【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)建客戶(hù)區(qū)內(nèi)的各個(gè)功能模塊。 （ 2） CPMACView 類(lèi) 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 17 該類(lèi)是應(yīng)用程序自動(dòng)創(chuàng)建的視圖類(lèi)，負(fù)責(zé)管理所有 與視圖有關(guān)的工作，包括圖形的繪制、放大與縮小、清屏，以及圖形仿真等。 （ 3） CJog 類(lèi) 該類(lèi)從 CformView 中派生，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的手動(dòng)控制模塊，也是系統(tǒng)與PMAC 通訊的重要的模塊之一。通過(guò)該模塊用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn) X 軸或者 C 軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、回零等操作。為了方便，在該類(lèi)中設(shè)置了 NC ON 和 NC OFF兩個(gè)開(kāi)關(guān)，由他們來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉系統(tǒng)與 PMAC 的通訊。 NC ON 開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)與 PMAC 建立通訊聯(lián)系，下載相應(yīng)的變量設(shè)置程序和 PLC 程序，開(kāi)啟控制面板。 NC OFF 開(kāi)關(guān)正好相反，負(fù)責(zé)關(guān)閉相應(yīng)的 PLC 程序，關(guān)閉控制面板。在該類(lèi)中，設(shè) 置了一個(gè)多媒體計(jì)時(shí)器，每隔 10 毫秒從 PMAC 中讀取需要采集的多種數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行相應(yīng)的處理和轉(zhuǎn)換后賦給相應(yīng)的變量。 （ 4） CXCPos 類(lèi) 該類(lèi)從 CformView 中派生，主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的顯示 X軸和 C軸的位置。在系統(tǒng)啟動(dòng)之后，該類(lèi)讀取通過(guò) Cjog 類(lèi)的多媒體計(jì)時(shí)器從 PMAC中采集回來(lái)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，實(shí)時(shí)顯示在軟件界面上。通過(guò)該模塊，用戶(hù)可以實(shí)時(shí)的了解到當(dāng)前各軸的進(jìn)給位置。 （ 5） CFNN 類(lèi) 該類(lèi)是根據(jù)模糊神經(jīng)網(wǎng)路的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)訓(xùn)練算法，利用 C＋＋寫(xiě)的類(lèi)，無(wú)基類(lèi)，用于構(gòu)建模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，是系統(tǒng)控制算法的 主要類(lèi)之一。囊括了模糊神經(jīng)網(wǎng)路的初始化、模糊化、學(xué)習(xí)訓(xùn)練，仿真輸出的多種功能。 （ 6） CFNNTain 類(lèi) 該類(lèi)從 CDialog 中派生，負(fù)責(zé)系統(tǒng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)路訓(xùn)練等工作。通過(guò)該類(lèi)，軟件系統(tǒng)利用模糊神經(jīng)網(wǎng)路將實(shí)際控制訓(xùn)練好，并將結(jié)果保存好。 （ 7） CcontrolPanel 類(lèi) 該類(lèi)從 CformView 中派生，是輔助模塊之一，主要包括數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、系統(tǒng)設(shè)置等多種操作。通過(guò)該類(lèi)，實(shí)現(xiàn)了將系統(tǒng)通常用的功能放置與人機(jī)界面上，極大的方便了用戶(hù) 快速進(jìn)行各種操作。 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 18 （ 8） CLoadSCB 類(lèi) 該類(lèi)從 Cdialog 類(lèi)中派生，用于處理各種升程表參數(shù)，包括升程表的創(chuàng)建、轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)、錯(cuò)誤檢查等。