專利名稱：微束等離子焊的數(shù)字化人機交互系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微束等離子焊的數(shù)字化人機交互系統(tǒng)，屬于成型技術中焊接設備及方法類技術領域。是一種工作現(xiàn)場人機之間的相互聯(lián)絡系統(tǒng)，尤其適用于微束等離子焊機上電后與人之間的相互交互過程控制。
背景技術：
90年代以來，有關焊機的數(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)字化微束等離子焊機包括數(shù)字化的電源主電路、數(shù)字化的控制系統(tǒng)和數(shù)字化的人機交互系統(tǒng)，其中，人機交互系統(tǒng)是數(shù)字化焊接電源的外在表現(xiàn)。
人機交互系統(tǒng)是人機最直接的操作界面，是操作者向CPU輸入信息、發(fā)出指令及觀察現(xiàn)場參數(shù)和信息的窗口，必須具有友好性、靈活性、功能性、明確性、一致性、可靠性等特點。焊機的人機交互可分為焊前準備的人機交互和焊接過程中的人機交互，為過程控制現(xiàn)場的人機交互情況。
目前，公知的這種人機交互方式有三種問答式對話、菜單交互和功能鍵。問答式對話效率不高，速度慢，靈活性差，修改擴充不方便；使用功能鍵時功能鍵定義帶任意性，缺少標準化，這種不標準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；而菜單交互方式易學易用，它是由系統(tǒng)驅(qū)動的，能大大減輕用戶的記憶量，用戶可以借助菜單界面搜索軟件的功能與操作方法，很快學會掌握新系統(tǒng)。在菜單界面中，用戶選擇菜單的輸入量少，不易出錯，而且菜單的實現(xiàn)也較容易。菜單的使用對象是要熟悉系統(tǒng)的功能又缺少計算機經(jīng)驗的用戶。
國外已有焊機將液晶顯示和鍵盤操作相結(jié)合，進行焊接方法、焊接工藝參數(shù)設置和信息顯示等的人機交互過程，如奧地利Fronius公司的TransSynergic4000/5000及TransPuls Synergic 2700/4000/5000全數(shù)字化焊機，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界面。
美國MK(Mike Kensrue)產(chǎn)品集團公司的MK CobraTig 150焊機，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，可在一個人機界面上進行MIG、脈沖MIG和自適應的脈沖MIG焊。上述焊機均是基于微處理器，由鍵盤設置功能和參數(shù)、通過LCD顯示的人機界面，并以功能鍵的人機交互方式為主。
國內(nèi)有關焊接電源的MCU或MPU控制，多局限于控制系統(tǒng)，尚未有詳盡的有關人機交互系統(tǒng)數(shù)字化的研究和報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在針對現(xiàn)有焊接過程人機交互系統(tǒng)的缺陷，設計提供一種先進而易學、易用的微束等離子焊數(shù)字化人機交互系統(tǒng)。一方面可使焊工在對焊機進行操作時，不必記憶人機交互過程的具體繁雜步驟，只需了解系統(tǒng)的功能，并在系統(tǒng)的指導下進行操作，就可較好地完成人機交互過程；另一方面使之更適應于全方位的焊接設備的數(shù)字化，面向用戶、面向操作過程，使人——焊機——焊接現(xiàn)場構成一體機的整體；并為焊接設備將來能有效地與數(shù)字技術、通信技術、信息技術的進一步結(jié)合，使之成為具有更高技術含量和適用性的先進設備創(chuàng)造技術支持。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的技術方案中采用了Atmel公司的單片機處理器芯片AT89C2051和美國TI公司的DSP數(shù)字信號處理器芯片TMS320F240，由焊機中的DSP數(shù)字信號處理器接受操作者通過鍵盤發(fā)出的指令，作為焊機的操作指令系統(tǒng)；單片機處理器控制顯示器的輸出。顯示器采用香港精電公司(VARITRONIX)的內(nèi)置HD44780(HITACHI公司)控制驅(qū)動器的字符液晶顯示模塊MGLS16465，利用該模塊的字既進行參數(shù)數(shù)值顯示，也進行微束等離子焊焊接過程信息顯示。
