趙翊含 劉詩琨 周佳藝 宋林潞

摘要：單片機的生產(chǎn)對于自動化矗設(shè)備的改造是具有革命的意義的，其徹底改變了傳統(tǒng)的工作模式，提升了操作系統(tǒng)的安全性。近年來，單片機在自動化設(shè)備中的應(yīng)用逐漸廣泛，尤其是在自動化的改造中其發(fā)揮了不可替代的作用。本文主要分析了單片機對沖壓機械進(jìn)行自動改造的方式，進(jìn)而分析單片機在自動化改造中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：設(shè)備自動化改造;單片機;應(yīng)用

引言

單片機的誕生為設(shè)備自動化改造創(chuàng)造了途徑，提供了技術(shù)支持，有效彌補了沖壓機械設(shè)備不足，實現(xiàn)和機型設(shè)備自動化。沖壓機械設(shè)備應(yīng)用單片機，徹底改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，有效解決了以往生產(chǎn)中危險性高，操作難度大等一系列問題，提高了設(shè)備操作安全性，降低了操作難度，提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期。因此，我在沖壓機械設(shè)備改造中應(yīng)加強對單片機的應(yīng)用，利用單片機提升沖壓機械設(shè)備智能化、自動化水平。本文就80C51單片機為例進(jìn)行介紹，詳細(xì)分析其在沖壓設(shè)備改造中的具體應(yīng)用方式，應(yīng)用情況以及效果。

1單片機功能和特點

80C51單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把具有數(shù)據(jù)信息處理能力的：中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O以及中斷系統(tǒng)等集成到一塊硅片上，構(gòu)成一種小而完善的微型計算機系統(tǒng)。

1.1該單片機的獨特特點

這一單片機相對過去的單片機而言，體積小，質(zhì)量輕而且價位適中，耗電率低，電源結(jié)構(gòu)單一;其可靠性有了新的提高，抗干擾能力增強;控制功能提高，運行速度更快;但是受到集成度的限制，片內(nèi)存儲空間變小，系統(tǒng)的組成更加靈活，具有擴展性，開發(fā)應(yīng)用更加便捷，研制時間短。

1.2這款單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

相對而言，這一款的單片機還是比較經(jīng)典的，其具有典型的結(jié)構(gòu)，由CPU系統(tǒng)、CPU外圍單元、基本功能單元等組成，組成單元之間通過內(nèi)部單一總線相連，作為單片機的核心，CPU系統(tǒng)包括CPU，時鐘系統(tǒng)和總線控制邏輯，其外圍是直接與其運行相關(guān)的單元電路，形成最小的系統(tǒng)，其主要包括程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、輸入輸出端口，特殊功能寄存器。而基本功能單元主要包括單片機測控功能要求的基本計算機外圍電路，完善與擴大計算機功能的一些基本的電路，其主要保留定時器、串行通信接口等等。其主要具備以下的特點：具有8位CPU，片內(nèi)具有振蕩器，4K字節(jié)的ROM，128字節(jié)RAM;具有高達(dá)21個特殊功能的寄存器，32根I/O口線;可尋址各64K外部程序、數(shù)據(jù)存儲器空間;2個16位定時/計數(shù)器;具有5個中斷源，兩個優(yōu)先級;1個全雙工串行口;具有尋址的功能。

2控制生產(chǎn)的要求

近年來，各類生產(chǎn)工藝的水平也在逐漸提高，根據(jù)單片機的生產(chǎn)工藝要求，可以將控制系統(tǒng)設(shè)計成開環(huán)的控制系統(tǒng)，然后按照既定的程序確認(rèn)工作過程，首先要打開設(shè)備，使系統(tǒng)按照既定程序開始運行，將板材送到指定的位置，沖頭下沖，使其迅速完成第一個孔的沖制，然后用檢測裝置檢測到?jīng)_頭確認(rèn)離開板材后，立即猜出指令，傳達(dá)給進(jìn)給系統(tǒng)接收，進(jìn)給系統(tǒng)開始運行，進(jìn)入到工作狀態(tài)，然后將板材移送到下一沖壓位置，然后進(jìn)行下一次沖刺，經(jīng)過循環(huán)往復(fù)后，直到完成最后一個孔的沖壓，停止沖壓工作，回復(fù)原點，更換板材后開始下一次的工作循環(huán)程序。

