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基于STM32的锁模力测控仪毕业设计

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软件简介

 目录
中文摘要 1
英文摘要 2
1 绪论 3
1.1 课题来源 3
1.2 课题研究背景 3
1.3课题研究意义 4
1.4 课题要求与主要研究内容 4
2 锁模力测量相关技术概述 6
2.1 应变片 6
2.2 惠斯通电桥 6
2.3 基于应变片的惠斯通电桥应力测量 7
2.4 磁附非接触式环规传感器 8
3 系统硬件设计 9
3.1 系统功能概述 9
3.2 系统硬件设计概述与器件选型 9
3.3 系统主芯片选型 10
3.4 系统硬件子模块设计 11
3.4.1 最小系统设计 11
3.4.2 电源模块设计 12
3.4.3 传感器信号采集与处理模块设计 13
3.4.4 参数存储模块设计 15
3.4.5 串口通讯模块设计 15
3.4.6 开关量控制模块设计 16
3.4.7 人机交互模块设计 17
3.4.8 系统报警模块设计 17
3.4.9 其他通讯模块设计 18
4 系统软件设计 19
4.1 STM32库开发介绍 19
4.2 系统软件设计概述 19
4.3 系统软件子模块设计 21
4.3.1 传感器数据采集、处理程序设计 21
4.3.2 串口通信程序设计 23
4.3.3 参数存储程序设计 26
4.3.4 人机交互程序设计 27
4.3.5 开关量控制与系统报警程序设计 29
5 系统调试 31
5.1 信号采集与处理调试 31
5.2 串口通信调试 33
5.3 参数存储模块调试 34
5.4 人机交互模块调试 34
5.5 系统整体调试 35
总结 37
谢辞 38
附录 39
附录1:硬件原理图 39
附录2:实物图 43
附录3:源程序代码 45
附录4:参考文献 59

基于STM32的锁模力测控仪设计与实现
摘要:锁模力作为注塑机的一项重要指标,指的是注射机的合模机构对模具所施加的夹紧力。对于一种塑件的成型,只有准确地检测出注塑机实际锁模力和四根拉杆分别实际受力情况,才能够有效防止格林柱断裂,降低产品不良率,减少模具的磨损。本文描述的系统基于低功耗单片机STM32的MCU,能够连接8只全桥传感器同时测量注塑机4根格林柱形变量,根据测量的形变计算出格林柱的锁模力并将测量结果上传至上位机。本文先是对系统的硬件设计进行了详细的分析,之后又详细介绍了各个模块的软件设计,最后对整个系统的调试进行了具体的论述。通过反复的测试与修正,系统能够达到预期的目标。
关键词:锁模力;全桥电路;注塑机;测试仪
本项毕业设计课题源自某企业合作项目,用于对注塑机的锁模力进行测试,来保证产品的良品率。
1.2 课题研究背景
近年来,塑料制品的广泛应用为注塑机行业的发展提供了不竭动力,而塑料行业的巨大发展潜力也为塑料机械行业的迅猛成长开拓了广阔的空间。注塑机是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备,由于注塑机成型塑料制品时采用的是注射兼模塑的成型方法,故又称为注射成型机。锁模力作为注塑机的一项重要指标,指的是注射机的合模机构对模具所施加的夹紧力,其设定是为了抵抗塑料熔体在较高的注射压力下充填模具时所产生的胀模力。目前注塑制品市场竞争异常激烈,因而要求其生产必须在提高制品质量的同时有效降低生产成本,然而,由于检测技术的落后和精密检测仪器的缺少,注塑机生产厂家在设计时一般只能计算出理论锁模力,对生产过程中的注塑机的实际锁模力无法检测,产品销出后,往往会因为锁模力达不到客户要求而发生买卖纠纷,更重要的是,由于无法对生产过程中的注塑机的实际锁模力进行检测,使得无法得知注塑机四根格林柱的受力应变情况(锁模力主要由注塑机中四根格林柱承受),一旦格林柱受力分布很不均匀,则在合模时会发生格林柱断裂,导致注塑机和模具的损坏, 严重时甚至会出现生产安全事故。
自20世纪30年代电阻应变计问世以来,应变电测方法和技术作为实验力学的重要组成部分经历了长期的发展,逐步广泛应用于各种工程结构的应力分析,制成的各种传感器推广应用于各个领域。
近十年多年来应变电测与传感器技术得到很大的发展,并广泛应用于各种工程和领域。目前最常用的锁模力测量的方法是采用测量传感器将非电量转换成电量输出,即是利用(粘贴式)电阻应变片将注塑机合模时四根格林柱的受力应变位移量转换成模拟电量输出,然后先经过处理电路进行采集、滤波、放大、A/D转换,最后将采集到的值经过相关的计算,修正得出实际的锁模力。
1.3课题研究意义
注塑机四根格林柱上锁模力是否经过优化以及负载是否均匀分布是评价注塑机性能的重要指标。对于一种塑件的成型,只有准确地检测出注塑机实际锁模力和四根拉杆分别实际受力情况,才能够有效防止格林柱断裂,保持机器和模具的平衡度,降低产品不良率,减少模具的磨损和喷料,确保机器曲臂和格林柱不会超负载运行。载荷均匀分布的注塑机是确保制品品质,保护模具和注塑机本身以及延长模具和注塑机的寿命的关键,因此,准确地测量出注塑机使用过程中的锁模力是非常重要的。
另外平行度在注塑过程中扮演着尤为重要的角色。如果模板或模具不平行,则每根拉杆所承受载荷不同,有可能造成拉杆断裂,从而导致机器损坏、生产中断。如果在注塑机的格林柱上安装测量装置,对格林柱上锁模力大小进行实时测量与跟踪,并在生产中根据实时测量结果对格林柱上锁模力大小进行调整与控制,则可避免由于注塑机载荷分布不均导致的生产质量问题和生产安全问题。
1.4 课题要求与主要研究内容
本毕业设计项目包括系统硬件、软件设计。
本系统研究设计的主要内容包括:
1.实现同时对注塑机4根格林柱形变量以及受力载荷的实时测量,测量精度为:±0.5%F.S;2
2.实现测试仪器的开关量控制功能,测量数值超出设定阈值后,输出开关量信号,控制仪器外设通断;
3.实现按键修改格林柱直径,单位切换功能;
4.实现测试仪器的通讯功能,测试仪器可以配合上位机软件完成系统校准并将测试结果上传至上位机。

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