一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及單片機(jī)控制切割【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，單片機(jī)分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、看門狗芯片、接近傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、中間繼電器、擴(kuò)展接口芯片連接，利用單片機(jī)控制，讓橫切機(jī)復(fù)雜的動作要求通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，簡化硬件和控制線路，提高了整機(jī)的性價比，工作過程中，精確定長切斷、自動計數(shù)、自動分組，無須人員參與，所以效率高，且減輕了工人勞動強(qiáng)度，針對薄帶材薄而軟的特點(diǎn)，采用步進(jìn)電機(jī)送料，加編碼器反饋檢測送料長度，實(shí)現(xiàn)精確定長，主電機(jī)的切斷速度和步進(jìn)電機(jī)的送料時間匹配，由鍵盤輸入切斷長度后，通過單片機(jī)計算得到步進(jìn)電機(jī)所需的脈沖個數(shù)和與之匹配的主電機(jī)轉(zhuǎn)速信號，使用本實(shí)用新型廢品率比人工大大降低。
【專利說明】一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實(shí)用新型涉及單片機(jī)控制切割【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著家電工業(yè)、汽車工業(yè)、裝潢業(yè)的迅速發(fā)展，市場對精整薄材、帶材及箔材的需求日益擴(kuò)大，對成品薄帶材及箔材的精度要求也越來越高，開發(fā)研制高精度薄、帶、箔材的精整設(shè)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??；落料張數(shù)能自動計數(shù)，自動分組；切斷時能自動壓緊，連續(xù)切斷。進(jìn)料、壓緊、切斷都必須按一定的先后順序循環(huán)往復(fù)。對于這樣的控制要求，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)。隨著單片機(jī)、？IX技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)逐漸被新型智能控制系統(tǒng)取代，鑒于比單片機(jī)成本高，且輸入和輸出點(diǎn)數(shù)受到限制，目前也沒有一款采用單片機(jī)控制的橫切裝置。
[0003]因此，為克服上述技術(shù)的不足而設(shè)計出利用單片機(jī)控制，提高了整機(jī)的性價比，工作過程中，精確定長切斷、自動計數(shù)、自動分組，無須人員參與，效率高，且減輕了工人勞動強(qiáng)度的一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，正是發(fā)明人所要解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，利用單片機(jī)控制，提高了整機(jī)的性價比，工作過程中，精確定長切斷、自動計數(shù)、自動分組，無須人員參與，效率高，且減輕了工人勞動強(qiáng)度。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，其包括機(jī)械部分及控制部分，所述機(jī)械部分包括送料滾筒、壓緊滾筒、彈簧壓緊機(jī)構(gòu)、接近傳感器、偏心主傳動機(jī)構(gòu)、上剪切刀、下剪切刀、轉(zhuǎn)動卸料托盤、卸料電機(jī)，所述送料滾筒與壓緊滾筒接觸面連接，所述接近傳感器設(shè)置在偏心主動傳動機(jī)構(gòu)上，偏心主動傳動機(jī)構(gòu)底部連接有彈簧壓緊機(jī)構(gòu)，彈簧壓緊機(jī)構(gòu)與上剪切刀連接，上剪切刀底部設(shè)置有下剪切刀，下剪切刀側(cè)面安裝有轉(zhuǎn)動卸料托盤，轉(zhuǎn)動卸料托盤底部設(shè)置有卸料電機(jī)。
[0006]進(jìn)一步，所述控制部分包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、看門狗芯片、單片機(jī)、擴(kuò)展接口芯片、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器、中間繼電器、主電機(jī)，所述單片機(jī)分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、看門狗芯片、接近傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、中間繼電器、擴(kuò)展接口芯片連接。
[0007]進(jìn)一步，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與步進(jìn)電機(jī)連接。
[0008]進(jìn)一步，所述中間繼電器分別與卸料電機(jī)、變頻器連接。
[0009]進(jìn)一步，所述變頻器分別與主電機(jī)、0/八轉(zhuǎn)換器連接，0/八轉(zhuǎn)換器與擴(kuò)展接口芯片連接。
[0010]進(jìn)一步，所述擴(kuò)展接口芯片與顯示屏連接。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]1、本實(shí)用新型利用單片機(jī)控制，讓橫切機(jī)復(fù)雜的動作要求通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，簡化硬件和控制線路，提高了整機(jī)的性價比。工作過程中，精確定長切斷、自動計數(shù)、自動分組，無須人員參與，所以效率高，且減輕了工人勞動強(qiáng)度，特別適合于黃金、白銀、銅等貴重金屬的切斷。
[0013]2、本實(shí)用新型針對薄帶材薄而軟的特點(diǎn)，采用步進(jìn)電機(jī)送料，加編碼器反饋檢測送料長度，實(shí)現(xiàn)精確定長。
