文/李月樵 王學(xué)武 蔡勇 申斌

基于labview的焦度計(jì)智能化檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文/李月樵 王學(xué)武 蔡勇 申斌

本文介紹了利用labview開發(fā)環(huán)境進(jìn)行焦度計(jì)智能化檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要完成智能化數(shù)據(jù)檢測(cè)和自動(dòng)鏡片定心裝置的研制，并完成實(shí)時(shí)傳輸和數(shù)據(jù)庫(kù)智能管理，具備檢測(cè)報(bào)告查詢及打印功能。焦度計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試分析軟件系統(tǒng)具備良好的圖形化人機(jī)交互控制界面，智能化管理系統(tǒng)提供硬件控制、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析計(jì)算、測(cè)試報(bào)告生成等功能，而且在發(fā)生意外軟、硬件故障等情況下，能夠處理并給出錯(cuò)誤報(bào)告，并且能夠得到及時(shí)的自恢復(fù)。

labview；焦度計(jì)；智能化；檢測(cè)

1 焦度計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

焦度計(jì)是主要用于測(cè)量眼鏡鏡片的頂焦度、柱鏡度、棱鏡度、光學(xué)中心及確定眼鏡鏡片的散光軸位方向等的精密光學(xué)計(jì)量?jī)x器。本文采用TPCON CL2500型號(hào)的焦度計(jì)作為試驗(yàn)對(duì)象，結(jié)合labview測(cè)控軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

圖1 焦度計(jì)智能化檢測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

2 鏡片自動(dòng)幾何中心定位機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖2 圓形鏡片自動(dòng)定心裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

為了讓操作人員快速準(zhǔn)確地找到鏡片機(jī)械中心，系統(tǒng)自制了一套鏡片加緊裝置附件，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的鏡片夾持裝置，同時(shí)適用于大小兩種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的鏡片。裝置的連接結(jié)構(gòu)、撥動(dòng)桿的動(dòng)作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，動(dòng)作順暢穩(wěn)定,極大提高了鏡片檢測(cè)效率。其機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3 焦度計(jì)智能檢測(cè)軟件設(shè)計(jì)

3.1 焦度計(jì)檢測(cè)軟件通信模塊設(shè)計(jì)

Labview作為一種圖形化軟件集成開發(fā)平臺(tái)，使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，是控制系統(tǒng)的理想選擇。TPCON CL2500通信端為蓮花8針RS232接口，接口定義以及和PC電腦D-SUB9接口連線方式如表1所示。

表1 接口定義以及和PC電腦D-SUB9接口對(duì)應(yīng)連線方式

TPCON CL2500內(nèi)置的波特率為2400，8個(gè)數(shù)字位，1位停止位。PC上位機(jī)與焦度計(jì)下位機(jī)利用串口RS232線進(jìn)行通信，通信程序利用Labview儀器I/O的串口子模板中的VISA功能模塊，配置VISA庫(kù)函數(shù)不同的設(shè)備通信參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)各類儀器的通信。VISA串口通信的流程為初始化串口、配置串口、字符寫入、字符讀取以及關(guān)閉串口，labview串口通信程序框圖如圖3所示。

圖3 labview串口通信程序設(shè)計(jì)框圖

3.2 焦度計(jì)檢測(cè)軟件人機(jī)界面與數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)

使用labview圖形化的設(shè)計(jì)方法開發(fā)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，同時(shí)Labview還具備狀態(tài)圖設(shè)計(jì)模式、消費(fèi)者／生產(chǎn)者循環(huán)等多種獨(dú)具特色的程序設(shè)計(jì)模板，便于進(jìn)行的程序維護(hù)升級(jí)開發(fā)。Labview的最大優(yōu)勢(shì)是短時(shí)間內(nèi)可以簡(jiǎn)單高效地完成漂亮人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，極大縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，降低開發(fā)難度，本文焦度計(jì)智能檢測(cè)系統(tǒng)人機(jī)界面如圖4所示。

圖4 焦度計(jì)智能檢測(cè)系統(tǒng)人機(jī)界面

焦度計(jì)智能檢測(cè)軟件數(shù)據(jù)管理模塊包括數(shù)據(jù)錄入模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，各大模塊的功能框圖如圖5所示。

圖5 焦度計(jì)智能檢測(cè)軟件模塊功能框圖

為了檢定數(shù)據(jù)的安全，軟件設(shè)置用戶工號(hào)姓名和密碼登陸，防止非法用戶修改鑒定數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)打印出具的證書其編號(hào)也必須預(yù)留備案。

4 總結(jié)

使用labview圖形化開發(fā)軟件開發(fā)的焦度計(jì)智能檢測(cè)系統(tǒng)，具有開發(fā)周期短、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、兼容性強(qiáng)和后期升級(jí)維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，而且Labview的虛擬儀器設(shè)計(jì)方法特別適合此類測(cè)控系統(tǒng)的研發(fā)。本文研發(fā)的焦度計(jì)智能檢測(cè)軟件已經(jīng)過(guò)實(shí)際試用，該智能系統(tǒng)可大大減輕了檢定員的工作量，降低了總體計(jì)算差錯(cuò)率，而且使數(shù)據(jù)管理更加規(guī)范，對(duì)鏡片計(jì)量鑒定部門提高工作效率有著重要的實(shí)際意義。

作者單位：金華市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院