一種基於單片機的自動橫切裝置製造方法
2023-06-02 02:34:46 7
一種基於單片機的自動橫切裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及單片機控制切割【技術領域】，具體的說是一種基於單片機的自動橫切裝置，單片機分別與步進電機驅動器、看門狗晶片、接近傳感器、旋轉編碼器、中間繼電器、擴展接口晶片連接，利用單片機控制，讓橫切機複雜的動作要求通過單片機實現，簡化硬體和控制線路，提高了整機的性價比，工作過程中，精確定長切斷、自動計數、自動分組，無須人員參與，所以效率高，且減輕了工人勞動強度，針對薄帶材薄而軟的特點，採用步進電機送料，加編碼器反饋檢測送料長度，實現精確定長，主電機的切斷速度和步進電機的送料時間匹配，由鍵盤輸入切斷長度後，通過單片機計算得到步進電機所需的脈衝個數和與之匹配的主電機轉速信號，使用本實用新型廢品率比人工大大降低。
【專利說明】一種基於單片機的自動橫切裝置
【【技術領域】】
[0001]本實用新型涉及單片機控制切割【技術領域】，具體的說是一種基於單片機的自動橫切裝置。
【【背景技術】】
[0002]隨著家電工業、汽車工業、裝潢業的迅速發展，市場對精整薄材、帶材及箔材的需求日益擴大，對成品薄帶材及箔材的精度要求也越來越高，開發研製高精度薄、帶、箔材的精整設備是市場的需要，在帶材的加工過程中，常需要把一卷料定長切斷，誤差要小；落料張數能自動計數，自動分組；切斷時能自動壓緊，連續切斷。進料、壓緊、切斷都必須按一定的先後順序循環往復。對於這樣的控制要求，傳統的控制系統很難實現。隨著單片機、？IX技術的發展，傳統的控制系統逐漸被新型智能控制系統取代，鑑於比單片機成本高，且輸入和輸出點數受到限制，目前也沒有一款採用單片機控制的橫切裝置。
[0003]因此，為克服上述技術的不足而設計出利用單片機控制，提高了整機的性價比，工作過程中，精確定長切斷、自動計數、自動分組，無須人員參與，效率高，且減輕了工人勞動強度的一種基於單片機的自動橫切裝置，正是發明人所要解決的問題。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種基於單片機的自動橫切裝置，其結構簡單，利用單片機控制，提高了整機的性價比，工作過程中，精確定長切斷、自動計數、自動分組，無須人員參與，效率高，且減輕了工人勞動強度。
[0005]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:一種基於單片機的自動橫切裝置，其包括機械部分及控制部分，所述機械部分包括送料滾筒、壓緊滾筒、彈簧壓緊機構、接近傳感器、偏心主傳動機構、上剪切刀、下剪切刀、轉動卸料託盤、卸料電機，所述送料滾筒與壓緊滾筒接觸面連接，所述接近傳感器設置在偏心主動傳動機構上，偏心主動傳動機構底部連接有彈簧壓緊機構，彈簧壓緊機構與上剪切刀連接，上剪切刀底部設置有下剪切刀，下剪切刀側面安裝有轉動卸料託盤，轉動卸料託盤底部設置有卸料電機。
[0006]進一步，所述控制部分包括步進電機驅動器、看門狗晶片、單片機、擴展接口晶片、變頻器、旋轉編碼器、中間繼電器、主電機，所述單片機分別與步進電機驅動器、看門狗晶片、接近傳感器、旋轉編碼器、中間繼電器、擴展接口晶片連接。
[0007]進一步，所述步進電機驅動器與步進電機連接。
[0008]進一步，所述中間繼電器分別與卸料電機、變頻器連接。
[0009]進一步，所述變頻器分別與主電機、0/八轉換器連接，0/八轉換器與擴展接口晶片連接。
[0010]進一步，所述擴展接口晶片與顯示屏連接。
[0011]本實用新型的有益效果是:
[0012]1、本實用新型利用單片機控制，讓橫切機複雜的動作要求通過單片機實現，簡化硬體和控制線路，提高了整機的性價比。工作過程中，精確定長切斷、自動計數、自動分組，無須人員參與，所以效率高，且減輕了工人勞動強度，特別適合於黃金、白銀、銅等貴重金屬的切斷。
[0013]2、本實用新型針對薄帶材薄而軟的特點，採用步進電機送料，加編碼器反饋檢測送料長度，實現精確定長。
