Labview串口

在LabVIEW中应用串口 第一部分使用LabVIEW系统VI   一、串口VI介绍 LabVIEW的串口通讯VI位于Instrument I/O Platte的Serial中，包括：    VI名称  VI功能  VISA Configure Serial Port  初始化VISA resource name指定的串口通讯参数  VISA Write  将输出缓冲区中的数据发送到VISA resource name指定的串口  VISA Read  将VISA resource name指定的串口接收缓冲区中的数据读取指定字节数的数据到计算机内存中  VISA Serial Break  向VISA resource name指定的串口发送一个暂停信号  VISA Bytes at Serial Port  查询VISA resource name指定的串口接收缓冲区中的数据字节数  VISA Close  结束与VISA resource name指定的串口资源之间的会话  VISA Set I/O Buffer Size  设置VISA resource name指定的串口的输入输出缓冲区大小  VISA Flush I/O Buffer  清空VISA resource name指定的串口的输入输出缓冲区   二、使用说明 在LabVIEW环境中使用串口与在其它开发环境中开发过程类似，基本的框图如下。      图1、串口操作数据流图   首先需要调用VISA Configure Serial Port完成串口参数的设置，包括串口资源分配、波特率、数据位、停止位、校验位和流控等等。      图2、初始化串口   如果初始化没有问，就可以使用这个串口进行数据收发。发送数据使用VISA Write，接收数据使用VISA Read。在接收数据之前需要使用VISA Bytes at Serial Port查询当前串口接收缓冲区中的数据字节数，如果VISA Read要读取的字节数大于缓冲区中的数据字节数，VISA Read操作将一直等待，直至Timeout或者缓冲区中的数据字节数达到要求的字节数。当然也可以分批读取接收缓冲区或者只从中读取一定字节的数据。        图3、从串口发送数据  图4、从串口接收数据   在某些特殊情况下，需要设置串口接收/发送缓冲区的大小，此时可以使用VISA Set I/O Buffer Size；而使用VISA Flush I/O Buffer则可以清空接收与发送缓冲区。在串口使用结束后，使用VISA Close结束与VISA resource name指定的串口之间的会话。        图5、设置缓冲区大小 图6、 清空缓冲区  图7、结束会话/线程   具体的例子可以参考：examples\instr\smplserl.llb。   第二部分使用MSCOMM控件   在LabVIEW中使用MSCOMM控件，与在VC、VB中使用一样。同样可以使用中断方式进行接收。具体的例子可以发  索取。    图8、使用控件的串口收发程序      图9、程序数据流图   首先通过LabVIEW的工具菜单“Tools >> Advanced >> Import ActiveX Controls”将Microsoft的串口控件-“Microsoft Communications Control，version 6.0”添加到LabVIEW环境中，存放在缺省路径即可，这样在User Controls Palette里面可以找到这个控件。    图10、添加ActiveX控件菜单    图11、选择添加用户控件    图12、用户控件 将串口控件  放置在Front Panel上，在框图程序中用控件属性对其进行编程，实现所需要的功能。 注意：一个串口资源要有一个MSCOMM控件与之相对应。   第三部分 注意事项   一、串口通讯的波特率设置要精确，比如要求9600的波特率，则晶振应选择11.0593MHz或其倍数。   二、由于通常情况下LabVIEW串口VI接收或发送的都是字符串（Normal），所以如果需要发送或接收十六进制数值（Hex），请在发送或接收之前进行必要的转换。   2.1、数值型数据的处理方法：   2.1.1、1、如果这些数据是静态的，也就说在程序设计阶段要传输的数据就已经确定了，在这种情况下，首先设置VISA Write的write buffer的显示属性为Hex Display，然后直接输入要发送的16进制字符串就可以了。串口设备的控制命令通常是由一个或多个16进制字符组成的，当我们需要对其进行控制时经常会采用这种方法发送控制命令。   2.1.2、数据是动态的；即要传输的数值型数据是动态产生和变化的，在发送之前首先要将其转换成对应的16进制字符串，才能赋给VISA Write发送。将这些数据构成一个数组，用Byte Array To String进行转换，转换的结果就是对应数组数值的字符串，可以提交VISA Write发送。或者使用Type Cast也可以实现同样的功能。        图13、串口数据转换界面 图14、 串口数据转换数据流图        图15、操作界面       图16、单片机C程序   2.2、字符串型数据的处理方法：   我们在处理过程当中，传输的数据可能具有一定格式或协议，比如一个完整的数据帧包括起始段、数据段、校验段等等，而每一段往往又有几个部分组成，这几个部分的类型和长度可能又不尽相同，可能是数值型的，可能是字符型的，也可能是布尔型的，单字节或者是多字节。