【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯系　　部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 姓 名： 學(xué) 號： 外文出處：Research on menutyped man machine interaction system of digital TIG welding machine 附 件： ；。 指導(dǎo)教師評語：中文翻譯基本符合英文原意。 簽名： 注：請將該封面與附件裝訂成冊。附件1：外文資料翻譯譯文 數(shù)字化TlG焊機(jī)菜單式人機(jī)交互系統(tǒng)的研究何建萍，張春波 ，吳毅雄 ，焦復(fù)杰摘要： 在采用TMS320F240數(shù)字信號處理器和AT89C2051彈片機(jī)的DSPMCU雙處理器實(shí)現(xiàn)集實(shí)時(shí)信息采集、實(shí)時(shí)信息處理、實(shí)時(shí)控制算法運(yùn)算、實(shí)時(shí)控制等為一體的全數(shù)字化TIG焊機(jī)多任務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用菜單式鍵盤輸入和液晶顯示（LCDLiquid Crystal Display）數(shù)字化輸入/輸出設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了面向用戶、操作靈活方便的可進(jìn)行TIG焊接工藝參數(shù)設(shè)置修改和焊接現(xiàn)場信息顯示參數(shù)修改的數(shù)字化信息化人機(jī)交互系統(tǒng)。這種人機(jī)交互系統(tǒng)作為全數(shù)字化TIG焊機(jī)多任務(wù)系統(tǒng)的一項(xiàng)任務(wù)，與其他任務(wù)的時(shí)間協(xié)調(diào)是影響其穩(wěn)定可靠操作的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作靈活，現(xiàn)場顯示明了；參數(shù)設(shè)置精度高，抗干擾能力強(qiáng)。關(guān)鍵詞： 人機(jī)交互系統(tǒng)； 數(shù)字化； 雙處理器； 菜單引言自20世紀(jì)90年代第一臺FRONIUS數(shù)字化焊機(jī)問世以來．有關(guān)焊機(jī)的數(shù)字化研究越來越多，并逐步成為焊接電源的主要發(fā)展方向之一。數(shù)字化TIG焊機(jī)包括數(shù)字化的電源主電路、數(shù)字化的控制系統(tǒng)和數(shù)字化的人機(jī)交互系統(tǒng)，其中控制和主電路是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化焊接電探的關(guān)鍵，人機(jī)交互系統(tǒng)是數(shù)字化焊接電源的外在表現(xiàn)。 人機(jī)交互系統(tǒng)是人機(jī)最直接的操作界面，是操作者向計(jì)算機(jī)輸入信息、發(fā)出指令及觀察現(xiàn)場參數(shù)和信息的窗口，它應(yīng)具有友好性、靈活性、功能性、明確性、一致性、可靠性等特點(diǎn)。國外已有焊機(jī)將液晶顯示和鍵盤操作相結(jié)合+進(jìn)行焊接方法、焊接工藝參數(shù)設(shè)置和信息顯示等的人機(jī)交互過程，如奧地利FroniUS公司的TransSynergic 4000／5000及TransPuls svnergi270O ，5000全數(shù)字化焊機(jī)，具有脈沖MIG、直流MIG．手弧焊、TIG 焊等多種工藝方法的不同材質(zhì)、不同焊絲直徑的多功能焊接人機(jī)界面；美國MK(Mike Kensrue)產(chǎn)品集團(tuán)公司的MK CobraTig150焊機(jī)，具有用戶友好的LCD（Liquid Crystal Display）編程界面；美國Miller公司基于微處理器控制的Automatic—M型焊機(jī)，可在一個(gè)人機(jī)界面上進(jìn)行MIG、脈沖MIG和自適應(yīng)的脈沖MIG焊。上述焊機(jī)均是基于微處理器，由鍵盤設(shè)置功能和參數(shù)，通過LCD顯示的人機(jī)界面，并以功能鍵的人機(jī)交互方式為主。文[4]介紹了一種基于PC(Personal Computer)機(jī)的人機(jī)界面。國內(nèi)有關(guān)焊接電源的MCU或MPU控制，但多局限于控制系統(tǒng)，尚未有詳盡的有關(guān)人機(jī)交互系統(tǒng)數(shù)字化的研究和報(bào)道。1 人機(jī)交互方式的選擇人機(jī)交互的常用方法有問答式對話、菜單交互、功能鍵、圖符、命令語言界面、查詢語言界面、自然語言界面等。其中前3種適合于過程控制現(xiàn)場的人機(jī)交互，后4種則適合于后臺操作的人機(jī)交互。焊機(jī)的人機(jī)交互可分為焊前準(zhǔn)備的人機(jī)交互和焊接過程中的人機(jī)交互，為過程控制現(xiàn)場的人機(jī)交互情況。因此，本研究中就問答式對話、菜單交互、功能鍵這3種人機(jī)交互方法進(jìn)行展開討論。問答式對話是最簡單的人機(jī)交互方式，它是由系統(tǒng)起動的對話，系統(tǒng)使用自然語言指導(dǎo)性提問，提示用戶進(jìn)行回答。其優(yōu)點(diǎn)是：容易使用、容易學(xué)習(xí)，軟件編程實(shí)現(xiàn)容易，用戶回答范圍小，因此不易出錯(cuò)。