微束等離子焊焊接過程的人機交互圖，包括“菜單”1、“確認”2、“前移”3、“后移”4四個鍵及友好界面5、菜單界面6、參數(shù)預置界面7、參數(shù)修改界面8、焊接等待界面9、焊接現(xiàn)場界面10六個顯示界面；菜單界面中有三個選項預置選項12、焊接選項13、退出選項14，通過“前移”3、“后移”4鍵移動光標進行選擇，當光標在預置選項12位置時按下“確認”2鍵，系統(tǒng)進入?yún)?shù)預置界面7；當光標在焊接選項13位置時按下“確認”2鍵，系統(tǒng)進入焊接等待界面9；當光標在退出選項14位置時按下“確認”2鍵，系統(tǒng)回到友好界面5。
在焊接過程操作過程中，設置了八個參數(shù)預氣時間、延氣時間、電流上升時間、電流下降時間、引弧電流、初始焊接電流、焊接電流、終止焊接電流；在參數(shù)預置界面7，通過“前移”3、“后移”4鍵選擇參數(shù)，顯示相應參數(shù)的提示頁，當某一參數(shù)選擇之后按下“確認”2鍵，進入?yún)?shù)修改界面8，用“前移”3、“后移”4鍵進行該參數(shù)的設置，當該參數(shù)設置完后再按“確認”2鍵，可回到參數(shù)預置界面7，繼續(xù)通過“前移”3、“后移”4鍵選擇其它參數(shù)進行設置，直到所需的參數(shù)均預置完后，按“菜單”1鍵可回到菜單界面6；在焊接等待界面9，當可靠檢測到焊槍合上時，則系統(tǒng)進入焊接現(xiàn)場界面10，這時人機交互系統(tǒng)一方面動態(tài)顯示焊接過程的各階段及相應階段的現(xiàn)場主要參數(shù)，另一方面通過“前移”3、“后移”4鍵修改焊接現(xiàn)場的焊接電流值，直到焊接過程結(jié)束時，系統(tǒng)回到友好界面5。
微束等離子焊機人機交互系統(tǒng)的硬件主要包括鍵盤指令檢測部分、微束等離子焊焊接過程現(xiàn)場參數(shù)檢測部分、參數(shù)傳遞部分及參數(shù)驅(qū)動顯示部分四部分；鍵盤指令檢測部分是DSP數(shù)字信號處理器15經(jīng)鍵盤接口16對菜單操作鍵盤17進行掃描和檢測，將檢測到的鍵盤指令進行處理，形成相應的指令代碼；微束等離子焊焊接過程現(xiàn)場參數(shù)檢測部分是DSP數(shù)字信號處理器15經(jīng)焊接過程檢測元件18對微束等離子焊機焊接回路19進行焊接電流和焊接電壓的檢測；參數(shù)傳遞部分是DSP數(shù)字信號處理器15經(jīng)過通信線20將檢測到的焊接電流電壓及已處理好的鍵盤指令代碼傳遞給單片機處理器21，指令代碼中包括界面信息和微束等離子焊焊接過程信息，單片機處理器21對接收到的界面信息、焊接過程信息及焊接電流電壓進行組合處理；參數(shù)驅(qū)動顯示部分則是在控制線23的控制下，由單片機處理器21在相應的位置將組合處理好的內(nèi)容經(jīng)驅(qū)動線22傳送到由液晶顯示控制模塊24和液晶顯示屏25組成的圖形液晶模塊26去進行相應的界面顯示和微束等離子焊焊接過程信息的動態(tài)顯示；單片機處理器21的每次對圖形液晶模塊26的驅(qū)動控制顯示都是對前一次顯示內(nèi)容的刷新；這樣，人通過鍵盤向微束等離子焊機的DSP數(shù)字信號處理器15發(fā)出指令、DSP數(shù)字信號處理器15將指令和現(xiàn)場參數(shù)(焊接電流和焊接電壓)傳送給單片機處理器21、再經(jīng)單片機處理器21驅(qū)動控制圖形液晶模塊26去顯示供人觀察，這樣一個連續(xù)不斷的交互過程，實現(xiàn)了微束等離子焊接過程的人機交互系統(tǒng)。
