剪板機(jī)進(jìn)料位置控制系統(tǒng)的研究
1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
本系統(tǒng)所要達(dá)到的設(shè)計(jì)目標(biāo): 板料位置運(yùn)行參數(shù)可保存至少70 組，控制系統(tǒng)具有點(diǎn)動(dòng)功能，使其適合多種工況的需求; 步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)和制動(dòng)可靠，同時(shí)減少了振動(dòng)和噪聲，并且可以控制步進(jìn)電機(jī)的加速啟動(dòng)和減速停止; 具有擋料前后限位的多功能; 同時(shí)具有自動(dòng)保存當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)和處理數(shù)據(jù)的能力。
2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)在原有剪切機(jī)基礎(chǔ)上研制進(jìn)料自動(dòng)定位裝置，這種自動(dòng)定位裝置，用單片機(jī)作為集中控制器，步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)剪切機(jī)板料移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)剪切機(jī)擋料位置的精確定位。這種控制方
法實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件的結(jié)合，使定位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，本系統(tǒng)采用avr 系列單片機(jī)，用iccavr 進(jìn)行軟件開發(fā)，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和任務(wù)選用內(nèi)存較大的CPU ATmega64，其主頻為16MHz，內(nèi)存( flash) 為64k，內(nèi)部RAM 為4k、內(nèi)部有2K EEPROM、4 路定時(shí)/計(jì)數(shù)器、JTAG 接口編程、8 路10 位ADC、4 路外部中斷輸入及其他片內(nèi)資源。外部擴(kuò)展相關(guān)的開關(guān)量輸入輸出接口［4 － 6］。把需要長(zhǎng)期保存的系統(tǒng)參數(shù)
存入EEPROM，把程序運(yùn)行的臨時(shí)數(shù)據(jù)保存在RAM 中。板料剪切機(jī)后擋料位置控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)一維坐標(biāo)下的位移控制系統(tǒng)。單片機(jī)通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制后擋料的進(jìn)給和后退，達(dá)到了靈活準(zhǔn)確控制的目的，精確控制鋼板加工尺寸，其工作原理
( 1) 步進(jìn)電機(jī): 步進(jìn)電機(jī)選用2 相步進(jìn)電機(jī)110BYG2，最大扭矩20Nm，最高轉(zhuǎn)速600rpm，實(shí)際使用的最高轉(zhuǎn)速是550rpm，最低轉(zhuǎn)速是10rpm，驅(qū)動(dòng)脈沖的最高頻率為4 000Hz，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為SH － 22 206;
( 2) 顯示器: 由于顯示內(nèi)容較多較復(fù)雜，選用320 × 240 點(diǎn)陣帶漢字庫(kù)液晶顯示器，顯示驅(qū)動(dòng)用74Als245。
( 3) 存儲(chǔ)器: AVR 系列的atmega64 內(nèi)部64k的程序存儲(chǔ)器flash 足以實(shí)際的需要，其片內(nèi)有4k的RAM 及2k 的EEPROM。
( 4) 鍵盤: 本系統(tǒng)需要設(shè)置各種參數(shù)，需要10 個(gè)數(shù)字鍵及若干功能鍵，所以采用3 行8 列矩陣軟件掃描式鍵盤，用鎖存器72ls237 做鍵盤的列線，用B 口的低3 位做鍵盤的行線。
( 5) 電源: 供電電源為系統(tǒng)各部分提供不同電壓，單片機(jī)部分用5V/3A 電源，輸出和顯示器高壓背光電源用一5V 電源，輸入部分由于采用接進(jìn)開關(guān)，所以用12V 電源。本系統(tǒng)所應(yīng)用的環(huán)境較復(fù)雜，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力所有輸入輸出采用光電隔離，輸出驅(qū)動(dòng)采用ULN2804 大功率器件，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)主要有步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)脈沖、方向信號(hào)和脫機(jī)信號(hào)、喇叭、指示燈，輸入信號(hào)有擋料前后限位、自動(dòng)按扭和前后點(diǎn)動(dòng)按扭、剪切刀下行位置信號(hào)。
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