3系統(tǒng)的組成

3.1控制系統(tǒng)的組成闡述

系統(tǒng)對控制的精度一直以來要求都不是很高，所以，控制系統(tǒng)設(shè)計開環(huán)控制系統(tǒng)，由沖床原有控制系統(tǒng)和以單片機作為核心的新控制系統(tǒng)兩部分組成，經(jīng)過重新組合的新控制系統(tǒng)的核心是單片機。

3.2傳感器系統(tǒng)

由于本系統(tǒng)屬于開環(huán)系統(tǒng)，所需的傳感器比較少，只要可以檢測到?jīng)_頭下限的位置，確保進(jìn)給系統(tǒng)在工作時沖頭與板材處于分離的狀態(tài)就可以實現(xiàn)了，可以滿足系統(tǒng)運行的需求。

3.3進(jìn)給機構(gòu)系統(tǒng)

主要包括X、Y兩個方向的進(jìn)給機構(gòu)，主要由驅(qū)動電機、傳動絲杠以及夾具共同組成，驅(qū)動電機可以采用步進(jìn)電機或者是伺服電機，二者存在著一定的差別，步進(jìn)電機可采用BF反應(yīng)式步進(jìn)電機，伺服電機可采用交流伺服電機。在系統(tǒng)的運行過程中，為了減少摩擦的造成的阻力，傳動絲杠采用雙螺旋滾珠絲杠。夾具的設(shè)計則要結(jié)合沖壓件進(jìn)行具體的設(shè)計，進(jìn)給機構(gòu)在控制系統(tǒng)的控件要求下，按照程序設(shè)定的進(jìn)給量依次完成一系列的動作，滿足X、Y兩個方向的進(jìn)給，最終要確定進(jìn)給方向的位置準(zhǔn)確。

3.4軟件系統(tǒng)的組成

具體而言，系統(tǒng)的控制軟件主要采用的是匯編語言的編制，根據(jù)生產(chǎn)工藝的需求，軟件的設(shè)計需要結(jié)合具體的工作情況進(jìn)行設(shè)計，所設(shè)計的軟件要具備以下幾點功能：

（1）必須在啟動按鈕閉合后，方可進(jìn)行沖床工作的啟動程序;

（2）可以檢測到?jīng)_頭的位置;

（3）可以實現(xiàn)自動的進(jìn)給并且及時的轉(zhuǎn)換方向;

（4）在完成沖制后，可以自動的停車;

（5）該系統(tǒng)要具備自動報警和對故障的檢測功能;

（6）在沖頭無法動作的情況下，可以手動操作進(jìn)給系統(tǒng)完成要求;

（7）在特殊的情況下可以采取緊急剎車。

以上的功能對于控制軟件來說是必須的，是保證系統(tǒng)告訴運行所必需的，缺一不可。

4應(yīng)用效果分析

在設(shè)備實現(xiàn)自動化的改造過程中，單片機的應(yīng)用大大改善了傳統(tǒng)系統(tǒng)運行過程只給你的管理模式，在完成改造后的測試后我們發(fā)現(xiàn)主要實現(xiàn)了一下幾個方面的改革：斗身板沖制效率可以提高2-3倍，大大降低了工人的勞動強度，提升了工作效率，改變了傳統(tǒng)的工作模式，完全依賴人工操作的工作模式逐漸被淘汰，同時也增強了工作的安全性，總之，單片機在設(shè)備自動化改造中所發(fā)揮的作用是不可替代的。

5總結(jié)

從上文的分析中，自動化的改造需要一個步驟一個步驟的完成，需要經(jīng)過分析、對比、實驗多個環(huán)節(jié)，最終要結(jié)合實際進(jìn)行分析，確認(rèn)其是否符合生產(chǎn)的需求，然后決定是否改革，在完成改造后，要加強監(jiān)測管理，隨時掌握改造后的情況，并且做好記錄，便于及時控制，發(fā)現(xiàn)問題及時清除，并且不斷地創(chuàng)新，不斷地實踐，堅持不斷的發(fā)展，不斷地完善，才能切實有效地推動自動化改革的深入，推動我國經(jīng)濟的發(fā)展。

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（作者單位：大連工業(yè)大學(xué)）

??一體化。

（作者單位：無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校）