DSP处理器内部自适应模糊双闭环PID算法进行分析处理，分析处理后的控制量由DSP处理器传送到12位DA转换器，然后由12位DA转换器输出模拟信号控制伺服电机，最终实现压接系统同步控压力空位移技术。\n[0088] （6）高效率压接\n[0089] 本发明专利采用全自动伺服控制系统精确控制压接过程，其优势在于压接效率高、可控性好、噪声小、节能、系统压接过程稳定可靠。本发明专利中伺服控制系统运行速度可从0-3000转/分可调。因此，可根据压接产品的不同，用户可自定义压接速度来控制压接效率。本发明专利压接效率为40Pcs/Min。\n[0090] 本发明专利采用先进的压力传感器、位移传感器测量技术，以及电气比例阀精密控制技术、微电脑数字化处理技术，并选用高精度工业摄像机及机械测量平台，其智能化、自动化程度高，操作简单，精度高，是智能测量及控制领域中一种技术先进、性能优良的设备和方法。\n[0091] 压接过程如下：\n[0092] 启动检测设备，在显示面板上输入压接产品所需的压力值和位移值，设备控制系统将自动记录输入的压力值和位移值。测量设备控制系统输出控制命令到伺服电机驱动系统，从而控制伺服电机转动产生扭矩，伺服电机转动产生的扭矩传递到减速机，然后经联轴器将扭矩传递到丝杆，在丝杆旋转的同时带动移动滑块作做左右往复运动。移动滑块的运动方向由控制系统控制伺服电机正转反转实现。当电机正转过程中，带动移动滑块向右运动，固定在支撑板3上的编码器实时采集丝杆旋转的位移信号。同时安装在移动滑块的压杆也随移动滑块一起向右运动，直至压杆达到开机预置位移值，在此过程中，由于电机的不断正向旋转，压杆施加到被压接产品上的压力不断增大，此压力信号通过安装在压杆顶端的压力传感器实时采集，采集到的压力信号经过高精度24位AD转换器转换为数字信号送至DSP，经过DSP处理并与预先设定的压力作比较，当施加的力与预先设定好的压力相同时，DSP控制电机反转，移动滑块返程，同时DSP将实时采集到的光电编码器位移信号自动计算出移动滑块运行位移。最后，DSP将依据测量到的数据和位移公式计算出被压接产品的位移和压力值，同时将被测量物体的位移数据送液晶和PC机进行系统显示。\n[0093] 电控装置电路简介：\n[0094] 在本电控装置电路中，图5为整个电控装置的核心部分，它由TMS320F2812PGFQ及TMS320F2812PGFQ芯片必须的外围时钟电路、电源、复位电路、旁路电容构成，C10、C64、Y3构成时钟振荡电路，它为TMS320F2812PGFQ的时钟源，R99、C13为TMS320F2812PGFQ提供复位信号，M7为嵌位二极管，图3中其余电容为旁路电容。又外部压力传感器输出差分信号通过接口JP1的1脚、2脚输入ADS1234的11脚、12脚进行放大，放大器的放大倍数由TMS320F2812PGFQ编程实现，图11中，R19、R20、R155、R159、R160、R161、R162防止数字信号在高速传输过程中产生振铃现象，Y1主要是为ADS1234工作提供时钟源。ADS1234的\n23、24、25、26、27、28脚分别与TMS320F2812PGFQ的41、45、46、48、49、55相连，ADS1234采样控制指令由TMS320F2812PGFQ的41、45、46、48、49、55引脚输出。由于外部压力传感器输出电压为毫伏级信号，在本设计中选择高精度24位AD ADS1234芯片，该芯片采样分辨率为\n0.0012mv。外部输入光电编码的A、B、Z相脉冲信号通过接口JP2的4脚，JP3的1、2脚输入到运算放大器LM339的6、4、10脚进行信号整形，LM339整形处理后的信号从LM339的1、\n2、13脚输出到电平转换芯片IC10的2、3、4脚，在图5中，电阻R71、R72是为A相脉冲整形电路提供3.2V阈值电压, 在图6中，电阻R84、R85是为B相脉冲整形电路提供3.2V阈值电压, 在图7中，电阻R78、R79是为Z相脉冲整形电路提供3.2V阈值电压，光电编码器输出的Z相信号是光电编码器旋转一周，Z相输出一个脉冲信号。IC10主要是把外部输入的+5V的脉冲信号转换为TMS320F2812PGFQ兼容的+3.3V脉冲信号。IC10有两控制引脚1、19，IC10的1脚是控制IC10数据传输方向，IC10 19脚是IC10的使能脚，IC10,IC10的1、19脚分别与TMS320F2812PGFQ的107、109脚相连。IC10方向、使能控制信号由TMS320F2812PGFQ输出。从IC10的2、3、4、5脚输入的脉冲信号经电平转换之后从IC10的18、17、16、15脚输到TMS320F2812PGFQ正交编码电路的57、59、60、90脚。TMS320F2812PGFQ正交编码电路检测外部输入的A、B相脉冲上升沿和下降沿，TMS320F2812PGFQ将正交编码电路检测到的边沿数存放在TMS320F2812PGFQ内部计数器中。此正交编码电路计数器中的值为本设计位移测量提供了精度保证。TMS320F2812PGFQ 的90、94脚输出伺服电机控制信号，TMS320F2812PGFQ 的90、94脚输出的控制信号输到电平转换芯片IC10、IC11, IC10、 IC11把TMS320F2812PGFQ 的90、94脚输出的3.3V的信号转换为5V信号，此两路伺服电机控制信号从IC10 5、IC11 2脚输到TLC5618的1、2脚，此两路数字信号经过DA转换器TLC5618转换为模拟信号，转换后的模拟信号从TLC5618的4、7脚输出接口JP4的1、2脚。芯片IC11的数据传输方向和使能信号分别与TMS320F2812PGFQ的151、155脚相连，IC11的数据传输方向和使能信号控制指令由TMS320F2812PGFQ的107、109脚输出，电路中的电阻R40、R42、R45、R6、R44、R47起限流作用。电源模块外部输入电源电压为+12V，此电源模块为电路提供+10、+5V、+3.3V、+1.8V的工作电源。