缺點(diǎn)是：效率不高，速度慢，靈活性差，修改擴(kuò)充不方便。使用功能鍵可代替輸入命令等完成系統(tǒng)功能。其好處不言而喻，如：減少用戶的記憶負(fù)擔(dān)，加快操作，減少輸入量，較少出錯(cuò)率。但缺點(diǎn)也很明顯，如：功能鍵定義帶任意性，缺少標(biāo)準(zhǔn)化；不標(biāo)準(zhǔn)或不一致的功能鍵定義會引起記憶和操作上的麻煩；如果系統(tǒng)功能過多，則需要過多的功能，需要增加功能鍵數(shù)。也就容易引起混淆。2 TIG 焊人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想 焊接電源的人機(jī)交互系統(tǒng)要完成焊接參數(shù)的設(shè)置、焊接工藝的選擇、焊接過程中參數(shù)的修改、焊接過程提示、焊接參數(shù)動態(tài)顯示等一系列功能，并且為了減少硬件，采用盡可能少的鍵來完成操作。 本研究中，采用了“MENU”、“CONFIRM”、“Up,’、“DOWN”4個(gè)鍵。并把顯示的內(nèi)容主要分為6個(gè)界面：友好界面、Menu界面、參數(shù)預(yù)置界面、參數(shù)修改界面、焊接等待界面、焊接現(xiàn)場界面。這4個(gè)鍵操作和6個(gè)界面顯示的人機(jī)交互過程如圖l所示。 開機(jī)時(shí)。系統(tǒng)首先顯示友好界面，并監(jiān)測鍵盤操作，當(dāng)檢測“MENU”鍵按下，則系統(tǒng)進(jìn)入菜單界面。根據(jù)TIG焊機(jī)工作的2大部分，菜單界面中有3個(gè)選項(xiàng)：預(yù)置(PRE—SET)、焊接(WELD)、退出(EXIT，可通過“UP”、“DOWN”鍵移動光標(biāo)進(jìn)行選擇，當(dāng)光標(biāo)在PRESET位置時(shí)按下“CONFIRM”鍵，系統(tǒng)進(jìn)入?yún)?shù)預(yù)置界面。即進(jìn)行焊機(jī)焊接前的準(zhǔn)備工作；當(dāng)光標(biāo)在WELD位置時(shí)按下“COFIRM”鍵，系統(tǒng)進(jìn)入焊接等待界面；當(dāng)光標(biāo)在EXIT位置時(shí)按下“CONFIRM”鍵。系統(tǒng)回到友好界面。 根據(jù)焊接過程所需參數(shù)的個(gè)數(shù)，參數(shù)預(yù)置有相應(yīng)的頁數(shù)。本研究根據(jù)rrIG焊焊接過程的需要，設(shè)置了8個(gè)參數(shù)：預(yù)氣時(shí)間、延氣時(shí)間、電流上升時(shí)間、電流下降時(shí)間、引弧電流、初始電流、焊接電流、終止電流。在參數(shù)預(yù)置界面。通過“UP”、“DOWN”鍵選擇參數(shù)。顯示相應(yīng)參數(shù)的提示頁，當(dāng)某一參數(shù)選擇之后按下“CONFIRM”鍵，進(jìn)入?yún)?shù)修改界面，用“UP”、“DOWN”鍵進(jìn)行該參數(shù)的設(shè)置，當(dāng)該數(shù)設(shè)置完后再按“CONFIRM”鍵，可回到參數(shù)預(yù)置界面，繼續(xù)通過“UP”、“DOWN”鍵選擇其他參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，直到所需的參數(shù)均預(yù)置完后，按“MENU”鍵可回到菜單界面。 在焊接等待界面，當(dāng)可靠檢測到焊槍合上時(shí)，則系統(tǒng)進(jìn)入焊接現(xiàn)場界面，即進(jìn)入焊機(jī)焊接時(shí)對各部分的檢測、采集及控制，這時(shí)系統(tǒng)一方面動態(tài)顯示焊接過程的各階段及相應(yīng)階段的現(xiàn)場主要參數(shù)，另一方面可通過“UP”、“DOWN”鍵修改焊接現(xiàn)場的焊接電流值，直到焊接過程結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)回到友好界面。3 TIG 焊人機(jī)交互系統(tǒng)的工作原理3．1 TIG焊人機(jī)交互系統(tǒng)的硬件原理 本研究的雙CPU人機(jī)交互系統(tǒng)采用了美國TI公司的TMS320F240數(shù)字信號控制器(DSPs)以及ATMEL公司的AT89C2051芯片(單片機(jī))，并以TMS320F240為主控芯片，以AT89C2051為液晶顯示控制，液晶顯示采用字符型液晶顯示模塊MDLS16465。在人機(jī)交互的過程中，TMS32OF240實(shí)時(shí)地進(jìn)行鍵盤掃描，掃描的鍵盤操作經(jīng)過鍵值判斷和過程判斷后，將相應(yīng)的信息傳送給205l進(jìn)行顯示；在焊接過程中，TMS320F240通過 實(shí)時(shí)地采集焊接現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后發(fā)送給AT89C2051進(jìn)行現(xiàn)場信息的動態(tài)顯示。圖2是以TMS320F240為核心的人機(jī)交互系統(tǒng)工作原理結(jié)構(gòu)圖。TMS32OF24O與AT89C2051之間的通信采用軟協(xié)議的異步通信，TMS32OF240通過發(fā)送信號線DSPRXD向A1 051發(fā)送狀態(tài)和數(shù)據(jù)，通過DSPRXD從AT89C2051接收數(shù)據(jù)。4個(gè)鍵盤在硬件上按照一行排列，因此鍵盤接口只需1根行線和4根列線，其中，行線是輸出掃描線，由TMS320F240的PC7接行線；