【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 切刀機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)也應(yīng)具有正反轉(zhuǎn)功能，同時(shí)用熔斷器和熱繼電器作短路保護(hù)、過載保護(hù)。根據(jù)電機(jī)控制要求，其電機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖如上圖36所示，：1）電力拖動(dòng)是指對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，采用繼電接觸器控制，都有自己的基本控制電路。2）繼電接觸器電氣控制原理： 繼電接觸器電氣控制原理如下圖310所示。上、下兩圖進(jìn)行比較，不管是電器元件、觸點(diǎn)數(shù)量、連接導(dǎo)線的數(shù)量都是一樣的。但上圖的按鈕和接觸器連線較集中，從維修的角度看要比下圖優(yōu)越。3）元件作用：SB0：帶磨姑頭急停按鈕；5SB5SB2：正反轉(zhuǎn)啟/停按鈕。5KM1：正轉(zhuǎn)接觸器；5KM2：反轉(zhuǎn)接觸器。其中的5KM1和5KM2要求選用帶機(jī)械聯(lián)鎖的交流接觸器。FRFR圖310繼電——接觸器電氣控制原理4） 電器元件的工作情況:正轉(zhuǎn)啟動(dòng):按5SB1，5KM1得電動(dòng)作，其中一個(gè)觸點(diǎn)自鎖，另一個(gè)觸點(diǎn)則用于互鎖，即斷開5KM2的線圈回路。 反轉(zhuǎn)啟動(dòng):按5SB2，首先是5KM1失電，其互鎖觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，才是5KM2得電動(dòng)作，其中一個(gè)觸點(diǎn)自鎖，另一個(gè)觸點(diǎn)則用于互鎖，即斷開5KM1的線圈回路。 再次正轉(zhuǎn)啟動(dòng):按5SB1，首先是5KM2失電，其互鎖觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，才是5KM1得電動(dòng)作，其中一個(gè)觸點(diǎn)自鎖，另一個(gè)觸點(diǎn)則用于互鎖，即斷開5KM2的線圈回路。4 設(shè)計(jì)小車送料裝置為實(shí)現(xiàn)已剪切好的板料自動(dòng)輸送到下一個(gè)工作程序并使小車自動(dòng)返回,可采用交流電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)行走輪來完成小車往返各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),根據(jù)控制的特點(diǎn)和要求,此處設(shè)計(jì)應(yīng)使用得電機(jī)必須具有正反轉(zhuǎn)功能。 小車電機(jī)選擇伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有：1）無電刷和換向器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。2）定子繞組散熱比較方便。3）慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。4）適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。伺服的額定速度比一般異步電機(jī)高的多，并且可以控制轉(zhuǎn)速和位移，而一般的變頻器只側(cè)重于轉(zhuǎn)速控制，適用于開環(huán)調(diào)速，而伺服可以做到精確定位，速度環(huán)控制響應(yīng)比變頻器加外圍速度控制更直接，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。此處的電機(jī)使用伺服電機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電機(jī)的控制，采用圖311所示主電路。其中 KM1KM7為接觸器，KM1是緊急停止接觸器,KM2控制蜂鳴器,KM3KM7分別控制送料、壓塊、剪切和小車電機(jī)。FU1FU5使是熔斷器，F(xiàn)R1FR5是熱繼電器,FRFR3的設(shè)定值取送料和剪切電機(jī)上限溫度的95%,當(dāng)?shù)竭_(dá)此溫度時(shí)進(jìn)行閃光報(bào)警[9]。