單片機在金箔定位系統(tǒng)中的應用

　　本文介紹了單片機通過控制伺服電機來實現模切燙金機控制系統(tǒng)中金箔的定位控制，具有設定、顯示、控制等功能。

　　1.概述

　　用加熱的方法將膠粘劑熔融，而把金屬箔片或色片燙印到紙張或其他材料表面，以形成特殊的裝飾效果，這就是燙金。

　　隨著物質文化生活水平的提高，人們對于包裝、裝飾材料的要求也越來越高，只有將計算機控制引入到模切燙金機的控制系統(tǒng)中，才能提高模切燙金機的生產效率和產品質量。在燙印時有兩種情況如圖l所示，一種是需燙印區(qū)域為連續(xù)的燙印區(qū)域如圖1中左圖所示，此時需控制金箔走一步，燙印加熱模板運動一次，再走一次，再運動一次，不斷重復，完成成批印品的燙印工作。二種是燙印區(qū)為兩個或兩個以上不連續(xù)的燙印區(qū)如下圖中右圖所示，如仍采用第一種方案，將使中間區(qū)域的金箔浪費掉，為此采用金箔走一小步，燙印加熱模板運動一次，再走一小步，再燙印，此時接續(xù)下面部分的金箔已被燙印，因此需走一大步，跨過這些金箔再燙印，才能滿足印品的燙印要求，并使這一過程不斷重復，完成這類印品的成批燙印，這就避免了金箔的浪費。我們將走一小步稱為走步量(X)，走一大步稱為跳步量(Y)，走多少小步，再走一大步稱為走步數，其值的大小取決于中間未燙印區(qū)域的大小，由用戶根據燙金版面的要求自己設定。以前上述控制多采用機械方式控制，系統(tǒng)結構復雜，定位精度差，成本高。為了彌補這些不足，使模切燙金機可靠、高效、穩(wěn)定的運行，本系統(tǒng)采用如下的控制方案：

　　(1)用伺服電機控制金箔的走步及跳步所需的準確起、停。

　　(2)系統(tǒng)具有顯示功能：顯示當前印品的走步量、跳步量、走步數。

　　(3)系統(tǒng)具有鍵盤管理功能：通過鍵盤設置走步量、跳步量、走步數，運行／置數切換，系統(tǒng)復位等控制。

　　(4)系統(tǒng)具有抗干擾能力。

　　2.系統(tǒng)組成

　　2.1硬件組成

　　為了實現上述要求系統(tǒng)采用89C51單片機、MC1413驅動器、74LS154譯碼器、LED顯示器構成整個控制系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如下圖所示。

　　2.1.1 89C51單片機

　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器的8位微控制器，它為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的控制方案。

　　2.1.2顯示接口技術

　　在多位LED顯示時，為簡化硬件電路采用由一個8位I/O( Po口)形成段選線的多路復用。而各位的共陰極或共陽極分別由相應的I/O（P2口）控制，實現各位的分時選通。

　　2.1.3鍵盤

　　本系統(tǒng)具有5個按鍵，加1鍵①、減1鍵②、系統(tǒng)復位鍵③、運行／置數切換鍵④、確定鍵⑤。

　　2.1.4抗干擾

　　系統(tǒng)采用光電隔離方法，使外界接近開關的信號（壓印信號）經光電隔離進入單片機的I/O口，系統(tǒng)軟件檢測此信號，進行走步、跳步的控制。

　　2.1.5伺服電機及其驅動

　　交流伺服驅動系統(tǒng)采用電力電子控制技術——智能型功率模塊(IPM)及混合集成電路，其獨特的電路設計可獲得滿意的動態(tài)及靜態(tài)性能，與交流伺服電機相配套，具有頻帶寬、響應速度快、調速范圍寬、交流效率高、無噪音、無電刷、免維護等特點。交流伺服電機具有慣量小、體積小、定位精度高，在高性能伺服驅動領域中交流伺服系統(tǒng)將越來越普及。伺服定位系統(tǒng)原理框圖如下圖所示。

　　2.2軟件組成

　　為了完成模切燙金機控制系統(tǒng)的工藝要求，系統(tǒng)的主程序、中斷服務程序、顯示程序軟件框圖如下圖所示。

　　整個控制系統(tǒng)采用交流伺服電機控制走步和跳步，使定位控制達到工藝要求，生產成本下降，運行可靠，定位準確，效率提高。