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文中将现有的工业机器人和高精度非接触式激光测量传感器相结合,设计了一种新型的自动化非接触式激光测量设备,并成功地应用于汽车挡风玻璃的测量。在保证测量精度的前提下提高了测量的效率,解决了现有的激光测量设备自动化程度和测量效率低的问题。主要设计了激光测量机器人数据同步采集系统和上位机软件。 数据采集的同步性是本文研究的重点,提出了一种采用同步脉冲的方法来进行数据同步。通过向工业机器人和激光位移传感器的采样电路发送同步脉冲的方法,实现对机器人位姿数据和激光位移传感器高度数据的同步采集。通过对实验数据的分析和对比,验证了通过该方法采集的数据具有较好的同步性,取得了较好的同步效果,为后续的数据处理提供了较高的精度保证。 激光测量机器人数据同步采集系统硬件上以STM32为控制核心;采用16位高速A/D转换芯片AD4001对激光位移传感器高度数据进行采集;各部分之间的通信接口均采用隔离式通信;提供了较为可靠的硬件基础。软件上采用嵌入式实时操作系统uC/OS-III作为整个系统的软件支撑,提供多任务支持;采用FATFS文件系统提供SD卡的文件读写功能;应用程序采用多任务的编程思想,实现了对工业机器人位姿数据和激光位移传感器高度数据的同步采集、数据的保存和回传。 激光测量机器人上位机软件采用MFC进行开发,通过TCP/IP协议和RS-485协议分别与工业机器人以及数据同步采集系统之间进行通信。完成了机器人的运动控制;数据同步采集系统的控制和数据的读取;原始数据的滤波处理和坐标转换。 该激光测量机器人具备硬件成本低、测量精度高、数据同步性好、自动化程度高等特点,为自动化激光测量设备的开发提供了参考。