圖311 控制系統(tǒng)的主電路圖 顯示電路的LED數(shù)碼管 LED數(shù)碼管是由8個(gè)發(fā)光二極管忠的7個(gè)長(zhǎng)條形發(fā)光二極管按a、b、c、d、e、f、g的順序組成“8”型，另外一個(gè)是點(diǎn)行得的發(fā)光二極管dp放在右下角，用以顯示小數(shù)點(diǎn)的作用，按照數(shù)碼管的內(nèi)部連接方式我們可以吧數(shù)碼管分為：共陽極數(shù)碼管共陰極。如下圖312所示。圖312 數(shù)碼管 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)當(dāng)電機(jī)過載，系統(tǒng)自動(dòng)給出報(bào)警，報(bào)警電路如圖 313所示，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的驅(qū)動(dòng)能力較小，所以用74F04反相器進(jìn)行匹配，當(dāng)8255A的的PC7引腳輸出低電平時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出聲音報(bào)警[10]。圖313報(bào)警電路 兩片8255A芯片1． 一號(hào)芯片用于拓展鍵盤以及顯示器，其中鍵盤在本設(shè)計(jì)中起著預(yù)設(shè)輸入每車板料數(shù)的作用。此次設(shè)計(jì)鍵盤采用3X4非編碼鍵盤，鍵盤中包含0～9的10個(gè)數(shù)字按鍵和兩個(gè)清零作用及確認(rèn)作用的按鍵。另外就是本次采用的是2位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描及時(shí)循環(huán)掃描方法進(jìn)行對(duì)板料數(shù)顯示，當(dāng)然其中要用上74LS48[11]作為斷碼驅(qū)動(dòng)器，段選控制PB口輸出相應(yīng)字符段選碼。電路如下圖314所示：圖314拓展鍵盤以及顯示器電路2． 二號(hào)芯片用于輸入、輸出的拓展，其電路如圖313所示。其中PA口的PA0–PA5與系統(tǒng)中的工作狀態(tài)限位開關(guān)SQ1–SQ6連接，將自動(dòng)剪板機(jī)的工作狀況通過光電耦合器隔離、耦合傳送給STC89C52；PB口的作外控輸出，通過型號(hào)為SP1110的雙向晶閘管光電耦合器控制接觸器 KM1–KM7，從而對(duì) 小車、送料、壓塊、剪切的四臺(tái)電動(dòng)機(jī)實(shí)施控制；PC口的PC0–PC3及PC7 作聲光報(bào)警輸出。當(dāng)某臺(tái)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)PC0–PC3中的一個(gè)輸出低電平，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，同時(shí)PC7輸出低電平，接通報(bào)警器發(fā)出警報(bào)。如下圖315所示： RD WR SB1SB2圖315輸入、輸出的拓展電路 計(jì)數(shù)采樣電路的設(shè)計(jì) 計(jì)數(shù)采樣電路如圖316所示。由光電檢測(cè)開關(guān)SQ7對(duì)剪切落入料車的板料進(jìn)行采樣計(jì)數(shù)，當(dāng)被剪切的板料落入料車時(shí)，照射到光電三極管基極的光源會(huì)被隔斷，此時(shí)三極管集電極變成高電平，經(jīng)反相器輸出一低電平，經(jīng)INT0向CPU申請(qǐng)一次中斷；當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行一次加1計(jì)數(shù)，并將數(shù)值與給定數(shù)值進(jìn)行比較；當(dāng)二數(shù)相等的時(shí)候，表明料車上板料已裝滿達(dá)到預(yù)訂數(shù)目，暫停剪板機(jī)，起動(dòng)料車將板料送往下一工序。R1 510?R2 圖316 計(jì)數(shù)采樣電路 看門狗電路的設(shè)計(jì)由單片機(jī)構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,由于單片機(jī)的工作常常會(huì)受到來自外界電磁場(chǎng)的干擾,造成程序的跑飛,而陷入死循環(huán),程序的正常運(yùn)行被打斷,由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作,會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài),發(fā)生不可預(yù)料的后果,所以出于對(duì)單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的考慮,便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測(cè)單片機(jī)程序運(yùn)行狀態(tài)的電路,俗稱看門狗[12]。