基于單片機(jī)的落錘式自動(dòng)打樁機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是建筑工程機(jī)械自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具體涉及基于單片機(jī)的落錘式自動(dòng)打粧機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]打粧機(jī)是建筑工程中常用的工程機(jī)械，打粧機(jī)可分為落錘式打粧機(jī)、螺旋葉片挖粧機(jī)、柴油錘打粧機(jī)、振動(dòng)錘打粧機(jī)等，落錘式打粧機(jī)利用溜滑式卷揚(yáng)機(jī)將數(shù)噸重的粧錘提起一定高度，通過釋放粧錘獲得的慣性動(dòng)能，完成粧基的夯筑工作，落錘式打粧機(jī)與螺旋葉片挖粧機(jī)、柴油錘打粧機(jī)、振動(dòng)錘打粧機(jī)相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無環(huán)境污染，無建筑垃圾等的優(yōu)點(diǎn)，與液壓卷揚(yáng)系統(tǒng)相比，電動(dòng)卷揚(yáng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、成本低廉等優(yōu)勢(shì)，但是現(xiàn)有技術(shù)的打粧機(jī)仍需依靠人力，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度仍較大，打粧作業(yè)的效率低，打粧質(zhì)量有待提高，基于此，設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的落錘式自動(dòng)打粧機(jī)控制系統(tǒng)還是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種基于單片機(jī)的落錘式自動(dòng)打粧機(jī)控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作方便，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，完成全自動(dòng)打粧及其他輔助功能，最大程度降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高打粧作業(yè)的效率和質(zhì)量。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):基于單片機(jī)的落錘式自動(dòng)打粧機(jī)控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)核心控制板、夯粧控制單元、吊裝控制單元、支撐定位單元、人機(jī)操作單元和網(wǎng)絡(luò)控制單元，單片機(jī)核心控制板分別與夯粧控制單元、吊裝控制單元、支撐定位單元、人機(jī)操作單元和網(wǎng)絡(luò)控制單元連接，所述的窮粧控制單元由啟保?？刂齐娐贰⒅骶頁P(yáng)電機(jī)、離合器及制動(dòng)器控制單元、卷揚(yáng)滾筒及纜繩重錘單元組成，單片機(jī)核心控制板、啟保?？刂齐娐贰⒅骶頁P(yáng)電機(jī)、離合器及制動(dòng)器控制單元、卷揚(yáng)滾筒及纜繩重錘單元依次連接，所述的吊裝控制單元包括正反轉(zhuǎn)電路、副卷揚(yáng)電機(jī)，正反轉(zhuǎn)電路分別與單片機(jī)核心控制板、副卷揚(yáng)電機(jī)連接，所述的支撐定位單元包括支撐控制單元和定位控制單元，支撐控制單元、定位控制單元均接單片機(jī)核心控制板，所述的人機(jī)操作單元由操作面板和觸摸屏組成，操作面板和觸摸屏均接單片機(jī)核心控制板，網(wǎng)絡(luò)控制單元包括CAN網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，CAN網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接單片機(jī)核心控制板，單片機(jī)核心控制板采用單片機(jī)XE164FN。