[0014]3、本實(shí)用新型中主電機(jī)的切斷速度和步進(jìn)電機(jī)的送料時間匹配，由鍵盤輸入切斷長度后，通過單片機(jī)計算得到步進(jìn)電機(jī)所需的脈沖個數(shù)和與之匹配的主電機(jī)轉(zhuǎn)速信號，使用本實(shí)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(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型中變頻器主電路及控制電路圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:1_送料滾筒；2_被切帶料；3_壓緊滾筒；4_彈簧壓緊機(jī)構(gòu)；5-接近傳感器；6_偏心主傳動機(jī)構(gòu)；7_上剪切刀；8_下剪切刀；9_轉(zhuǎn)動卸料托盤；10_卸料電機(jī)；11_步進(jìn)電機(jī)；12-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器；13-看門狗芯片；14-單片機(jī)；15-擴(kuò)展接口芯片；16-顯示屏；17-D/A轉(zhuǎn)換器；18_變頻器；19_旋轉(zhuǎn)編碼器；20_中間繼電器；21_主電機(jī)。
【【具體實(shí)施方式】】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)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(quán)利要求書所限定的范圍。
[0020]參見圖1為本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖，機(jī)械部分包括送料滾筒1、壓緊滾筒3、彈簧壓緊機(jī)構(gòu)4、接近傳感器5、偏心主傳動機(jī)構(gòu)6、上剪切刀7、下剪切刀8、轉(zhuǎn)動卸料托盤9、卸料電機(jī)10，送料滾筒I與壓緊滾筒2接觸面連接，接近傳感器5設(shè)置在偏心主動傳動機(jī)構(gòu)6上，偏心主動傳動機(jī)構(gòu)6底部連接有彈簧壓緊機(jī)構(gòu)4，彈簧壓緊機(jī)構(gòu)4與上剪切刀7連接，上剪切刀7底部設(shè)置有下剪切刀8，下剪切刀8側(cè)面安裝有轉(zhuǎn)動卸料托盤9，轉(zhuǎn)動卸料托盤9底部設(shè)置有卸料電機(jī)10。
[0021]參見圖2為本實(shí)用新型硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖，控制部分包括步進(jìn)電機(jī)11、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器12、看門狗芯片13、單片機(jī)14、擴(kuò)展接口芯片15、顯示屏16、D/A轉(zhuǎn)換器17、變頻器18、旋轉(zhuǎn)編碼器19、中間繼電器20、主電機(jī)21，單片機(jī)14分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器12、看門狗芯片13、接近傳感器5、旋轉(zhuǎn)編碼器19、中間繼電器20、擴(kuò)展接口芯片15連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器12與步進(jìn)電機(jī)11連接，中間繼電器20分別與卸料電機(jī)10、變頻器18連接，變頻器18分別與主電機(jī)21、D/A轉(zhuǎn)換器17連接，D/A轉(zhuǎn)換器17與擴(kuò)展接口芯片15連接，擴(kuò)展接口芯片15與顯示屏16連接。
[0022]本實(shí)用新型在實(shí)用時候，通電，由鍵盤輸入所切帶料長度、每組的落料張數(shù)等參數(shù)。點(diǎn)擊啟動按鈕，系統(tǒng)自動運(yùn)行；啟動主電機(jī)21，單片機(jī)14發(fā)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(zhuǎn)控制端子接通，啟動主電機(jī)21，帶動偏心輪轉(zhuǎn)動，再通過連桿帶動上剪切刀7和壓料機(jī)構(gòu)作上下往復(fù)運(yùn)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(jī)構(gòu)剛好松開的位置，上剪切刀7退到零位后，繼續(xù)往上走，直到偏心轉(zhuǎn)過極限位置再回程；送料，接近傳感器5檢測到零位后，輸出一個脈沖信號到單片機(jī)14，單片機(jī)14產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)程序中，利用上剪切刀5從零位退到上極限位置后再返回下行到零位的時間，啟動步進(jìn)電機(jī)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通過零位后繼續(xù)下行，通過壓料機(jī)構(gòu)的彈簧和壓塊先壓緊帶料，然后上剪切刀7下行剪斷帶料。剪斷帶料后，上剪切刀7繼續(xù)下行到下極限位置，然后返回，到達(dá)零位時，壓緊機(jī)構(gòu)松開，啟動下一次步進(jìn)電機(jī)11送料。如此循環(huán)往復(fù)；單片機(jī)14收到接近傳感器5的脈沖信號，既是剪切刀的零位信號，又是落料張數(shù)信號。通過單片機(jī)14計數(shù)器記錄其脈沖數(shù)即可記錄落料張數(shù)；落料張數(shù)達(dá)到設(shè)定值時，計數(shù)器中斷，在中斷服務(wù)程序中發(fā)信號給中間繼電器20，啟動卸料電機(jī)10，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)卸料，并進(jìn)入下一組的工作循環(huán)。
