【正文】 供電電源端口REFIN:基準(zhǔn)電壓輸入端。在10V基準(zhǔn)電源上接50歐電阻后連于此端。REFOUT:+10V基準(zhǔn)電壓輸出端。BIPOFF:A極電壓偏移量調(diào)整端。該端在雙極輸入時(shí)可通過(guò)50歐電阻與REFOUT端相連。在單極輸入時(shí)接模擬地。VCC: +12V/+15V模擬供電輸入。VEE:12V/15V模擬供電輸入。VLOGIC: +5V邏輯供電輸入.AGND/DGND:模擬/數(shù)字接地端。 AD1674工作時(shí)序AD1674有兩種工作模式。當(dāng)AD1674工作在全控模式時(shí)，利用CE, CS和R/C來(lái)控制轉(zhuǎn)換和讀數(shù)。如果CE=l且CS=O則R/C=1時(shí)讀數(shù)，反之啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器。這種模式適用于唯一地址總線或數(shù)據(jù)總線譯碼的多個(gè)設(shè)備的系統(tǒng)。=1,CS=0,12/8=0,AO=O，它是通過(guò)R/C來(lái)完成讀數(shù)和轉(zhuǎn)換功能的。這種模式適用于有足夠輸入口而無(wú)需擴(kuò)充數(shù)據(jù)總線的系統(tǒng)，尤其適用于16位數(shù)據(jù)總線。AD1674在全控工作模式下的轉(zhuǎn)換啟動(dòng)時(shí)序和讀操作時(shí)序。轉(zhuǎn)換啟動(dòng)時(shí)，在CE和CS有效之前，R/C必須為低，如果R/C為高，則立即進(jìn)行讀操作，這樣會(huì)造成系統(tǒng)總線的沖突。一旦轉(zhuǎn)換開(kāi)始，STS立即為高，系統(tǒng)將不再執(zhí)行轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令，直到本次轉(zhuǎn)換周期結(jié)束。，且在整個(gè)轉(zhuǎn)換期間內(nèi)不導(dǎo)通。表31給出了AD1674的邏輯控制真值表。 表31 AD1674邏輯控制真值表由于51系列單片機(jī)進(jìn)行I/0操作需要幾微秒的時(shí)間，而單片機(jī)從啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器到讀取A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)以及進(jìn)行存數(shù)、循環(huán)計(jì)數(shù)等操作要執(zhí)行幾條指令，即需要幾微秒到幾十微秒的時(shí)間，因此要對(duì)變化速度在幾十us的動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行采樣，由單片機(jī)及其直接控制A/D轉(zhuǎn)換器(即使是高速A/D轉(zhuǎn)換器)構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是不能勝任的。采用多個(gè)采樣保持器(S/H)將動(dòng)態(tài)信號(hào)的變化過(guò)程記錄下來(lái)的方法具有容易實(shí)現(xiàn)、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，但當(dāng)需要被測(cè)信號(hào)進(jìn)行多點(diǎn)(100點(diǎn)以上)采樣時(shí)，這種方法的硬件結(jié)構(gòu)顯得過(guò)于復(fù)雜，因而是不適用的。為了實(shí)現(xiàn)較高速度數(shù)據(jù)采集及傳輸，除了要盡量減少A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間外，還要盡可能減少ADC采集的數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)內(nèi)存所需要的時(shí)間。采用中斷或查詢方式時(shí)，單片機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳輸。從普遍的情況來(lái)講，要實(shí)現(xiàn)對(duì)快速變化的動(dòng)態(tài)信號(hào)的采樣，應(yīng)選用轉(zhuǎn)換時(shí)間不大于幾u(yù)s的高速A/D轉(zhuǎn)換器，在DMA方式而不是CPU的控制下，將A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果直接存到RAM中。由于DMA完成每個(gè)數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間遠(yuǎn)比CPU控制時(shí)所需時(shí)間為少，因而可以大大提高系統(tǒng)的采集速率。DMA(即外設(shè)與內(nèi)存之間數(shù)據(jù)直接傳輸)控制電路以其高效、高速、占用 CPU資源少等特點(diǎn)已在微機(jī)中成熟應(yīng)用。在微機(jī)中，它是通過(guò)安裝在主板上的專(zhuān)用DMA控制芯片或集成于外圍控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)通常不具有DMA功能，也沒(méi)有現(xiàn)成的控制芯片可以利用。雖然近些年來(lái)單片機(jī)的速度有所提高，但是仍然無(wú)法滿足高速數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)膱?chǎng)合。而且由于總線和系統(tǒng)組成方面的差異無(wú)法將微機(jī)中的DMA電路移植到單片機(jī)系統(tǒng)中。本數(shù)據(jù)采集器采用數(shù)據(jù)邏輯電路設(shè)計(jì)一種類(lèi)似的DMA控制電路。寫(xiě)地址產(chǎn)生電路是一20位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，用來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)地址。計(jì)數(shù)脈沖通過(guò)單片機(jī)。,另端接單片機(jī)系統(tǒng)總線。