[0005]作為優(yōu)選，所述的啟保停控制電路接入單片機(jī)核心控制板的控制信號(hào)，啟保?？刂齐娐放c主卷揚(yáng)電機(jī)連接，主卷揚(yáng)電機(jī)的主軸通過離合器與卷揚(yáng)滾筒連接，卷揚(yáng)滾筒與制動(dòng)器配合，離合器、制動(dòng)器均與單片機(jī)核心控制板的控制信號(hào)端連接，卷揚(yáng)滾筒通過纜繩與粧錘連接，當(dāng)制動(dòng)器分、離合器合時(shí)，卷揚(yáng)電機(jī)拖動(dòng)重錘提升，當(dāng)制動(dòng)器合、離合器分時(shí)，粧錘在重力作用下自由落下，完成一次夯擊操作，手動(dòng)夯粧由操作員控制離合器和制動(dòng)器。自動(dòng)夯粧操作由控制器操作離合器和制動(dòng)器，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高打粧作業(yè)的效率和質(zhì)量；所述的啟保?？刂齐娐酚芍骶頁P(yáng)電機(jī)啟動(dòng)按鈕、主卷揚(yáng)電機(jī)停止按鈕、主卷揚(yáng)電機(jī)接觸器和主卷揚(yáng)電機(jī)面板指示燈組成，主卷揚(yáng)電機(jī)啟動(dòng)按鈕、主卷揚(yáng)接觸器第一常開觸點(diǎn)的定端均接220V火線，主卷揚(yáng)電機(jī)啟動(dòng)按鈕、主卷揚(yáng)接觸器第一常開觸點(diǎn)的動(dòng)端接主卷揚(yáng)電機(jī)停止按鈕至主卷揚(yáng)電機(jī)接觸器，主卷揚(yáng)接觸器第二常開觸點(diǎn)的定端接24V直流端，主卷揚(yáng)接觸器第二常開觸點(diǎn)的動(dòng)端接主卷揚(yáng)電機(jī)面板指示燈。
[0006]作為優(yōu)選，所述的夯粧控制單元還包括接近開關(guān)，接近開關(guān)與裝有36個(gè)磁鋼片的卷揚(yáng)滾筒配合，接近開關(guān)采用霍爾接近開關(guān)，接近開關(guān)通過計(jì)數(shù)信號(hào)接口電路與單片機(jī)核心控制板連接；所述的計(jì)數(shù)信號(hào)接口電路包括高速光耦芯片，高速光耦芯片的3腳接接近開關(guān)的信號(hào)線，高速光耦芯片的6腳接單片機(jī)的計(jì)數(shù)器引腳，高速光耦芯片采用光耦6N137，單片機(jī)XE164FN計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率為10MHz，遠(yuǎn)高于滿足滾筒接近開關(guān)信號(hào)的頻率。
[0007]作為優(yōu)選，所述吊裝控制單元主要完成打粧套管安裝，鋼筋滾籠吊裝等任務(wù)，副卷揚(yáng)電機(jī)操作靠面板按鈕完成，副卷揚(yáng)電機(jī)包括副卷揚(yáng)電機(jī)提升按鈕、副卷揚(yáng)電機(jī)放下按鈕、副卷揚(yáng)提升接觸器、副卷揚(yáng)放下接觸器、副卷揚(yáng)提升指示燈、副卷揚(yáng)放下指示燈，副卷揚(yáng)電機(jī)提升按鈕的定端接220V火線，副卷揚(yáng)電機(jī)提升按鈕的動(dòng)端依次接副卷揚(yáng)電機(jī)放下按鈕、副卷揚(yáng)電機(jī)放下接觸器輔助NC觸點(diǎn)至副卷揚(yáng)提升接觸器，副卷揚(yáng)電機(jī)放下按鈕的定端接220V火線，副卷揚(yáng)電機(jī)放下按鈕的動(dòng)端依次接副卷揚(yáng)電機(jī)提升按鈕、副卷揚(yáng)電機(jī)提升接觸器輔助NC觸點(diǎn)至副卷揚(yáng)放下接觸器，副卷揚(yáng)提升接觸器常開觸點(diǎn)、副卷揚(yáng)放下接觸器常開觸點(diǎn)的定端接24V直流端，副卷揚(yáng)提升接觸器常開觸點(diǎn)、副卷揚(yáng)放下接觸器常開觸點(diǎn)的動(dòng)端分別接副卷揚(yáng)提升指示燈、副卷揚(yáng)放下指示燈。
[0008]作為優(yōu)選，所述的支撐定位單元配置有雙軸水平儀測(cè)量單元，操作人員可以在觸屏上觀察XY水平度的輸出信號(hào)，對(duì)操作面板上升降操作按鈕，調(diào)整粧機(jī)的四個(gè)支撐腳的高度，完成粧機(jī)水平調(diào)整控制，雙軸水平儀測(cè)量單元采用傳感器，傳感器的11腳依次接第一電阻、第一電容至地端，第一電阻與第一電容之間的節(jié)點(diǎn)為X方向水平度檢測(cè)信號(hào)V0UT_X，傳感器的5腳依次接第二電阻、第二電容至地端，第二電阻與第二電容之間的節(jié)點(diǎn)為Y方向水平度檢測(cè)信號(hào)V0UT_Y，傳感器的12腳接第三電容至地端，傳感器采用雙軸傾角傳感器SCA100T，精度為0.1度。