微束等離子焊機人機交互程序主要分初始化、人機交互兩個過程；初始化包括系統(tǒng)初始化27及向單片機處理器發(fā)送友好界面顯示信息28兩個過程，其中系統(tǒng)初始化27包括通信初始化和數(shù)據(jù)采集初始化等準備工作，向單片機處理器21發(fā)送友好界面顯示信息28過程則是人機交互過程的開始；DSP數(shù)字信號處理器主控的人機交互過程的主要任務之一是不斷進行鍵盤掃描29，一直到鍵按下30為止，當有鍵按下30時，進行鍵判斷31，根據(jù)不同的鍵，進行相應的鍵值處理，并根據(jù)要求，控制單片機處理器21進行顯示界面的切換是“菜單”鍵32時，向單片機處理器21發(fā)送顯示菜單界面信息33去顯示菜單界面6，然后回到鍵盤掃描29；是“前移”鍵34時，首先進行界面判斷35，再進行“前移”鍵處理36，然后根據(jù)鍵處理的結(jié)果向單片機處理器21發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)37，最后回到鍵盤掃描29；是“后移”鍵38時，同樣先進行界面判斷39，再進行“后移”鍵處理40，然后根據(jù)鍵處理的結(jié)果向單片機處理器21發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)37，最后回到鍵盤掃描29；是“確認”鍵41時，也先進行界面判斷42，根據(jù)原界面的情況進行界面切換43，然后向單片機處理器21發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)37，最后回到鍵盤掃描29；并且上述人機交互過程中的界面判斷35、39、41是對當前鍵操作下系統(tǒng)處于菜單界面6、參數(shù)預置界面7、參數(shù)修改界面8和焊接現(xiàn)場界面10這四個界面之中的哪一個界面的判斷，因為這四個界面中的“前移”3鍵、“后移”4鍵和“確認”2鍵的操作含義不同。
本發(fā)明由于利用DSP數(shù)字信號處理器TMS320F240芯片各種豐富的算法軟件程序，數(shù)字信號處理技術，進行快速的現(xiàn)場信息處理，完備的控制規(guī)律實現(xiàn)，同時，利用其優(yōu)越的片內(nèi)外圍接口，完成與復雜的微束等離子焊接設備的接口和通訊和實現(xiàn)完善的人機交互系統(tǒng)。并使微束等離子焊接過程提升到了自適應控制和自學習過程的智能化控制的高度上；此外利用簡單的四個鍵組合進行指令設定和液晶顯示構成菜單式的人機交互系統(tǒng)的外在界面，大大減輕用戶的記憶量，借助菜單界面搜索軟件的功能與操作方法，很快掌握新系統(tǒng)；使人機交互界面數(shù)字化，更直觀和更趨信息化。這種菜單式的數(shù)字化人機交互技術在焊接設備及方法技術領域中很少開發(fā)應用，因此該開發(fā)成果在焊接領域具有一定的先進性和前沿性。


附圖1為微束等離子焊焊接過程的人機交互圖；附圖2為DSP數(shù)字信號處理器與單片機處理器通信的微束等離子焊機人機交互系統(tǒng)的硬件結(jié)構框圖；附圖3為DSP數(shù)字信號處理器與單片機處理器通信的DSP數(shù)字信號處理器主控的微束等離子焊機人機交互的程序結(jié)構圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)明基于微束等離子焊焊接過程的人機交互圖。包括“菜單”1、“確認”2、“前移”3、“后移”4四個鍵及友好界面5、菜單界面6、參數(shù)預置界面7、參數(shù)修改界面8、焊接等待界面9、焊接現(xiàn)場界面10六個顯示界面。開機11時，系統(tǒng)首先顯示友好界面5，并監(jiān)測鍵盤操作，當檢測“菜單”鍵1按下，則系統(tǒng)進入菜單界面6。根據(jù)微束等離子焊機工作過程，菜單界面中有三個選項預置選項12、焊接選項13、退出選項14，通過“前移”3、“后移”4鍵移動光標進行選擇，當光標在預置選項12位置時按下“確認”2鍵，系統(tǒng)進入?yún)?shù)預置界面7；當光標在焊接選項13位置時按下“確認”2鍵，系統(tǒng)進入焊接等待界面9；當光標在退出選項14位置時按下“確認”2鍵，系統(tǒng)回到友好界面5。