本次設(shè)計(jì)所采用的是STC89C52單片機(jī)，對(duì)其單片機(jī)看門狗電路設(shè)計(jì)如下圖317所示：VCCR 10K?C 10uFRST圖317看門狗電路4 軟件部分的設(shè)計(jì) 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，采用了STC89C52單片機(jī)。本系統(tǒng)各部分軟件由匯編語言完成，由主程序調(diào)用各功能子程序，完成信號(hào)的采集、傳輸、處理和顯示。整個(gè)軟件系統(tǒng)要完成運(yùn)送板料，板料長(zhǎng)度，剪切，板料數(shù)量計(jì)數(shù)，小車運(yùn)送等功能。本設(shè)計(jì)所采用系統(tǒng)流程圖如圖41所示，從系統(tǒng)流程圖可體現(xiàn)出剪板機(jī)的整個(gè)工作流程：最先是限位開關(guān)SQ6 的狀態(tài),如若小車空載, 則系統(tǒng)開始工作, 起動(dòng)送料小車。小車運(yùn)行到位, 限位開關(guān)SQ5 閉合,小車停車。緊接著啟動(dòng)送料機(jī)構(gòu) M 帶動(dòng)板料 C 向右移動(dòng)。當(dāng)板料碰到行程開關(guān)SQ1 時(shí), 送料停止同時(shí)制動(dòng)器松開、電磁離合器結(jié)合，主電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作。再接著是啟動(dòng)壓塊電機(jī),使壓塊B 壓下, 壓塊上限開關(guān)SQ2 閉合。當(dāng)壓塊到位, 板料壓緊時(shí), 壓塊下限開關(guān)SQ3閉合。再接著是切割刀啟動(dòng)電動(dòng)機(jī), 控制剪刀下落。此時(shí),SQ4 閉合, 直到把板料剪斷, 剪斷的板料落入小車。當(dāng)小車上的板料夠數(shù)時(shí), 啟動(dòng)小車控制電動(dòng)機(jī), 帶動(dòng)小車右行,將切好的板料送至下一工序。最后被剪切過的板料都卸下之后, 再啟動(dòng)小車左行, 重新返回切割機(jī)下, 開始下一車的工作循環(huán)。 本系統(tǒng)的軟件主要有主程序、中斷服務(wù)程序、鍵盤子程序、讀取鍵盤程序、數(shù)碼管顯示子程序、中斷優(yōu)先級(jí)判斷及中斷響應(yīng)處理程序等。本次系統(tǒng)采用的是程序查詢式控制方式。單片機(jī)程序流程圖必須具有極強(qiáng)的邏輯功能，并且能夠順利的完成自動(dòng)減板機(jī)的整個(gè)循環(huán)，并可以繼續(xù)循環(huán)下去，對(duì)于本次設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的自動(dòng)剪板機(jī)控制系統(tǒng)所使用的單片機(jī)程序流程圖如下圖41所示：?jiǎn)?dòng)電機(jī)初始化 設(shè)預(yù)置數(shù)N確認(rèn) 顯示清零光電開關(guān)SQ7YN啟動(dòng)鍵按下Y計(jì)數(shù)值+111SQ6閉合NN2預(yù)置數(shù)滿了Y啟動(dòng)電機(jī)M1N啟動(dòng)電機(jī)M1SQ5閉合Y2至下一工序關(guān)電機(jī)M1啟動(dòng)M2NSQ1閉合Y關(guān)電機(jī)M2啟動(dòng)M3NSQ3閉合Y圖41 單片機(jī)程序流程圖5 總結(jié)與展望本設(shè)計(jì)正是針對(duì)自動(dòng)剪板機(jī)機(jī)型設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、基本功能、設(shè)計(jì)思路、實(shí)現(xiàn)方法都做了簡(jiǎn)要論述的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)其中的部分電路硬件電路和軟件流程加以詳細(xì)解說。本設(shè)計(jì)所采用的是89C52單片機(jī)，用起來十分方便，效果極佳。但是在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，干擾因素有很多，如接地不良、電網(wǎng)的污染等諸多因素，能任何一種干擾都可以使系統(tǒng)工作失常。在制作中必須考慮這些因素的存在的。隨著自動(dòng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基于單片機(jī)