基于CY7C65215单片机技术的全自动横切机研制

基于CY7C65215单片机技术的全自动横切机研制

 

　　本文根据薄带材切割要求，设计了一种用单片机CY7C652151作为控制核心的全自动横切机。该机用单片机控制变频器实现主电机调速，采用步进电机送料、编码器反馈，用接近传感器和计数器实现计数、分组。适用于黄金、白银、铜等贵重金属切断。

 

　　随着家电工业、汽车工业、装潢业的迅速发展，市场对精整薄材、带材及箔材的需求日益扩大，对成品薄带材及箔材的精度要求也越来越高，开发研制高精度薄、带、箔材的精整设备是市场的需要。

 

　　为了保证加工过程的连续性和生产效率，切刀必须连续不断地工作，同时因切断长度不同，步进电机送料所花时间不一样，故主电机应持续通电，且能够调速以适应不同切断长度需要。考虑此要求，本设计中主电机采用三相交流电机，并选用具有高效率驱动和良好控制特性的变频器进行调速控制。变频器的频率给定，由单片机根据键盘输入长度计算给出数字量，再经D/A转换成电压信号，送入变频器控制端子的电压信号输入端。变频器的主电路及控制电路如图3所示。

　　送料需要精确定长，所以采用步进电机送料。步进电机带动送料滚筒转动，压紧滚筒在弹簧作用下将带料夹紧在两滚筒之间，由送料滚筒带动送料。在送料过程中，影响送料精度的因素主要有：第一，步进电机可能出现的丢步；第二，送料滚筒和带料之间可能存在打滑现象。为了克服这两个问题，考虑到压紧滚筒与带料之间不存在打滑，故在压紧滚筒的轴上装一个旋转编码器来检测压紧滚筒的转角，从而反馈送料长度。如与设定值不同，再次启动步进电机，以修正由于丢步或打滑所产生的送料误差，从而获得较高的送料精度。

　　单片机控制模块单元包括硬件设计和软件设计。其中考虑到系统的可靠性、安全性以及安装的方便性，控制器硬件设计分为：主板、键盘显示及输出驱动三部分。

　　①硬件设计

　　主板负责完成信号的采集、传输和处理，其主要部件有：单片机AT89C51、看门狗芯片MAX692、扩展接口芯片8255和数模转换器DAC0832等。AT89C51主要用于信号的采集，数据处理、控制信号的输出等，它是整个控制设备的核心。由于单片机自身的抗干扰能力差，尤其是在一些条件比较恶劣、噪声大的场合，常会由于外界干扰而死机。因此采用看门狗芯片MAX692。MAX692具有后备电池切换、掉电判别、看门狗监控等功能。在系统遇到干扰，程序跑飞时对系统复位。接口扩展芯片主要用于键盘输入与LED显示。DAC0832用于把单片机输出的数字控制信号转换成模拟电压信号，以给定变频器频率。

　　为了保证系统可靠工作，单片机的电源与外部控制通道的电源必须隔离。本设计中将220V交流电通过变压器变压得到5V、12V及24V交流电，24V交流电用于机床照明，5V、12V交流电再经整流、滤波、稳压得到5V、12V直流电。其中5V为单片机供电，12V为继电器供电。步进电机的电源根据需要单独配置。

　　全自动横切机，利用单片机可编程序的特点，让横切机复杂的动作要求通过编程实现，简化硬件和控制线路，提高了整机的性价比。工作过程中，精确定长切断、自动计数、自动分组，无须人员参与，所以效率高，且减轻了工人劳动强度，特别适合于黄金、白银、铜等贵重金属的切断。