根據(jù)焊接過程所需參數(shù)的個數(shù)，參數(shù)預置有相應的頁數(shù)。本發(fā)明根據(jù)微束等離子焊焊接過程的需要，設置了八個參數(shù)預氣時間、延氣時間、電流上升時間、電流下降時間、引弧電流、初始焊接電流、焊接電流、終止焊接電流。在參數(shù)預置界面7，通過“前移”3、“后移”4鍵選擇參數(shù)，顯示相應參數(shù)的提示頁，當某一參數(shù)選擇之后按下“確認”2鍵，進入?yún)?shù)修改界面8，用“前移”3、“后移”4鍵進行該參數(shù)的設置，當該參數(shù)設置完后再按“確認”2鍵，可回到參數(shù)預置界面7，繼續(xù)通過“前移”3、“后移”4鍵選擇其它參數(shù)進行設置，直到所需的參數(shù)均預置完后，按“菜單”1鍵可回到菜單界面6。在焊接等待界面9，當可靠檢測到焊槍合上時，則系統(tǒng)進入焊接現(xiàn)場界面10，這時人機交互系統(tǒng)一方面動態(tài)顯示焊接過程的各階段及相應階段的現(xiàn)場主要參數(shù)，另一方面通過“前移”3、“后移”4鍵修改焊接現(xiàn)場的焊接電流值，直到焊接過程結(jié)束時，系統(tǒng)回到友好界面5。
圖2為本發(fā)明中基于DSP數(shù)字信號處理器與單片機處理器通信的微束等離子焊機人機交互系統(tǒng)的硬件結(jié)構框圖。系統(tǒng)的硬件主要包括鍵盤指令檢測部分、微束等離子焊焊接過程現(xiàn)場參數(shù)檢測部分、參數(shù)傳遞部分及參數(shù)驅(qū)動顯示部分四部分。鍵盤指令檢測部分是DSP數(shù)字信號處理器15經(jīng)鍵盤接口16對菜單操作鍵盤17進行掃描和檢測，將檢測到的鍵盤指令進行處理，形成相應的指令代碼。微束等離子焊焊接過程現(xiàn)場參數(shù)檢測部分是DSP數(shù)字信號處理器15經(jīng)焊接過程檢測元件18對微束等離子焊機焊接回路19進行焊接電流和焊接電壓的檢測。參數(shù)傳遞部分是DSP數(shù)字信號處理器15經(jīng)過通信線20將檢測到的焊接電流電壓及已處理好的鍵盤指令代碼傳遞給單片機處理器21，指令代碼中包括界面信息和微束等離子焊焊接過程信息，單片機處理器21對接收到的界面信息、焊接過程信息及焊接電流電壓進行組合處理。參數(shù)驅(qū)動顯示部分則是在控制線23的控制下，由單片機處理器21在相應的位置將組合處理好的內(nèi)容經(jīng)驅(qū)動線22傳送到由液晶顯示控制模塊24和液晶顯示屏25組成的圖形液晶模塊26去進行相應的界面顯示和微束等離子焊焊接過程信息的動態(tài)顯示；單片機處理器21的每次對圖形液晶模塊26的驅(qū)動控制顯示都是對前一次顯示內(nèi)容的刷新。這樣，人通過鍵盤向微束等離子焊機的DSP數(shù)字信號處理器15發(fā)出指令、DSP數(shù)字信號處理器15將指令和現(xiàn)場參數(shù)(焊接電流和焊接電壓)傳送給單片機處理器21、再經(jīng)單片機處理器21驅(qū)動控制圖形液晶模塊26去顯示供人觀察，這樣一個連續(xù)不斷的交互過程，實現(xiàn)微束等離子了焊接過程的人機交互系統(tǒng)。
焊接過程參數(shù)波形的動態(tài)液晶顯示過程是由DSP數(shù)字信號處理器15通過啟/停線11向單片機處理器21發(fā)出啟停信號來啟動和停止。