[0023]為了保證加工過程的連續(xù)性和生產(chǎn)效率，切刀必須連續(xù)不斷地工作，同時因切斷長度不同，步進(jìn)電機(jī)11送料所花時間不一樣，故主電機(jī)21應(yīng)持續(xù)通電，且能夠調(diào)速以適應(yīng)不同切斷長度需要。本實(shí)用新型中主電機(jī)21采用三相交流電機(jī)，并選用具有高效率驅(qū)動和良好控制特性的變頻器18進(jìn)行調(diào)速控制。變頻器18的頻率給定，由單片機(jī)14根據(jù)鍵盤輸入長度計算給出數(shù)字量，再經(jīng)0/八轉(zhuǎn)換器17轉(zhuǎn)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，所以采用步進(jìn)電機(jī)11送料，步進(jìn)電機(jī)11帶動送料滾筒1轉(zhuǎn)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(jìn)電機(jī)11可能出現(xiàn)的丟步；第二，送料滾筒1和帶料之間可能存在打滑現(xiàn)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(zhuǎn)編碼器19來檢測壓緊滾筒3的轉(zhuǎn)角，從而反饋送料長度，如與設(shè)定值不同，再次啟動步進(jìn)電機(jī)11，以修正由于丟步或打滑所產(chǎn)生的送料誤差，從而獲得較高的送料精度。
[0025]卸料電機(jī)10采用普通三相交流電機(jī)，當(dāng)每組張數(shù)達(dá)到設(shè)定值時，由單片機(jī)14發(fā)出信號給中間繼電器20常開觸點(diǎn)閉合，啟動卸料電機(jī)10，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位卸料，由于單片機(jī)14自身的抗干擾能力差，尤其是在一些條件比較惡劣、噪聲大的場合，常會由于外界干擾而死機(jī)?？撮T狗芯片13具有后備電池切換、掉電判別、看門狗監(jiān)控等功能。在系統(tǒng)遇到干擾，程序跑飛時對系統(tǒng)復(fù)位。接口擴(kuò)展芯片15主要用于鍵盤輸入與顯示屏16顯示。顯示屏16采用一般的120八段碼就能滿足要求，需要顯示六位數(shù)字，其中二位用于顯示組數(shù)，其余四位用于適時顯示每組的切斷張數(shù)。輸出驅(qū)動部分完成控制信號的輸出和功率放大，驅(qū)動各執(zhí)行元件工作。在輸出板上的電路有變壓器電路，繼電器驅(qū)動電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路。變壓器將2207強(qiáng)電轉(zhuǎn)換為2價、127和訊弱電，為單片機(jī)14和步進(jìn)電機(jī)11提供電源。交流接觸器用于對強(qiáng)電回路進(jìn)行控制，其觸點(diǎn)接于電源與變頻器之間，控制信號來源于變頻器啟動按鈕382。步進(jìn)電機(jī)11的驅(qū)動電路用于光電隔離和功率放大，以弱電信號控制強(qiáng)電信號，實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)11的驅(qū)動。
[0026]為了保證系統(tǒng)可靠工作，單片機(jī)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價交流電用于機(jī)床照明，57、12乂交流電再經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓得到5V、12V直流電。其中5V為單片機(jī)14供電，12V為中間繼電器20供電，步進(jìn)電機(jī)11的電源根據(jù)需要單獨(dú)配置。
【權(quán)利要求】
1.一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，其特征在于:其包括機(jī)械部分及控制部分，所述機(jī)械部分包括送料滾筒、壓緊滾筒、彈簧壓緊機(jī)構(gòu)、接近傳感器、偏心主傳動機(jī)構(gòu)、上剪切刀、下剪切刀、轉(zhuǎn)動卸料托盤、卸料電機(jī)，所述送料滾筒與壓緊滾筒接觸面連接，所述接近傳感器設(shè)置在偏心主動傳動機(jī)構(gòu)上，偏心主動傳動機(jī)構(gòu)底部連接有彈簧壓緊機(jī)構(gòu)，彈簧壓緊機(jī)構(gòu)與上剪切刀連接，上剪切刀底部設(shè)置有下剪切刀，下剪切刀側(cè)面安裝有轉(zhuǎn)動卸料托盤，轉(zhuǎn)動卸料托盤底部設(shè)置有卸料電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，其特征在于:所述控制部分包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、看門狗芯片、單片機(jī)、擴(kuò)展接口芯片、變頻器、旋轉(zhuǎn)編碼器、中間繼電器、主電機(jī)，所述單片機(jī)分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、看門狗芯片、接近傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、中間繼電器、擴(kuò)展接口芯片連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與步進(jìn)電機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，其特征在于:所述中間繼電器分別與卸料電機(jī)、變頻器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，其特征在于:所述變頻器分別與主電機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器連接，D/A轉(zhuǎn)換器與擴(kuò)展接口芯片連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于單片機(jī)的自動橫切裝置，其特征在于:所述擴(kuò)展接口芯片與顯示屏連接。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】趙偉 申請人:河北聯(lián)合大學(xué)