系统设计

1. 机械系统：负责零件的物理输送与分拣，包含落料漏斗、限高转动盘、单孔落料固定盘、传送带、称量台和转动工作台等。落料漏斗实现零件的初步收纳，限高转动盘与单孔落料固定盘配合完成散乱零件的有序分离，传送带将零件输送至称量台，转动工作台通过推杆电机将分类后的零件推送至对应料箱。

2. 单片机下位机控制系统：承担底层硬件控制与数据采集任务，以 51 单片机为核心，搭配 8255 扩展芯片、L298N 电机驱动芯片、压力传感器、ADC0832 模数转换器等模块。完成零件重量信号采集、电机启停与调速、LCD1602 液晶显示以及与上位机的串口通信，是系统稳定运行的硬件基础。

3. LabVIEW 上位机系统：作为系统的 “大脑”，通过 RS232 串口通信接收下位机传输的数据，实现数据实时处理、可视化展示、分类结果统计、历史数据存储与追溯等功能。LabVIEW 的图形化编程特性大幅简化了上位机开发流程，其丰富的控件与函数库为系统功能拓展提供了强大支撑。

模块实现

（一）下位机

1. 数据采集：采用压力传感器采集称量台上零件的重量模拟信号，经 ADC0832 模数转换器将模拟信号转换为数字信号后，传输至 51 单片机进行处理。该模块测量精度高，可精准捕捉零件重量的细微差异，为后续分类提供可靠数据支撑。

2. 电机控制：通过 L298N 驱动芯片控制直流电机 M1（排序电机）和 M2（输送电机），实现零件的有序输送；借助 ULN2003A 芯片驱动步进电机 M3（转盘电机）和 M4（推杆电机），完成零件的精准分类推送。同时设置 S3 - S5 三个速度调节开关，通过 PWM 脉冲宽度调制实现高、中、低三档速度切换。

3. 显示与控制：LCD1602 液晶显示器实时显示零件重量、合格数、不合格数等信息；设置启停开关 S1 和急停开关 S2，保障系统安全运行；状态指示灯 D1 常亮表示系统正常运行，D2、D3 分别对应合格与不合格零件计数报警，当数量达到设定装箱数时点亮提示。

（二）LabVIEW 上位机

1. 串口通信配置

LabVIEW 内置成熟的 VISA 串口通信模块，无需复杂的底层代码编写。开发人员只需在程序中设置串口端口号、波特率、数据位、停止位等参数，即可快速建立与下位机的稳定通信。程序中加入了数据校验机制，自动过滤传输过程中的干扰信号，确保接收数据的准确性，解决了串口通信中常见的数据丢失、误码等问题。

1. 实时数据可视化

• • 数值与文本显示：在 LabVIEW 前面板设计专属显示面板，实时展示当前零件重量、合格零件数、不合格零件数、装箱次数、未装箱零件数以及检测时间等关键信息，数据直观清晰，便于操作人员实时掌控系统运行状态。

  • 重量波形展示：利用 LabVIEW 的波形图表控件，动态绘制零件重量变化曲线。操作人员可通过波形直观观察零件重量分布情况，快速识别批量生产中可能出现的重量异常问题，为生产工艺调整提供参考。

1. 数据处理与分类统计

预先在程序中设定零件合格重量阈值（案例中为 15±0.1g），LabVIEW 接收数据后自动与阈值对比，完成合格与不合格零件的判定。同时内置统计算法，实时计算合格零件装箱数、未装箱数、不合格零件装箱数以及零件总数等指标，分类统计结果实时更新，无需人工干预。

1. 历史数据自动存储

借助 LabVIEW 的文件 I/O 函数库，实现分类数据的自动化存储。系统默认将数据以 Excel 格式保存，文件中详细记录每个零件的重量、检测时间、分类结果以及累计统计数据。该功能解决了传统分类系统数据难以追溯的痛点，方便管理人员后续查询、分析生产质量，为质量管控提供数据支撑。

1. 灵活的参数配置

支持用户在 LabVIEW 前面板灵活修改关键参数，如零件合格重量范围、装箱设定数量、检测速度档位等。参数修改后实时生效，无需重新编译程序，大幅提升了系统对不同规格薄片零件的适配性，实现了 “一套设备，多类产品” 的灵活应用。