论在设备自动化改造中对于单片机的应用

来源:用户上传      作者: 郭路平

　　 [关键词]设备自动化 改造 单片机 应用
　　
　　冲压机械工作的特点是,工作作用力大,循环时间短,操作为简单重复动作,长时间作业极易造成操作工人因操作疲劳而出现失误,造成事故,因此,冲压机械作业具有较大的危险性。通过对冲压机械进行自动化改造,可以有效减轻工人的作业强度,从而保证工人的操作安全,减少或防止事故的发生,实现冲压机械的本质安全化。
　　1 80C51单片机简介
　　1.1 80C51单片机的特点:①体积小,质量轻,价格低,耗电少,电源单一;②抗干扰能力强,可靠性高;③面向控制,控制功能强,运行速度快;④受集成度限制,片内存储器容量较小;⑤系统组成灵活,可扩展性好;⑥开发应用方便,研制周期短。
　　1.2 80C51单片机内部结构。80C51单片机是经典的单片机系列,具有典型的单片机结构体系,其基本结构如下。
　　它由CPU系统、CPU外围单元、基本功能单元等组成,各组成部分通过内部单一总线相连。CPU系统是80C51单片机的核心部分,它包括CPU、时钟系统和总线控制逻辑。CPU外围单元是与CPU运行直接相关的单元电路,与CPU构成单片机是最小系统,它包括程序存储器ROM、数据存储器RAM、输入/输出(I/O)口、特殊功能寄存器SPR。基本功能单元是满足单片机测控功能要求的基本计算机外围电路,是用来完善和扩大计算机功能的一些基本电路,它包括定时/计数器、中断系统、串行通信接口等。
　　2 控制要求
　　根据生产工艺要求,控制系统设计成开环控制系统。其工作过程是:开机后,系统按照程序要求将板材移动运送到指定位置,冲头下冲,完成第一个孔的冲制,检测装置检测到冲头离开板材后,发出指令到进给系统,进给系统工作,将板材移送到下一冲压位置,进行下一次冲制。如此循环往复,直至最后一个孔冲压完成后,停止冲压,回复原点,更换板材后开始下一次工作循环。
　　3 系统组成
　　3.1 控制系统。由于系统对控制精度的要求不高,因此,控制系统设计开环控制系统,由冲床原有控制系统和以单片机为核心的新控制系统两部分组成。组合后的新控制系统核心是单片机。
　　3.2 传感器。因为本系统是开环系统,需要的传感器较少,只要能够检测到冲头的下限位置,保证进给系统在工作时冲头与板材处于分离状态就可以了。
　　3.3 进给机构。进给机构包括X、Y方向的进给,由驱动电机、传动丝杠及夹具等组成。驱动电机可以采用步进电机或伺服电机,步进电机可采用BF反应式步进电机,伺服电机可采用交流伺服电机。为减小摩擦阻力,传动丝杠采用双螺旋滚珠丝杠。夹具可针对具体的冲压件设计。进给机构在控制系统的控件下,按程序设定的进给量依次动作,完成X、Y两个方向的进给,从而保证冲孔位置的正确。
　　3.4软件系统。系统的控制软件采用汇编语言编制,根据生产工艺要求该软件应具有以下功能:①在启动按钮闭合后可启动冲床工作。②能够检测冲头位置。③可自动进给并及时换向。④冲制完成后可自动停车。⑤具有故障检测和报警的功能。⑥在冲头不动作时可手动操作进给系统动作。⑦能够紧急停车。
　　4 应用效果
　　改造完成后,斗身板冲制效率提高2~3倍,工人劳动强度大大降低,彻底改变了过去单纯依靠人工紧盯换向的工作方式,操作安全性大大提高。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-462712.htm