此时我们往往都采用统一的字符形式来处理这些数据，因此有时候我们说，字符是LabVIEW里最方便的数据类型。   经过打包的字符数据要经过串口发送需要进行必要的转换，否则传输将出错。比如我们打包过后需要发送的的字符串为：34 12 56 78 94（空格为了区分），如果直接将其赋给VISA Write发送，串口上的数据将是：33 34 31 32 35 36 37 38 39 34。正确的转换程序如下。      图17、字符型数据处理   数据接收： 从计算机串口接收到的数据是16进制的ASCII码，要转换成对应的数值型数据，可以使用String To Byte Array或者Type Cast。   三、LabVIEW串口VI不能使用中断方式传输。 课题研究的意义： 焊接夹具是进行金属结构焊接不可缺少的辅助器具，是焊接工艺的重要组成部分。它在焊接过程中主要是维持，保证焊接产品形状及尺寸符合产品图纸要求，方便焊工操作，提高工效的作用。 汽车工业是批量生产的典型行业，随着汽车工业的发展和竞争的加剧，要求汽车工业的设计和制造共同向低成本的目标努力。焊接是汽车的重要制造工艺，汽车部件大多采用薄板冲压成型组件的焊接结构，对焊接质量和焊接效率提出了严格要求。在降低成本的同时，先进自动化可以提高产品的质量、可靠性和耐久性。因而，在实际生产中应用机器人实现零部件的精确、高效及自动焊接，保证焊接质量及一致性，已成为提升汽车工业基础制造水平的动力。 汽车转向机缸筒是典型的薄壁管件与薄板冲压件的焊接结构，是汽车液压转向助力装置的重要部件。该部件主要由缸筒与冲 听雪 16:09:34 焊接过程中一个不可缺少的辅助器具，只有正确合理地设计，才能使其达到将焊接准确定位并夹紧的作用。 课题研究的目标： 设计用于机器人焊接转向机缸筒的焊接变位装置的三维CAD模型，并在原理模型的基础上，设计转向机缸筒焊接的工装夹具。 课题采用的方法和技术路线： 图1是转向机缸筒的三维模型图。它是薄壁管与薄板冲压件的焊接结构。焊缝短、焊缝位置复杂，需要变位机构才能完成组件的焊接。转向机缸筒是一种液压部件，对精度要求较高，在焊接之后，圆管部分的内径允许公差在0～0.08mm之间。因此，采用了如图2所示的弧焊机器人系统来实现转向机缸筒的焊接。利用机器人对运动轨迹和焊接参数控制的高重复性保证了焊接质量。 考虑到焊缝位置的复杂性，在焊接时采用旋转变位机构对工件进行变位，使每一条焊缝都能在接近平焊位置进行焊接，以保证 听雪 16:09:34 图1 转向机缸筒 图2弧焊机器人系统组成示意图 焊接成形质量。焊接夹具和旋转变位机构安装在一个回转工作台上，台面上包含对称的两个工位，机器人在焊接工件的同时，操作者可以完成工件的装卸[1]。由于焊接和装卸是同时进行的，可以提高效率，操作者也有充分的时间装卸和检查工件。在正常运行时，平均焊接一个转向机缸筒所需时间为1分种。在回转工作台上配置转向机缸筒的装焊夹具。 在机器人焊接工作站中夹具的设计占有重要的地位。只有非常了解机器人运动的规律、焊接工艺的要求和整个工作站结构的特点，才能设计夹具，使焊枪能够以要求的姿态达到焊接区，而不与夹具或工件发生碰撞[2]。 设计夹具具体时,应根据以下几个方面来进行设计： （１）转向机缸筒的尺寸和制造精度以及组成焊件的各个坯件的形状,尺寸和精度。 （２） 听雪 16:09:34 装焊工艺对夹具的要求。 （３）装、焊作业可否在同一夹具上完成，或是需要单独设计装配夹具和焊接夹具 对于有较复杂焊缝的工件，仅采用传统的设计方法，难以保证焊枪的可达性和装卡的合理性。因此，在设计过程中，采用三维CAD软件Solid Edge设计夹具和变位机。利用Solid Edge提供的出色的参数化三维造型、零部件装配和平面制图功能[3]，从三维实体模型入手，直接减少了设计失误。 机器人选用了Motoman机器人。机器人与回转工作台都固定在一块共同的底板上，防止它们的相对位置出现变化而使机器人偏离焊接位置。 回转工作台的运动由一个独立的控制器来控制。它通过I/O接口与机器人控制柜通信，根据反馈信号，可以判断进入焊接区转向机缸筒的型号。这样，机器人可以根据不同的工件型号和夹具调用不同的程序正确进行焊接。 转向机缸筒焊缝短、焊接变形 听雪 16:09:34 小的特点对焊机提出了较高的要求。焊机必须引弧可靠，并能快速从引弧状态进入正常焊接状态，收弧时对弧坑填充效果良好。焊接时，在保证足够的熔深和焊缝截面的同时，对工件的热输入量必需尽量小，才能使工件变形小。因此，选用了动态响应速度快的逆变式焊机。焊接时也采用了严格控制焊接热输入量的。 根据汽车转向机缸筒的结构特点和对焊接变形小的要求，利用参数化的三维CAD软件Solid Edge设计了专用的夹具和焊接变位机，建立了弧焊机器人工作站系统。从而使设计的失误大为降低，保证了焊枪的可达性和系统配置的正确性。 听雪 16:09:34 压件装焊而成，焊缝短，数量多，要求焊接变形小。利用Solid Edge软件设计了汽车转向机缸筒的夹具和焊接变位机，建立了弧焊机器人系统。从而使设计的失误大为降低，保证了焊枪的可达性和系统配置的正确性。 课题研究的背景综叙： 当今国际公认汽车工业是经济增长的火车头工业之一，许多经济发达国家都把汽车工业作为支柱产业，汽车工业对国民经济有举足轻重的影响。但是汽车工业在我国产业结构中长期处于相对薄弱的地位。发展汽车工业是我国发展本国经济的一个重要目标。焊接作为汽车生产的一个重要环节，小批量人工生产的历史已过去，如今焊接机器人已经被大量应用在汽车焊接工业上。由于焊接机器人的广泛使用，各种焊接机器人的周边产品是我国的制造业如何在推广焊接机器人中开发产品和发展产品的重要一面。汽车转向机缸筒机器人焊接工装夹具作为汽车