玻璃横切结构及人机界面系统设计

玻璃横切结构及人机界面系统设计(开题报告,外文翻译,设计说明书16000字,程序,cad图纸7张)
摘要
本次毕业设计的题目是设计一种基于单片机控制的玻璃横切机。主要设计内容为：设计玻璃横切机的机械结构及人机界面系统。机械结构部分的设计确定为步进电动机带动的同步带传动系统。控制系统采用AT89C51为CPU。由矩阵键盘和RT12864M汉字图形点阵液晶显示模块组成人机界面系统。
首先，分析了玻璃横切机的市场前景及其在玻璃生产中的重要作用。然后，确定机械结构。根据现有的玻璃横切机的结构将其分类，并归纳出每一类玻璃横切机的机械机构特征、运行特征、切割原理等。本设计最终选用了其中的斜置、速度控制式的机械结构。基于这种机械结构，对步进电动机、同步带进行了选型和计算。绘制了机械结构装配图及部分零件图。
对于玻璃横切机的人机界面系统，本设计主要大致完成其程序的编写。即液晶显示四组控制参数，并可以通过键盘修改这些参数。本文中包括了各级程序流程图及其对应的说明。大致包括LCD驱动、键盘监控、液晶显示三个程序块。详见正文。

关键字 玻璃横切机; 步进电动机; 同步带; 单片机; 人机界面系统 ;液晶
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[资料来源：www.doc163.com]

This graduation project's topic is the design of one kind of the auto glass-cutter which controls based on the Microcontroller. The main content of the design is: the machine mechanism and man-machine contact surface system of the glass-cutter’s design .The mechanism part's design I determined it as that Pulse motor gives the power and the Transmission system transfer the power to the Ambulacrum.The control system uses AT89C51 as CPU. Forms the man-machine contact surface department of the matrix keyboard and the RT12864M Chinese character graph lattice liquid crystal display module.
First, has analyzed the glass-cutter’s market prospect and its influential role in the glass production. Then, determination of the machine mechanism. According to the existing glass-cutter’s structure I staple then to same types, and then concluded the mechanism character, sport character, cutting principle of each of the types. And so on.
This design finally has selected the tilts, speed control-like mechanism. Based on this kind of mechanism, I did the choice of the Pulse motor, ambulacrum’s and the count, checkout of them. I had drawn up the drawing of mechanism assembly and some part drawings. [来源：http://www.doc163.com]
Regarding the glass-cutter’s man-machine contact surface system, this design mainly completes its program’s compilation. Namely the liquid crystal display shows the four groups of controlled variables, and may revise these parameters through the keyboard. This article has included all levels of program flow diagram and the corresponding explanation. Includes the LCD actuation, the keyboard monitoring, and the liquid crystal display three blocks approximately. For details sees the main text.
Key-words  glass-cutter ; Pulse motor ;ambulacrum ; Microcontroller ; man-machine contact surface system  ;  liquid crystal display module

研究方向、内容
随着单片机、PLC技术的发展，传统的控制系统逐渐被新型智能控制系统取代。鉴于PLC比单片机成本高，且输入/输出点数受到限制。本次毕业设计我主要研究单片机技术的全自动玻璃横切结构，分别对其机械结构和人机界面系统进行设计。
以下为欲设横切机的功能设定：
1）机械系统功能：
切割速度方向要求：玻璃带为运动的带状物体, 运动速度为V L。为了保证成品玻璃板为矩形, 横切机的切刀必须同时具有纵向与横向两个方向的运动 (如图1 所示)。纵向运动使切刀与玻璃带保持运动同步, 即纵向运动速度V Z 与玻璃带运动速度V L 保持一致; 而横向运动则使切刀完成切割工作, 其运动速度为V H。 [资料来源：Doc163.com]
刀架运动要求；接到单片机控制信号后，落刀，由同步带带动沿横梁方向切割玻璃，抬刀，返回原落刀点。其中落刀刀口压力要控制在指定厚度的玻璃的承载范围之内。要保证其对玻璃的冲击不至于使玻璃损坏。
横梁的直线度不低于对玻璃的直线度的要求。
2）人机界面系统功能：
手动输入所要切割的玻璃的长度，切片数量，落刀位置，抬刀位置等参数，并可以通过键盘修改相关参数。键盘设置急停键，抬刀键、回车键，以便切割出现问题时手动处理。
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主要内容：
1.    设计玻璃切割机的机械结构。根据玻璃切割机的工况，设计合理的机械结构，达到结构简洁、工作可靠、易维护的设计目的。
2.    设计人机界面系统。包括人机界面的单片机硬件电路，设计相关软件，画出程序流程图，然后分别编写各个模块程序，包括：LCD驱动程序、、键盘监控程序、显示程序等。

主要设计技术指标：
1.    使用最大原版宽度  4.5 m ；
2.    对角线切割精度  ＋ 5mm ，切割直线度  0.5 ；
3.    使用玻璃厚度  1.5－19 mm ;
4.    最大回车速度 3m/s ，适用玻璃带速度 50m-1200m/H ;
5.    安装斜置角7° ；
6.    控制器带有LCD和键盘，能够显示切片数量、落刀位置、抬刀位置等参数，并可以通过键盘修改相关参数。

目录
摘要（中文）…………………………………………………………………………………І
（英文）…………………………………………………………………………………П
第一章概述……………………………………………………………………………………1
1.1我国玻璃市场现状………………………………………………………………………………………1
1.2 我国浮法玻璃技术与国际先进水平的差距…………………………………………………………1
1.3 高精度玻璃切割的必要………………………………………………………………………………1

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1.4 玻璃横切机的分类……………………………………………………………………………………1
第二章 设计方案……………………………………………………………………………7
2.1研究内容………………………………………………………………………………………………7
2.2实现方法…………………………………………………………………………………………………7 [资料来源：www.doc163.com]
2.3设计任务…………………………………………………………………………………………………9
2.4 总体方案的确定………………………………………………………………………………………10
第三章 机械部分设计计算…………………………………………………………………11
3.1 机械传动部件的计算与选型…………………………………………………………………………11
3.2 机械装配图的绘制……………………………………………………………………………………17
第四章 控制系统设计、编程………………………………………………………………19
4.1控制系统硬件电路设计………………………………………………………………………………19
4.2 人机界面的软件设计…………………………………………………………………………………19 [资料来源：http://doc163.com]
结束语………………………………………………………………………………………36
参考文献……………………………………………………………………………………37