圖3為本發(fā)明中基于DSP數(shù)字信號處理器與單片機處理器21通信的DSP數(shù)字信號處理器主控的微束等離子焊機人機交互的程序結(jié)構圖。該軟件程序主要分初始化、人機交互兩個過程。初始化包括系統(tǒng)初始化27及向單片機處理器發(fā)送友好界面顯示信息28兩個過程，其中系統(tǒng)初始化27包括通信初始化和數(shù)據(jù)采集初始化等準備工作，向單片機處理器發(fā)送友好界面顯示信息28過程則是人機交互過程的開始。DSP數(shù)字信號處理器主控的人機交互過程的主要任務之一是不斷進行鍵盤掃描29，一直到鍵按下30為止。當有鍵按下30時，進行鍵判斷31，根據(jù)不同的鍵，進行相應的鍵值處理，并根據(jù)要求，控制單片機處理器進行顯示界面的切換是“菜單”鍵32時，向單片機處理器21發(fā)送顯示菜單界面信息33去顯示菜單界面6，然后回到鍵盤掃描29；是“前移”鍵34時，首先進行界面判斷35，再進行“前移”鍵處理36，然后根據(jù)鍵處理的結(jié)果向單片機處理器21發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)37，最后回到鍵盤掃描29；是“后移”鍵38時，同樣先進行界面判斷39，再進行“后移”鍵處理40，然后根據(jù)鍵處理的結(jié)果向單片機處理器21發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)37，最后回到鍵盤掃描29；是“確認”鍵41時，也先進行界面判斷42，根據(jù)原界面的情況進行界面切換43，然后向單片機處理器21發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)37，最后回到鍵盤掃描29。
上述人機交互過程中的界面判斷35、39、41是對當前鍵操作下系統(tǒng)處于菜單界面6、參數(shù)預置界面7、參數(shù)修改界面8和焊接現(xiàn)場界面10這四個界面之中的哪一個界面的判斷，因為這四個界面中的“前移”3鍵、“后移”4鍵和“確認”2鍵的操作含義不同。
本發(fā)明的最突出優(yōu)點在于利用DSP數(shù)字信號處理器TMS320F240各種豐富的算法軟件程序，數(shù)字信號處理技術，進行快速的現(xiàn)場信息處理，完備的控制規(guī)律實現(xiàn)，同時，利用其優(yōu)越的片內(nèi)外圍接口，完成與復雜的微束等離子焊接設備的接口和通訊和實現(xiàn)完善的人機交互系統(tǒng)。并使微束等離子焊接過程提升到了自適應控制和自學習過程的智能化控制的高度上，在較大程度上使由它控制的微束等離子焊機具有先進、新穎、和高檔次。鑒于該技術在焊接設備及方法技術領域中很少開發(fā)應用，因此該開發(fā)成果在焊接領域具有一定的先進性和前沿性。
本發(fā)明的最突出優(yōu)點在于一方面利用簡單的四個鍵組合進行指令設定和液晶顯示構成菜單式的人機交互系統(tǒng)的外在界面，大大減輕用戶的記憶量，借助菜單界面搜索軟件的功能與操作方法，很快掌握新系統(tǒng)；另一方面利用簡單的單片機處理器AT89C2051的控制驅(qū)動能力和通信能力，快速與TMS320F240通信接收顯示界面信息和數(shù)據(jù)信息后，單獨進行對液晶顯示模塊的驅(qū)動控制工作，DSP數(shù)字信號處理器只在開始的人機交互過程中進行鍵盤掃描的工作，正式的焊接過程中則不進行鍵盤掃描的工作，只將焊接現(xiàn)場的參數(shù)定時地快速傳遞給單片機處理器，因此人機交互過程在焊接過程中幾乎不占有DSP數(shù)字信號處理器的資源，可使DSP數(shù)字信號處理器高實時性地進行微束等離子焊過程控制和優(yōu)化的控制規(guī)律實現(xiàn)。更進一步這種人機交互系統(tǒng)則是全數(shù)字化微束等離子焊機的一個組成部分，使人機交互界面數(shù)字化，更直觀和更趨信息化。鑒于這種菜單式的數(shù)字化人機交互技術在焊接設備及方法技術領域中很少開發(fā)應用，因此該開發(fā)成果在焊接領域具有一定的先進性和前沿性。
權利要求