用戶(hù)可以直接在該類(lèi)中輸入車(chē)體升程數(shù)據(jù)，也可以先創(chuàng)建生成表的文本文件，再在該類(lèi)中加載，設(shè)定后系統(tǒng)將自動(dòng)把所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式保存到文件（ *.lft）中 （ 9） CcamArg 類(lèi) 該類(lèi)從 Cdialog 類(lèi)中派生，用于處理各種參數(shù)，設(shè)定后系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式保存到文件 (*.cam)中。 （ 10） Ccamshaft 類(lèi) 該類(lèi)從 Cdialog 類(lèi)中派生，用于構(gòu)建整個(gè)凸輪軸的尺寸參數(shù)，包括凸輪個(gè)數(shù)、 （ 11） CCAMID 類(lèi) 該類(lèi) 從 CDialog 類(lèi)中派生，負(fù)責(zé)加工文件的數(shù)據(jù)處理。主要的數(shù)據(jù)計(jì)算、轉(zhuǎn)化等工作都在該類(lèi)中進(jìn)行，并得到最后用于凸輪軸加工的加工數(shù)據(jù)文件（ *.sc）。 （ 12） CmanuInfo 類(lèi) 該類(lèi)從 CFormView 類(lèi)中派生，負(fù)責(zé)實(shí)際運(yùn)動(dòng)控制模塊，主要包括查找運(yùn)動(dòng)控制代碼、路徑規(guī)劃 的選擇 方式 以及 攪拌機(jī)器人運(yùn)動(dòng) 控制等，也是系統(tǒng)與 PMAC 通訊的重要模塊之一。 PMAC 通訊驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫(kù) 為了方便 PMAC 與上層應(yīng)用程序之間進(jìn)行通訊， Delta Tau 公司提供了 Pm32 通訊驅(qū)動(dòng)程序作為上層應(yīng)用程序與 PMAC 之間的通 訊橋梁。 Pm32 是一個(gè)非常有效的開(kāi)發(fā)工具，幾乎囊括了所有 PMAC 的通訊方法，并且與 VC＋＋等開(kāi)發(fā)軟件有很好的兼容性。它由 、 三個(gè)文件組成，包含了 250 多個(gè)函數(shù)。 本論文中主要用到以下幾個(gè) Pm32 函數(shù)，簡(jiǎn)要介紹如下： （ 1） BOOL OpenPmacDevice(DWORD dwDevice) 這個(gè)函數(shù)為應(yīng)用程序使用 PMAC 打開(kāi)了一個(gè)通道。應(yīng)用的前提是已本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 19 經(jīng)安裝調(diào)試好動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，并且 PMAC 已經(jīng)在這個(gè)操作環(huán)境下注冊(cè)完畢，能夠有效的尋址。其參數(shù) dwDevice 為希望打開(kāi)的設(shè)備號(hào)，一般為 0。返回值為 TRUE 則表示連接成功。 （ 2） BOOL ClosePmacDevice(DWORD dwDevice) 當(dāng)程序運(yùn)行完畢，必須關(guān)閉所打開(kāi)的通道，此函數(shù)就是實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能。參數(shù)及返回值意義與打開(kāi)通道函數(shù) OpenPmacDevice（）相同，且必須與 OpenPmacDevice 配對(duì)使用。 （ 3） BOOL PmacConfigure(HWND hwnd, DWORD dwDevice) 該函數(shù)可以設(shè)置 PMAC 與上位機(jī)的通訊方式：總線通訊或者串行口通訊。當(dāng)?shù)谝淮伟惭b PMAC 或者 PMAC 跳線地址發(fā)生改變的時(shí)候，必須調(diào)用該函數(shù)設(shè)置 PMAC 的通訊方式和總線地址（當(dāng)選擇總線通訊時(shí)）。 （ 4） void PmacSendCommandA(DWORD dwDevice, PCHAR mand) 該函數(shù)直接發(fā)送一條指令到指定的 PMAC，參數(shù) mand為發(fā)送的命令字符串。該函數(shù)并不從 PMAC中得到相應(yīng)的發(fā)應(yīng)。 （ 5） Void PmacSetVariableDouble(DWORD dwDevice,char ch,UINT num,double val) 通過(guò)該函數(shù)可以在程序中動(dòng)態(tài) 的設(shè)定指定變量的值，其中參數(shù) ch為 PMAC 中變量的類(lèi)型（ P、 I、 Q、 M 等），參數(shù) num 為參數(shù)號(hào)， val 為希望賦予的值。 （ 6） void PmacDownloadFile(DWORD dwDevice,char *fname) 該函數(shù)下載指定的文件到 PMAC 中，參數(shù) fname 為指定文件的完全路徑（包括文件名）?？梢韵螺d的文件包括變量設(shè)置程序、 PMAC 運(yùn)動(dòng)程序以及 PLC 程序。 （ 7） int PmacGetResponseA(DWORD dwDevice,PCHAR response, UINT maxchar, PCHAR mand) 發(fā)送一個(gè)命令字符串（如“ 1j+”，“ Open Prog1”，“ M162”等）給 PMAC，并從緩沖區(qū)中得到 PMAC 的反應(yīng)。它能處理大多數(shù)與 PMAC 通訊的要求，并總是能保證命令字符串與反應(yīng)字符串相匹配。參數(shù)response 是指向存儲(chǔ) PMAC 反應(yīng)代碼的字符串緩沖區(qū)的指針； maxchar是可以傳送的字符串的最大字符數(shù)； mand 是指向所傳送字符串的指本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 20 針。如果函數(shù)執(zhí)行成功，將返回所接受的字符數(shù)，包括握手字符。 控制系統(tǒng)軟件應(yīng)用： 控制系統(tǒng)軟件流程圖 本控制系統(tǒng)軟件實(shí)在 Windows2020 平臺(tái)上利用 Visual C++ 開(kāi)發(fā)的單文檔 (SDI)MFC 應(yīng)用程序， 可以再 WIN95/98/NT/2k/XP 等平臺(tái)上運(yùn)行，建議在 1024*768 分辨率下運(yùn)行該程序。該程序具有通用的Windows 應(yīng)用程序風(fēng)格，使用方便，操作簡(jiǎn)單。圖 33 所示 系統(tǒng)工作流程圖。 圖 3－ 4 所示為控制系統(tǒng)軟件的手動(dòng)控制模塊流程圖，該模塊是攪拌機(jī)器人控制系統(tǒng)所不可缺少的一部分，該模塊可以進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)置設(shè)計(jì)，控制兩個(gè)電機(jī)的速度，從而控制攪拌機(jī)器人兩輪在 X 軸、 Y軸的方向 的運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)控制也可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的停止，當(dāng)攪拌機(jī)器人遇到故障或想停止當(dāng)前運(yùn)動(dòng)時(shí)啟動(dòng)停止按鈕，運(yùn)動(dòng)程序終止。此外該模塊還具有復(fù)位清零的功如圖 3－ 5 所示。 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 21 啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入系統(tǒng)界面進(jìn)入系統(tǒng)界面 啟動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)參數(shù)、下載，系統(tǒng)回零手動(dòng)控制 路徑規(guī)劃控制運(yùn)動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)停止進(jìn)入系統(tǒng)界面關(guān)閉控制系統(tǒng)清除 程序及相關(guān)參數(shù)運(yùn)動(dòng)停止 圖 33 系統(tǒng)工作流程圖。 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 22 手動(dòng)控制軸正向運(yùn)動(dòng)軸正向運(yùn)動(dòng)軸反向運(yùn)動(dòng)軸反向運(yùn)動(dòng)手動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)清零復(fù)位相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)定取消暫停運(yùn)動(dòng)結(jié)束 運(yùn)動(dòng)停止系統(tǒng)設(shè)置卡設(shè)置 圖 34 手動(dòng)調(diào)試 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 23 系統(tǒng)設(shè)置卡設(shè)置運(yùn)動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)結(jié)束暫停取消相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)定備用開(kāi)關(guān)快速清零系統(tǒng)清零軸清零軸清零手動(dòng)控制 圖 35 手動(dòng)復(fù)位 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 24 系統(tǒng)啟動(dòng)與配置 圖 3－ 6 是液下攪拌機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件的啟動(dòng)界面，在任何時(shí)候用戶(hù)都可以雙擊“ PMAC 卡控制系統(tǒng) .exe”來(lái)啟動(dòng)該 系統(tǒng)。 圖 3－ 6 控制系統(tǒng)啟動(dòng)界面 系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中又是需要得到 PMAC自帶軟件包 PEWIN32和 PMACPlot的支持。