某廠生產的醫用鋁瓶蓋采用鋁帶料，在沖床上通過落料—拉深復合模，在一次行程中制成的。其自動送料裝置都采用前雙輥支撐、后雙輥拉料方式。后輥的間歇旋轉運動取自沖床曲軸的動作，靠連桿、棘輪-棘爪機構實現。然而，某些沖床受結構限制，外引這一機構較困難，故我們蘇州送料機采用了單片機控制的步進電機帶動的自適應送料裝置。
1 控制系統的組成
控制系統如圖1所示，選用了當今最先進的51系列單片機AT89C2051，它管腳少(僅20個)，外圍電路簡單，而功能很強，除帶有雙向串/并口、兩個16位內部定時器外，還帶有2K電可擦寫的閃速EPROM(用于控制程序的駐存)、128字節的RAM(用于數據的存放)。外接晶振頻率可高達 24MHz，使單條指令的運行時間僅為0．5～1μs，可用于快速實時控制場合。外接電源為3～6V，適應性強。另外，價格低廉，非常適合制作小型控制系統。
本系統中的撥動開關用于設定送料的長度；S為沖頭行程開關，用于沖頭落下再抬起時給單片機發出開始送料信號；MC1413為驅動器，以提供給光電耦合器發光二極管足夠的工作電流；G為光電耦合器，以隔離強電對單片機的干擾；M為步進電機。
2 控制系統工作原理
該系統上電后，首先置初始狀態，并從撥動開關中讀取送料長度的設定值，經計算轉換為步進電機的轉動步數后存入RAM中，使其作為步數存貯器。確認沖頭落下并抬起后，單片機發出脈沖信號，經功率放大，驅動步進電機轉動。該系統用軟件構成環形分配器，并自動進行升降速處理。當步進電機轉動步數等于步數存貯器內的數值時，步進電機停止轉動，等待下次沖頭的落下后又抬起信號。
送料長度的調整，要求在斷電狀態下進行，通過扳動撥動開關來完成。
3 步進電機及其驅動(功放)
該裝置選用了75BF003步進電機，3相、4A，步距角1.5°／3°，最大靜轉矩為0.882N*m，空載起動頻率為1250Hz。
步進電機驅動采用斬波恒流功率放大電路。圖3所示為其一相，其中W為步進電機繞組，VT為大功率MOS場效應晶體管，RS為檢測電阻，CP為比較器(當RS上的電壓超過由電位器RP設定的電壓時，輸出跳變為高電平)，F1為與非門，F2為反向驅動器，R1、D為VT關斷時W的能量泄放電路，R2、C為VT的保護電路。這種功放電路簡單、效率高、輸出轉矩大、運行頻率高。
4 輥式送料機構
后輥用45鋼制造，外表面滾花，以增大摩擦力，確保送料精度。其中的下輥與步進電機的輸出軸相連；上輥在彈簧作用力下壓在廢料及下輥上。前輥起張緊、定位作用，采用橡膠金屬復合輥，并打光處理，以防損傷鋁帶料表面。這種機構簡單、實用。
5 特點
該單片機控制的沖床送料裝置具有以下優點：
(1)結構緊湊，控制電路硬件少。
(2)抗干擾能力強，能適應沖壓車間的環境。
(3)性價比高。
(4)控制部分采用了升降速處理，可以有效防止步進電機失步。
(5)送料長度可寬范圍調節。
(6)圖1所示控制系統本身可作為可編程控制器，能用于其它工業控制系統中。
|