1.一種微束等離子焊機的菜單式人機交互系統(tǒng)，其特征在于它采用Atmel公司的單片機處理器芯片AT89C2051和美國TI公司的DSP芯片TMS320F240，由焊機中的DSP數(shù)字信號處理器接受操作者通過鍵盤發(fā)出的指令，作為焊機的操作指令系統(tǒng)；單片機處理器控制顯示器的輸出。顯示器采用香港精電公司(VARITRONIX)的內(nèi)置HD44780(HITACHI公司)控制驅(qū)動器的字符液晶顯示模塊MGLS16465，利用該模塊的字既進行參數(shù)數(shù)值顯示，也進行微束等離子焊焊接過程信息顯示。
2.如權利要求1所述一種微束等離子焊機菜單式人機交互系統(tǒng)，其特征在于微束等離子焊機的焊接過程的人機交互圖，包括“菜單”(1)、“確認”(2)、“前移”(3)、“后移”(4)四個鍵及友好界面(5)、菜單界面(6)、參數(shù)預置界面(7)、參數(shù)修改界面(8)、焊接等待界面(9)、焊接現(xiàn)場界面(10)六個顯示界面；菜單界面中有三個選項預置選項(12)、焊接選項(13)、退出選項(14)；通過“前移”(3)、“后移”(4)鍵移動光標進行選擇，當光標在預置選項(12)位置時按下“確認”(2)鍵，系統(tǒng)進入?yún)?shù)預置界面(7)；當光標在焊接選項(13)位置時按下“確認”(2)鍵，系統(tǒng)進入焊接等待界面(9)；當光標在退出選項(14)位置時按下“確認”(2)鍵，系統(tǒng)回到友好界面(5)。
3.如權利要求1所述一種微束等離子焊機菜單式人機交互系統(tǒng)，其特征在于在焊接過程操作過程中，設置了八個參數(shù)預期時間、延期時間、電流上升時間、電流下降時間、引弧電流、初始焊接電流、焊接電流、終止焊接電流；在參數(shù)預置界面(7)，通過“前移”(3)、“后移”(4)鍵選擇參數(shù)，顯示相應參數(shù)的提示頁，當某一參數(shù)選擇之后按下“確認”(2)鍵，進入?yún)?shù)修改界面(8)，用“前移”(3)、“后移”(4)鍵進行該參數(shù)的設置，當該參數(shù)設置完后再按“確認”(2)鍵，可回到參數(shù)預置界面(7)，繼續(xù)通過“前移”(3)、“后移”(4)鍵選擇其它參數(shù)進行設置，直到所需的參數(shù)均預置完后，按“菜單”(1)鍵可回到菜單界面(6)；在焊接等待界面(9)，當可靠檢測到焊槍合上時，則系統(tǒng)進入焊接現(xiàn)場界面(10)，這時人機交互系統(tǒng)一方面動態(tài)顯示焊接過程的各階段及相應階段的現(xiàn)場主要參數(shù)，另一方面通過“前移”(3)、“后移”(4)鍵修改焊接現(xiàn)場的焊接電流值，直到焊接過程結(jié)束時，系統(tǒng)回到友好界面(5)。
4.如權利要求1所述一種微束等離子焊機菜單式人機交互系統(tǒng)，其特征在于微束等離子焊機人機交互系統(tǒng)的硬件主要包括鍵盤指令檢測部分、微束等離子焊焊接過程現(xiàn)場參數(shù)檢測部分、參數(shù)傳遞部分及參數(shù)驅(qū)動顯示部分四部分；鍵盤指令檢測部分是DSP數(shù)字信號處理器(15)經(jīng)鍵盤接口(16)對菜單操作鍵盤(17)進行掃描和檢測，將檢測到的鍵盤指令進行處理，形成相應的指令代碼；微束等離子焊焊接過程現(xiàn)場參數(shù)檢測部分是DSP數(shù)字信號處理器(15)經(jīng)焊接過程檢測元件(18)對微束等離子焊機焊接回路(19)進行焊接電流和焊接電壓的檢測；參數(shù)傳遞部分是DSP數(shù)字信號處理器(15)經(jīng)過通信線(20)將檢測到的焊接電流電壓及已處理好的鍵盤指令代碼傳遞給單片機處理器(21)，指令代碼中包括界面信息和微束等離子焊焊接過程信息，單片機處理器(21)對接收到的界面信息、焊接過程信息及焊接電流電壓進行組合處理；參數(shù)驅(qū)動顯示部分則是在控制線(23)的控制下，由單片機處理器(21)在相應的位置將組合處理好的內(nèi)容經(jīng)驅(qū)動線(22)傳送到由液晶顯示控制模塊(24)和液晶顯示屏(25)組成的圖形液晶模塊(26)去進行相