[0009]作為優(yōu)選，所述的支撐定位單元的系統(tǒng)操作控制電路包括左前支撐升起控制觸點(diǎn)、左前支撐放下控制觸點(diǎn)、右前支撐升起控制觸點(diǎn)、右前支撐放下控制觸點(diǎn)、行車前行控制觸點(diǎn)、行車后退控制觸點(diǎn)、行車左轉(zhuǎn)控制觸點(diǎn)、行車右轉(zhuǎn)控制觸點(diǎn)，左前支撐升起控制觸點(diǎn)、左前支撐放下控制觸點(diǎn)、右前支撐升起控制觸點(diǎn)、右前支撐放下控制觸點(diǎn)、行車前行控制觸點(diǎn)、行車后退控制觸點(diǎn)、行車左轉(zhuǎn)控制觸點(diǎn)、行車右轉(zhuǎn)控制觸點(diǎn)的定端均接24V直流端，左前支撐升起控制觸點(diǎn)、左前支撐放下控制觸點(diǎn)、右前支撐升起控制觸點(diǎn)、右前支撐放下控制觸點(diǎn)、行車前行控制觸點(diǎn)、行車后退控制觸點(diǎn)、行車左轉(zhuǎn)控制觸點(diǎn)、行車右轉(zhuǎn)控制觸點(diǎn)的動(dòng)端分別接左前支撐升起電磁閥、左前支撐放下電磁閥、右前支撐升起電磁閥、右前支撐放下電磁閥、行車前行電磁閥、行車后退電磁閥、行車左轉(zhuǎn)電磁閥、行車右轉(zhuǎn)電磁閥。
[0010]作為優(yōu)選，所述人機(jī)操作單元的操作面板上設(shè)置有觸摸屏、卷揚(yáng)電機(jī)操作區(qū)、支撐定位操作區(qū)、手動(dòng)打粧操作區(qū)和自動(dòng)打粧操作區(qū)，卷揚(yáng)電機(jī)操作區(qū)包括主卷揚(yáng)電機(jī)啟動(dòng)停止控制和副卷揚(yáng)電機(jī)提升放下控制，支撐定位操作區(qū)包括四個(gè)支撐粧的升降控制、粧基定位前后控制和粧基定位轉(zhuǎn)動(dòng)控制。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述的CAN網(wǎng)絡(luò)通訊模塊包括CAN收發(fā)器，CAN收發(fā)器的5腳與8腳之間接有第三電阻、第四電阻的并聯(lián)電路，CAN收發(fā)器的5腳接第四電容至地端，CAN收發(fā)器的2腳與3腳之間接有第五電容，CAN收發(fā)器的6腳與7腳之間接有第五電阻，CAN收發(fā)器的6腳、7腳接接口，CAN收發(fā)器采用CAN收發(fā)器PCA82C250，通過CAN網(wǎng)絡(luò)通訊模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化操作，通過網(wǎng)絡(luò)模塊，操作者可以獲取打粧信息，在多臺(tái)打粧機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，可以對(duì)多粧機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，可以在上位機(jī)集中監(jiān)控所有粧機(jī)的狀態(tài)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0012]本發(fā)明的有益效果:針對(duì)現(xiàn)有的手動(dòng)操作離合器-制動(dòng)器的電卷揚(yáng)落錘式打粧機(jī)，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)夯粧、粧機(jī)平衡支撐控制、粧機(jī)定位調(diào)整操作控制、遠(yuǎn)程操作控制、鋼筋滾籠吊裝輔助操作控制、電機(jī)保護(hù)及過程顯示等功能:
[0013](I)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，由控制器自動(dòng)操作離合器和制動(dòng)器的開合，完成自動(dòng)夯粧，自動(dòng)化程度高；
[0014](2)集成了打粧機(jī)的自動(dòng)夯粧、吊裝控制、支撐定位、網(wǎng)絡(luò)控制、自動(dòng)粧深測(cè)量等單元，功能齊全，操作方便，可以最大程度降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高打粧作業(yè)的效率和質(zhì)量;
[0015](3)既可以應(yīng)用于全自動(dòng)打粧機(jī)的制造，又可以對(duì)現(xiàn)有的手動(dòng)打粧機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改造，使用方便靈活，實(shí)用性強(qiáng)；
[0016](4)成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，有效提高打粧作業(yè)