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單片機(jī)在設(shè)備自動(dòng)化改造中的應(yīng)用

摘要:介紹了用單片機(jī)對(duì)對(duì)沖壓機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)改造的方法。
        沖壓機(jī)械工作特點(diǎn)是,工作作用力大,循環(huán)時(shí)間短,操作為簡(jiǎn)單重復(fù)動(dòng)作,長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)極易造成操作工人因操作疲勞而出現(xiàn)失誤,造成事故,因此,沖壓機(jī)械作業(yè)具有較大的危險(xiǎn)性。通過(guò)對(duì)沖壓機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)化改造,可以有效減輕工人的作業(yè)強(qiáng)度,從而保證工人的操作安全,減少或防止事故的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)沖壓機(jī)械的本質(zhì)安全化。
        1、 80C51單片機(jī)簡(jiǎn)介:   
        1.1 80C51單片機(jī)的特點(diǎn)80C51單片機(jī)的特點(diǎn)如下:①體積小,質(zhì)量輕,價(jià)格低,耗電少,電源單一;②抗干擾能力強(qiáng),可靠性高;③面向控制,控制功能強(qiáng),運(yùn)行速度快;④受集成度限制,片內(nèi)存儲(chǔ)器容量較小;⑤系統(tǒng)組成靈活,可擴(kuò)展性好;⑥開(kāi)發(fā)應(yīng)用方便,研制周期短。
        1.2 80C51
單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 80C51單片機(jī)是經(jīng)典的單片機(jī)系列,具有典型的單片機(jī)結(jié)構(gòu)體系,其基本結(jié)構(gòu)。
        它由CPU系統(tǒng)、CPU外圍單元、基本功能單元等組成,各組成部分通過(guò)內(nèi)部單一總線相連。CPU系統(tǒng)是80C51單片機(jī)的核心部分,它包括CPU、時(shí)鐘系統(tǒng)和總線控制邏輯。CPU外圍單元是與CPU運(yùn)行直接相關(guān)的單元電路,與CPU構(gòu)成單片機(jī)是最小系統(tǒng),它包括程序存儲(chǔ)器ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、輸入/輸出(I/O)口、特殊功能寄存器SPR;竟δ軉卧菨M足單片機(jī)測(cè)控功能要求的基本計(jì)算機(jī)外圍電路,是用來(lái)完善和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)功能的一些基本電路,它包括定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、串行通信接口等。
        80C51內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:
        1.2.1 8位CPU,片內(nèi)振蕩器;
        1.2.2 4K字節(jié)ROM,128字節(jié)RAM;
        1.2.3 21個(gè)特殊功能寄存器;
        1.2.4 32根I/O口線;
        1.2.5 可尋址各64K外部程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間;
        1.2.6 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器;
        1.2.7 具有5個(gè)中斷源,兩個(gè)優(yōu)先級(jí);
        1.2.8 1個(gè)全雙工串行口;
        1.2.9 有位尋址功能,適于布爾處理的位處理機(jī)。
2 、控制要求: 
        根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。其工作過(guò)程是:開(kāi)機(jī)后,系統(tǒng)按照程序要求將板材移動(dòng)運(yùn)送到指定位置,沖頭下沖,完成第一個(gè)孔的沖制,檢測(cè)裝置檢測(cè)到?jīng)_頭離開(kāi)板材后,發(fā)出指令到進(jìn)給系統(tǒng),進(jìn)給系統(tǒng)工作,將板材移送到下一沖壓位置,進(jìn)行下一次沖制。如此循環(huán)往復(fù),直至最后一個(gè)孔沖壓完成后,停止沖壓,回復(fù)原點(diǎn),更換板材后開(kāi)始下一次工作循環(huán)。
        3 系統(tǒng)組成:
        3.1 控制系統(tǒng) 由于系統(tǒng)對(duì)控制精度的要求不高,因此,控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng),由沖床原有控制系統(tǒng)和以單片機(jī)為核心的新控制系統(tǒng)兩部分組成。組合后的新控制系統(tǒng)核心是單片機(jī)。
        3.2 傳感器 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是開(kāi)環(huán)系統(tǒng),需要的傳感器較少,只要能夠檢測(cè)到?jīng)_頭的下限位置,保證進(jìn)給系統(tǒng)在工作時(shí)沖頭與板材處于分離狀態(tài)就可以了。
        3.3 進(jìn)給機(jī)構(gòu) 進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括X、Y方向的進(jìn)給,由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)絲杠及夾具等組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī),步進(jìn)電機(jī)可采用BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī),伺服電機(jī)可采用交流伺服電機(jī)。為減小摩擦阻力,傳動(dòng)絲杠采用雙螺旋滾珠絲杠。夾具可針對(duì)具體的沖壓件設(shè)計(jì)。進(jìn)給機(jī)構(gòu)在控制系統(tǒng)的控件下,按程序設(shè)定的進(jìn)給量依次動(dòng)作,完成X、Y兩個(gè)方向的進(jìn)給,從而保證沖孔位置的正確。
        3.4 軟件系統(tǒng) 系統(tǒng)的控制軟件采用匯編語(yǔ)言編制,根據(jù)生產(chǎn)工藝要求該軟件應(yīng)具有以下功能:①在啟動(dòng)按鈕閉合后可啟動(dòng)沖床工作。②能夠檢測(cè)沖頭位置。③可自動(dòng)進(jìn)給并及時(shí)換向。④沖制完成后可自動(dòng)停車(chē)。⑤具有故障檢測(cè)和報(bào)警的功能。⑥在沖頭不動(dòng)作時(shí)可手動(dòng)操作進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)作。⑦能夠緊急停車(chē)。
        4 應(yīng)用效果:
        改造完成后,斗身板沖制效率提高2~3倍,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,徹底改變了過(guò)去單純依靠人工緊盯換向的工作方式,操作安全性大大提高。

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