[0014]3、本實用新型中主電機的切斷速度和步進電機的送料時間匹配，由鍵盤輸入切斷長度後，通過單片機計算得到步進電機所需的脈衝個數和與之匹配的主電機轉速信號，使用本實用新型廢品率比人工大大降低。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0015]圖1為本實用新型機械結構示意圖。
[0016]圖2為本實用新型硬體組成結構示意圖。
[0017]圖3為本實用新型中變頻器主電路及控制電路圖。
[0018]附圖標記說明:1_送料滾筒；2_被切帶料；3_壓緊滾筒；4_彈簧壓緊機構；5-接近傳感器；6_偏心主傳動機構；7_上剪切刀；8_下剪切刀；9_轉動卸料託盤；10_卸料電機；11_步進電機；12-步進電機驅動器；13-看門狗晶片；14-單片機；15-擴展接口晶片；16-顯示屏；17-D/A轉換器；18_變頻器；19_旋轉編碼器；20_中間繼電器；21_主電機。
【【具體實施方式】】
[0019]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型，應理解，這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權利要求書所限定的範圍。
[0020]參見圖1為本實用新型機械結構示意圖，機械部分包括送料滾筒1、壓緊滾筒3、彈簧壓緊機構4、接近傳感器5、偏心主傳動機構6、上剪切刀7、下剪切刀8、轉動卸料託盤9、卸料電機10，送料滾筒I與壓緊滾筒2接觸面連接，接近傳感器5設置在偏心主動傳動機構6上，偏心主動傳動機構6底部連接有彈簧壓緊機構4，彈簧壓緊機構4與上剪切刀7連接，上剪切刀7底部設置有下剪切刀8，下剪切刀8側面安裝有轉動卸料託盤9，轉動卸料託盤9底部設置有卸料電機10。
[0021]參見圖2為本實用新型硬體組成結構示意圖，控制部分包括步進電機11、步進電機驅動器12、看門狗晶片13、單片機14、擴展接口晶片15、顯示屏16、D/A轉換器17、變頻器18、旋轉編碼器19、中間繼電器20、主電機21，單片機14分別與步進電機驅動器12、看門狗晶片13、接近傳感器5、旋轉編碼器19、中間繼電器20、擴展接口晶片15連接，步進電機驅動器12與步進電機11連接，中間繼電器20分別與卸料電機10、變頻器18連接，變頻器18分別與主電機21、D/A轉換器17連接，D/A轉換器17與擴展接口晶片15連接，擴展接口晶片15與顯示屏16連接。
[0022]本實用新型在實用時候，通電，由鍵盤輸入所切帶料長度、每組的落料張數等參數。點擊啟動按鈕，系統自動運行；啟動主電機21，單片機14發出控制信號，通過光電隔離，使中間繼電器20得電，變頻器18正轉控制端子接通，啟動主電機21，帶動偏心輪轉動，再通過連杆帶動上剪切刀7和壓料機構作上下往復運動；接近傳感器5檢測上剪切刀7零位，剪切刀向上移動過程中，壓緊機構剛好鬆開的位置，上剪切刀7退到零位後，繼續往上走，直到偏心轉過極限位置再回程；送料，接近傳感器5檢測到零位後，輸出一個脈衝信號到單片機14，單片機14產生中斷。在中斷服務程序中，利用上剪切刀5從零位退到上極限位置後再返回下行到零位的時間，啟動步進電機11，帶動送料滾筒1輸送被切帶料2，送到要求長度時停止；壓緊與切斷:上剪切刀7通過零位後繼續下行，通過壓料機構的彈簧和壓塊先壓緊帶料，然後上剪切刀7下行剪斷帶料。剪斷帶料後，上剪切刀7繼續下行到下極限位置，然後返回，到達零位時，壓緊機構鬆開，啟動下一次步進電機11送料。如此循環往復；單片機14收到接近傳感器5的脈衝信號，既是剪切刀的零位信號，又是落料張數信號。通過單片機14計數器記錄其脈衝數即可記錄落料張數；落料張數達到設定值時，計數器中斷，在中斷服務程序中發信號給中間繼電器20，啟動卸料電機10，實現旋轉卸料，並進入下一組的工作循環。