A/D轉(zhuǎn)換外部總線接74HC174的一端，另一端接單片機(jī)系統(tǒng)總線。A/D轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)和讀寫(xiě)直接有單片機(jī)端口來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)數(shù)據(jù)采集，把數(shù)據(jù)信息反饋到工控機(jī)中，對(duì)彎曲油缸進(jìn)行位移的精確控制，以達(dá)到彎管的要求。 傳感器的選擇與設(shè)計(jì)在此二維彎管機(jī)控制系統(tǒng)中，由于需要控制兩種油缸的位移和位置精度，因此需要兩種傳感器類(lèi)型。（1）對(duì)于頂鐓油缸控制回路，頂鐓油缸的位置和速度由光電脈沖傳感器檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字脈沖信號(hào)反饋給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行頂鐓油缸速度和位置的監(jiān)測(cè)、控制。我選擇了一種新型的光電脈沖編碼器：SG9207光電脈沖編碼器。該編碼器選用電壓為+12V（+5V），光柵1200（720）條，每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生1200（720）個(gè)脈沖。具有靈敏度高，不丟轉(zhuǎn)、高速、抗低溫、防抖動(dòng)等功能。被廣泛應(yīng)用于機(jī)械測(cè)量位置。該光電編碼器是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。光電編碼器每轉(zhuǎn)輸出600個(gè)脈沖，五線制。其中兩根為電源線，三根為脈沖線(A相、B相、Z)。電源的工作電壓為 （+5～+24V）直流電源。光電編碼器是由光柵盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤(pán)是在一定直徑的圓板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，其原理示意圖如圖14所示；通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤(pán)還可提供相位相差90186。的兩路脈沖信號(hào)。 圖38 光電編碼器的工作原理圖工作原理:當(dāng)光電編碼器的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A、B兩根線都產(chǎn)生脈沖輸出,A、B兩相脈沖相差90度相位角，由此可測(cè)出光電編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電機(jī)轉(zhuǎn)速。如果A相脈沖比B相脈沖超前則光電編碼器為正轉(zhuǎn),。A線用來(lái)測(cè)量脈沖個(gè)數(shù),B線與A線配合可測(cè)量出轉(zhuǎn)動(dòng)方向。當(dāng)測(cè)出的脈沖個(gè)數(shù)與計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)值有偏差時(shí),可根據(jù)電壓與脈沖個(gè)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算出輸出給伺服系統(tǒng)的增量電壓△U，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，再計(jì)算出增量脈沖個(gè)數(shù)，等下減去。當(dāng)運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)路線越長(zhǎng)，離我們預(yù)制的路線偏離就多了。這時(shí)系統(tǒng)起動(dòng)位置環(huán)，通過(guò)不斷測(cè)量光電編碼器每秒鐘輸出的脈沖個(gè)數(shù)，并與標(biāo)準(zhǔn)值PD（理想值）進(jìn)行比較，計(jì)算出增量△P并將之轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的D/A輸出數(shù)字量，通過(guò)控制器減少輸個(gè)電機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)，在原來(lái)輸出電壓的基礎(chǔ)上減去增量，迫使電機(jī)轉(zhuǎn)速降下來(lái)，當(dāng)測(cè)出的△P近似為零時(shí)停止調(diào)節(jié)，這樣可將電機(jī)轉(zhuǎn)速始終控制在允許的范圍內(nèi)。測(cè)量和儀器儀表技術(shù)的進(jìn)步是在多種基礎(chǔ)科學(xué)（如材料科學(xué)、光電子技術(shù)和空間技術(shù)等）的理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。近年來(lái)，隨著光纖通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是光纖與光電器件的理論、工藝水平和性能的不斷提高和完善，使光纖技術(shù)進(jìn)入了非通訊領(lǐng)域。光纖傳感技術(shù)自80年代以來(lái)，受到世界各國(guó)的極大重視，十幾年來(lái)，光纖傳感器一直被設(shè)想為主導(dǎo)傳感技術(shù)，但至今尚未實(shí)現(xiàn)。雖然對(duì)各種各樣的光纖傳感機(jī)理進(jìn)行了大量的研究和開(kāi)發(fā)，但實(shí)用化的例子還是有限的。在現(xiàn)代信息社會(huì)中，隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和完善，光纖傳感技術(shù)及其應(yīng)用將有著越來(lái)越重要的地位。（2）對(duì)于彎曲油缸控制回路，彎曲油缸伸長(zhǎng)量由位移傳感器檢測(cè)并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)加工中，越來(lái)越高的技術(shù)指標(biāo)和加工精度要求有新型、快速、柔性好、能直接在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行非破壞性產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的傳感器。