【文章內(nèi)容簡介】 切刀機(jī)構(gòu)的電動機(jī)也應(yīng)具有正反轉(zhuǎn)功能，同時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）電力拖動是指對電動機(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:按5SB1，5KM1得電動作，其中一個觸點(diǎn)自鎖，另一個觸點(diǎn)則用于互鎖，即斷開5KM2的線圈回路。 反轉(zhuǎn)啟動:按5SB2，首先是5KM1失電，其互鎖觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，才是5KM2得電動作，其中一個觸點(diǎn)自鎖，另一個觸點(diǎn)則用于互鎖，即斷開5KM1的線圈回路。 再次正轉(zhuǎn)啟動:按5SB1，首先是5KM2失電，其互鎖觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，才是5KM1得電動作，其中一個觸點(diǎn)自鎖，另一個觸點(diǎn)則用于互鎖，即斷開5KM2的線圈回路。4 設(shè)計小車送料裝置為實(shí)現(xiàn)已剪切好的板料自動輸送到下一個工作程序并使小車自動返回,可采用交流電機(jī)帶動驅(qū)動軸,進(jìn)而驅(qū)動行走輪來完成小車往返各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動,根據(jù)控制的特點(diǎn)和要求,此處設(shè)計應(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)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。永磁交流伺服電動機(jī)同直流伺服電動機(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)此溫度時進(jìn)行閃光報警[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個發(fā)光二極管忠的7個長條形發(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 報警電路的設(shè)計當(dāng)電機(jī)過載，系統(tǒng)自動給出報警，報警電路如圖 313所示，因為單片機(jī)的驅(qū)動能力較小，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，揚(yáng)聲器發(fā)出聲音報警[10]。圖313報警電路 兩片8255A芯片1． 一號芯片用于拓展鍵盤以及顯示器，其中鍵盤在本設(shè)計中起著預(yù)設(shè)輸入每車板料數(shù)的作用。此次設(shè)計鍵盤采用3X4非編碼鍵盤，鍵盤中包含0～9的10個數(shù)字按鍵和兩個清零作用及確認(rèn)作用的按鍵。另外就是本次采用的是2位LED數(shù)碼管動態(tài)掃描及時循環(huán)掃描方法進(jìn)行對板料數(shù)顯示，當(dāng)然其中要用上74LS48[11]作為斷碼驅(qū)動器，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，通過型號為SP1110的雙向晶閘管光電耦合器控制接觸器 KM1–KM7，從而對 小車、送料、壓塊、剪切的四臺電動機(jī)實(shí)施控制；PC口的PC0–PC3及PC7 作聲光報警輸出。當(dāng)某臺電動機(jī)過載時PC0–PC3中的一個輸出低電平，對應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，同時PC7輸出低電平，接通報警器發(fā)出警報。如下圖315所示： RD WR SB1SB2圖315輸入、輸出的拓展電路 計數(shù)采樣電路的設(shè)計 計數(shù)采樣電路如圖316所示。由光電檢測開關(guān)SQ7對剪切落入料車的板料進(jìn)行采樣計數(shù)，當(dāng)被剪切的板料落入料車時，照射到光電三極管基極的光源會被隔斷，此時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申請一次中斷；當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷時，會自動進(jìn)行一次加1計數(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)，起動料車將板料送往下一工序。R1 510?R2 圖316 計數(shù)采樣電路 看門狗電路的設(shè)計由單片機(jī)構(gòu)成的微型計算機(jī)系統(tǒng)中,由于單片機(jī)的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾,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,會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài),發(fā)生不可預(yù)料的后果,所以出于對單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的考慮,便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測單片機(jī)程序運(yùn)行狀態(tài)的電路,俗稱看門狗[12]。本次設(shè)計所采用的是STC89C52單片機(jī)，對其單片機(jī)看門狗電路設(shè)計如下圖317所示：VCCR 10K?C 10uFRST圖317看門狗電路4 軟件部分的設(shè)計 軟件系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，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，完成信號的采集、傳輸、處理和顯示。整個軟件系統(tǒng)要完成運(yùn)送板料，板料長度，剪切，板料數(shù)量計數(shù)，小車運(yùn)送等功能。本設(shè)計所采用系統(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。緊接著啟動送料機(jī)構(gòu) M 帶動板料 C 向右移動。當(dāng)板料碰到行程開關(guān)SQ1 時, 送料停止同時制動器松開、電磁離合器結(jié)合，主電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)工作。再接著是啟動壓塊電機(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, 壓塊下限開關(guān)SQ3閉合。再接著是切割刀啟動電動機(jī), 控制剪刀下落。此時,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, 啟動小車控制電動機(jī), 帶動小車右行,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減板機(jī)的整個循環(huán)，并可以繼續(xù)循環(huán)下去，對于本次設(shè)計的基于單片機(jī)的自動剪板機(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：啟動電機(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啟動鍵按下Y計數(shù)值+111SQ6閉合NN2預(yù)置數(shù)滿了Y啟動電機(jī)M1N啟動電機(jī)M1SQ5閉合Y2至下一工序關(guān)電機(jī)M1啟動M2NSQ1閉合Y關(guān)電機(jī)M2啟動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)計正是針對自動剪板機(jī)機(jī)型設(shè)計的系統(tǒng)，在對整個系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、基本功能、設(shè)計思路、實(shí)現(xiàn)方法都做了簡要論述的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對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。隨著自動技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基于單片機(jī)