[0023]為了保證加工過程的連續性和生產效率，切刀必須連續不斷地工作，同時因切斷長度不同，步進電機11送料所花時間不一樣，故主電機21應持續通電，且能夠調速以適應不同切斷長度需要。本實用新型中主電機21採用三相交流電機，並選用具有高效率驅動和良好控制特性的變頻器18進行調速控制。變頻器18的頻率給定，由單片機14根據鍵盤輸入長度計算給出數字量，再經0/八轉換器17轉換成電壓信號，送入變頻器18控制端子的電壓信號輸入端。
[0024]變頻器18的主電路及控制電路如圖3所示，送料需要精確定長，所以採用步進電機11送料，步進電機11帶動送料滾筒1轉動，壓緊滾筒3在彈簧作用下將被切帶料2夾緊在兩滾筒之間，由送料滾筒1帶動送料。在送料過程中，影響送料精度的因素主要有:第一，步進電機11可能出現的丟步；第二，送料滾筒1和帶料之間可能存在打滑現象，為了克服這兩個問題，考慮到壓緊滾筒3與帶料之間不存在打滑，故在壓緊滾筒3的軸上裝一個旋轉編碼器19來檢測壓緊滾筒3的轉角，從而反饋送料長度，如與設定值不同，再次啟動步進電機11，以修正由於丟步或打滑所產生的送料誤差，從而獲得較高的送料精度。
[0025]卸料電機10採用普通三相交流電機，當每組張數達到設定值時，由單片機14發出信號給中間繼電器20常開觸點閉合，啟動卸料電機10，實現轉位卸料，由於單片機14自身的抗幹擾能力差，尤其是在一些條件比較惡劣、噪聲大的場合，常會由於外界幹擾而死機。看門狗晶片13具有後備電池切換、掉電判別、看門狗監控等功能。在系統遇到幹擾，程序跑飛時對系統復位。接口擴展晶片15主要用於鍵盤輸入與顯示屏16顯示。顯示屏16採用一般的120八段碼就能滿足要求，需要顯示六位數字，其中二位用於顯示組數，其餘四位用於適時顯示每組的切斷張數。輸出驅動部分完成控制信號的輸出和功率放大，驅動各執行元件工作。在輸出板上的電路有變壓器電路，繼電器驅動電路、步進電機驅動電路。變壓器將2207強電轉換為2價、127和訊弱電，為單片機14和步進電機11提供電源。交流接觸器用於對強電迴路進行控制，其觸點接於電源與變頻器之間，控制信號來源於變頻器啟動按鈕382。步進電機11的驅動電路用於光電隔離和功率放大，以弱電信號控制強電信號，實現對步進電機11的驅動。
[0026]為了保證系統可靠工作，單片機14的電源與外部控制通道的電源必須隔離。將22(^交流電通過變壓器變壓得到57、12乂及2價交流電，2價交流電用於工具機照明，57、12乂交流電再經整流、濾波、穩壓得到5V、12V直流電。其中5V為單片機14供電，12V為中間繼電器20供電，步進電機11的電源根據需要單獨配置。
【權利要求】
1.一種基於單片機的自動橫切裝置，其特徵在於:其包括機械部分及控制部分，所述機械部分包括送料滾筒、壓緊滾筒、彈簧壓緊機構、接近傳感器、偏心主傳動機構、上剪切刀、下剪切刀、轉動卸料託盤、卸料電機，所述送料滾筒與壓緊滾筒接觸面連接，所述接近傳感器設置在偏心主動傳動機構上，偏心主動傳動機構底部連接有彈簧壓緊機構，彈簧壓緊機構與上剪切刀連接，上剪切刀底部設置有下剪切刀，下剪切刀側面安裝有轉動卸料託盤，轉動卸料託盤底部設置有卸料電機。
2.根據權利要求1所述的一種基於單片機的自動橫切裝置，其特徵在於:所述控制部分包括步進電機驅動器、看門狗晶片、單片機、擴展接口晶片、變頻器、旋轉編碼器、中間繼電器、主電機，所述單片機分別與步進電機驅動器、看門狗晶片、接近傳感器、旋轉編碼器、中間繼電器、擴展接口晶片連接。
3.根據權利要求2所述的一種基於單片機的自動橫切裝置，其特徵在於:所述步進電機驅動器與步進電機連接。
4.根據權利要求3所述的一種基於單片機的自動橫切裝置，其特徵在於:所述中間繼電器分別與卸料電機、變頻器連接。
5.根據權利要求4所述的一種基於單片機的自動橫切裝置，其特徵在於:所述變頻器分別與主電機、D/A轉換器連接，D/A轉換器與擴展接口晶片連接。
6.根據權利要求5所述的一種基於單片機的自動橫切裝置，其特徵在於:所述擴展接口晶片與顯示屏連接。
【文檔編號】G05B19/414GK204256482SQ201420751812
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】趙偉 申請人:河北聯合大學