位移是工業(yè)產(chǎn)品的重要特征參數(shù)。以往典型的測(cè)位移方法靠的是機(jī)械接觸，十幾年前，電感技術(shù)已應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，電感位移傳感器是光電子技術(shù)的新結(jié)晶，它具有常規(guī)檢測(cè)技術(shù)不可比擬的諸多優(yōu)點(diǎn)，而且能實(shí)現(xiàn)“傳”和“感”的合二為一。由于其體積小、抗電磁干擾能力強(qiáng)、易柔性彎曲、可在某些特殊場(chǎng)合下工作，所以，用光纖傳感器進(jìn)行非接觸的尺寸測(cè)量，是當(dāng)今測(cè)量領(lǐng)域中傳感技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向之一。經(jīng)過(guò)查閱有關(guān)資料和書(shū)籍，我選擇RCL40油缸用電感直線位移傳感器。該傳感器的有關(guān)參數(shù)如下，傳感器和信號(hào)處理器分離式，其間連線距離最大50米。其輸出有二線制、三線制電流，4線制電壓。 傳感器能承壓350bar。量程：50～1100（2000）mm；線性：177?！?；輸出：0～20mA、4～20mA、0～5V、工作溫度：－40～＋155℃，信號(hào)處理器－25～85℃，%/℃信號(hào)處理器尺寸：80x75x60mm供電：9～30VDC這是一種非接觸測(cè)量物體位移的傳感器，其中圖像變換、A/D轉(zhuǎn)換、后期數(shù)據(jù)處理和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)這幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都有一定的優(yōu)越性具有穩(wěn)定、可靠、精度高以及性價(jià)比高的特點(diǎn)?？梢栽谧詣?dòng)彎管控制場(chǎng)合，準(zhǔn)確的測(cè)量一些缺口、間隙的寬度，以進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制，非常適合對(duì)彎曲油缸的伸長(zhǎng)位移進(jìn)行監(jiān)控。 總 結(jié)本次設(shè)計(jì)是以過(guò)去彎管機(jī)的基本構(gòu)架為理論基礎(chǔ)，通過(guò)液壓、機(jī)電一體化、伺服系統(tǒng)等課程的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，分析了傳統(tǒng)彎管機(jī)的不足和缺陷，運(yùn)用了全新的機(jī)電傳動(dòng)控制方面的知識(shí)，進(jìn)行了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用此系統(tǒng)的二維數(shù)控彎管機(jī)可以在客車(chē)行業(yè)投入生產(chǎn)使用，進(jìn)行頂棚橫梁的彎曲變形工作，可以節(jié)省大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，而且性能有可靠性。全自動(dòng)液壓數(shù)控二維彎管機(jī)的應(yīng)用大大減少校形的工作量，降低了后續(xù)工序中與之對(duì)應(yīng)裝配的質(zhì)量控制難度，使客車(chē)整體外觀更加平整。 客車(chē)的生產(chǎn)過(guò)程中，頂棚橫梁的形狀，不僅僅是需要美觀大方的產(chǎn)品，而更是這個(gè)車(chē)體保持一個(gè)安全構(gòu)架的保證，客車(chē)骨架的弧度管的加工質(zhì)量與加工效率在整個(gè)客車(chē)生產(chǎn)過(guò)程是至關(guān)重要的一環(huán)，弧度管彎制的精度直接關(guān)系到客車(chē)的整體形狀外觀和車(chē)體的安全性能。所以，弧度管的彎制必須有與之適合的設(shè)備及合理的質(zhì)量控制，這樣才能滿足生產(chǎn)當(dāng)中對(duì)精度和效率的要求。目前我國(guó)的彎管機(jī)研究已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，新型三維彎管機(jī)也在探索應(yīng)用中，但是國(guó)產(chǎn)數(shù)控彎管機(jī)的性能要想再上一個(gè)臺(tái)階，就必須在某些控制元件上有新的突破，經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，我覺(jué)得國(guó)產(chǎn)數(shù)控彎管機(jī)的數(shù)控以及液壓元件是影響彎管機(jī)質(zhì)量的關(guān)鍵部件，是制約彎管機(jī)性能的主要問(wèn)題所在，必須提高數(shù)控液壓元件的質(zhì)量。參考文獻(xiàn)[1] 呂波，唐承統(tǒng)，.[期刊論文]系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2006(10)[2] 陸星剛，.[期刊論文]工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 2002(10)[3] 何衛(wèi)平,鐘夏娣, 1997(03)[4] [期刊論文]機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2007(06)[5] Design News.`Smart39。 bending machine checks its own work Article 00119407, Volume 51, Issue 20, 1995, Pages 9394[6] Mechanics of Solids Shaping a thinwalled cylindrical shell on a threeroll bending machine 00256544, Volume 46, Issue 4, 2011, 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