如果在每次啟動(dòng)的時(shí)系統(tǒng)無(wú)法從注冊(cè)表中找到這些軟件包的位置信息，用戶(hù)可以通過(guò)軟件“系統(tǒng)”菜單下的“ PMAC 軟件配置”選項(xiàng)在第一次運(yùn)行系統(tǒng)的時(shí)候進(jìn)行配置，如圖 3－ 7所示。一旦正確配置成功，系統(tǒng)將相應(yīng)的信息寫(xiě)入到 Windows 操作系統(tǒng)的注冊(cè)表中。 該配置只需一次配置，以后啟動(dòng)的時(shí)候系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)查找。 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 25 圖 3－ 7 控制系統(tǒng) PMAC 軟件配置對(duì)話框 上位機(jī)軟件正常啟動(dòng)以后，單擊 手動(dòng)控制區(qū)的“ NC ON”按鈕，系統(tǒng)與 PMAC 建立通訊，下載必須的 PMAC 變量定義和 PLC 程序到 PMAC 中，并且完成系統(tǒng)的初始化工作，包括系統(tǒng)回零、 PLC 程序啟動(dòng)等，如圖 3－ 8 所示。同時(shí)，在運(yùn)動(dòng)結(jié)束以后要退出系統(tǒng)之前，必須單擊“ NC OFF”按鈕，關(guān)閉系統(tǒng)與 PMAC 的通訊，清除運(yùn)行的 PLC 程序，并將停止各軸的運(yùn)動(dòng)工作，如圖 3－ 9 所示，如果沒(méi)有關(guān)閉 NC 系統(tǒng)就退出系統(tǒng)，則系統(tǒng)拒絕執(zhí)行該命令。 3－ 8 控制系統(tǒng)啟動(dòng)圖 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 26 3－ 9 控制系統(tǒng)關(guān)閉圖 信息檢測(cè) 對(duì)于本課題中的機(jī)器人小車(chē)，其工作 環(huán)境時(shí)圓形儲(chǔ)漿罐，儲(chǔ)漿罐的邊界可以通過(guò)傳感器探測(cè)邊界得到，因此可異把他的環(huán)境分類(lèi)為結(jié)構(gòu)化環(huán)境，并且環(huán)境是靜態(tài)的。小車(chē)行走的目的就是為了把液體的濃度攪拌均勻，避免沉淀物的形成，因此這就要求小車(chē)在整個(gè)儲(chǔ)漿罐的的行走并且效率盡可能高，詭計(jì)要求有一定的規(guī)劃，所以它的性能指標(biāo)應(yīng)該是便利性和軌跡不重復(fù)性。 同時(shí)要求機(jī)器人小車(chē)在遇到障礙物時(shí)（罐壁）時(shí)，要求能夠判斷其存在并按一定要求繞過(guò)它，利用機(jī)器人小車(chē)自身的傳動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和視覺(jué)信息，描繪環(huán)境特征（主要是圓形罐壁），并以此為基礎(chǔ)對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃。根據(jù)前一章節(jié)中所確定的路徑方 案，確定行走路線： 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 27 圖 3－ 3 行走路線 即從圖所示的最外圈紅色箭頭處開(kāi)始行走，走到綠色箭頭處在轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎后里面的半徑最外圈的小一米，繼續(xù)先按綠色方向行走，如此循環(huán)。 液下攪拌機(jī)器人行走情況 分析 （ 1）：小車(chē)沿軌道內(nèi)偏： 圖 3－ 4 軌道內(nèi)偏 本 科 畢 業(yè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 28 假設(shè)當(dāng)小車(chē)并沒(méi)有沿圖示的綠色軌道行走，而是按著圖中紅色的箭頭方向走的時(shí)候，表明機(jī)器人小車(chē)行走過(guò)程中發(fā)生誤差（這個(gè)偏離誤差 也可以按照車(chē)上安裝的超聲波發(fā)射探頭檢測(cè)到的里墻壁的距離來(lái)判斷，假如誤差大于 ,則必須對(duì)小車(chē)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整），表現(xiàn)為向內(nèi)偏離軌道，則必須進(jìn)行調(diào)整。 超聲波接收裝置 圖 3－ 5 調(diào)整內(nèi)偏 按照車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，則應(yīng)該加大車(chē)輛內(nèi)輪轉(zhuǎn)速，使它按照?qǐng)D 3－ 5 所示返回到既定軌道繼續(xù)前進(jìn)。 （ 2）：小車(chē)軌道外偏： 同樣道理，假設(shè)當(dāng)小車(chē)并沒(méi)有沿圖示的綠色軌道行走，而是按著圖中紅色的箭頭方向走的時(shí)候，表明機(jī)器人小車(chē)行走過(guò)程中發(fā)生誤差（這個(gè)偏離誤差也可以按照車(chē)上安裝的超聲波發(fā)射探 頭檢測(cè)到的里墻壁的距離