應的界面顯示和微束等離子焊焊接過程信息的動態(tài)顯示；單片機處理器(21)的每次對圖形液晶模塊(26)的驅(qū)動控制顯示都是對前一次顯示內(nèi)容的刷新；這樣，人通過鍵盤向微束等離子焊機的DSP數(shù)字信號處理器(15)發(fā)出指令、DSP數(shù)字信號處理器(15)將指令和現(xiàn)場焊接電流和焊接電壓參數(shù)傳送給單片機處理器(21)、再經(jīng)單片機處理器(21)驅(qū)動控制圖形液晶模塊(26)去顯示供人觀察，這樣一個連續(xù)不斷的交互過程，實現(xiàn)了微束等離子焊焊接過程的人機交互系統(tǒng)。
5.如權利要求1所述一種微束等離子焊機菜單式人機交互系統(tǒng)，其特征在于微束等離子焊機人機交互程序主要分初始化、人機交互兩個過程；初始化包括系統(tǒng)初始化(27)及向單片機處理器發(fā)送友好界面顯示信息(28)兩個過程，其中系統(tǒng)初始化(27)包括通信初始化數(shù)據(jù)采集初始化等準備工作，向單片機處理器(21)發(fā)送友好界面顯示信息(28)過程則是人機交互過程的開始；DSP數(shù)字信號處理器主控的人機交互過程的主要任務之一是不斷進行鍵盤掃描(29)，一直到鍵按下(30)為止，當有鍵按下(30)時，進行鍵判斷(31)，根據(jù)不同的鍵，進行相應的鍵值處理，并根據(jù)要求，控制單片機處理器(21)進行顯示界面的切換是“菜單”鍵(32)時，向單片機處理器(21)發(fā)送顯示菜單界面信息(33)去顯示菜單界面(6)，然后回到鍵盤掃描(29)；是“前移”鍵(34)時，首先進行界面判斷(35)，再進行“前移”鍵處理(36)，然后根據(jù)鍵處理的結(jié)果向單片機處理器(21)發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)(37)，最后回到鍵盤掃描(29)；是“后移”鍵(38)時，同樣先進行界面判斷(39)，再進行“后移”鍵處理(40)，然后根據(jù)鍵處理的結(jié)果向單片機處理器(21)發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)(37)，最后回到鍵盤掃描(29)；是“確認”鍵(41)時，也先進行界面判斷(42)，根據(jù)原界面的情況進行界面切換(43)，然后向單片機處理器(21)發(fā)送相應界面信息和焊接現(xiàn)場參數(shù)(37)，最后回到鍵盤掃描(29)；并且上述人機交互過程中的界面判斷(35、39、41)是對當前鍵操作下系統(tǒng)處于菜單界面(6)、參數(shù)預置界面(7)、參數(shù)修改界面(8)和焊接現(xiàn)場界面(10)這四個界面之中的哪一個界面的判斷，因為這四個界面中的“前移”(3)鍵、“后移”(4)鍵和“確認”(2)鍵的操作含義不同。
全文摘要
一種微束等離子焊機的菜單式人機交互系統(tǒng)，采用DSP數(shù)字信號處理器(美國TI公司的DSP芯片TMS320F240)與單片機處理器(Atmel公司的單片機芯AT89C2051)，并由DSP芯片TMS320F240接受操作者通過鍵盤發(fā)出的指令，作為焊機的操作指令系統(tǒng)；單片機處理器控制顯示器的輸出。采用字符液晶顯示模塊(香港精電公司的字符液晶顯示模塊MGLS16465)作為顯示器采用，利用該模塊的字既進行參數(shù)數(shù)值顯示，也進行微束等離子焊接過程信息顯示。由于利用簡單的四個鍵組合進行指令設定和液晶顯示構成菜單式的人機交互系統(tǒng)的外在界面、借助菜單界面搜索軟件的功能與操作方法，使人機交互界面數(shù)字化，既直觀也易操作。
文檔編號G05B15/02GK101051224SQ20061007506
公開日2007年10月10日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權日2005年12月9日
發(fā)明者何建萍, 黃晨, 焦馥杰 申請人:上海工程技術大學