一種基于單片機的板材真空吸附堆垛控制裝置

崔冰

摘要：單片機具有相應速度快、學習成本低、功耗低、對惡略環(huán)境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優(yōu)點，但在工業(yè)生產(chǎn)中的應用較少，本文介紹的是一種基于單片機的優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)設(shè)計，用C語言編寫出電磁閥控制程序，通過單片機的高速相應特性，替換老式AUTOMAX系統(tǒng)部分功能，更精確的控制工業(yè)生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：單片機；編程；電磁驅(qū)動；堆垛

一、背景技術(shù)

中鋁瑞閩股份有限公司從德國Frohling公司引進的橫剪機列利用真空堆垛系統(tǒng)進行板材的堆垛。但是經(jīng)過20年的使用，老式的堆垛控制方式對硬件的依賴嚴重影響設(shè)備穩(wěn)定，以及準確度已經(jīng)無法滿足目前的生產(chǎn)任務。本文在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行改進，加入微處理控制，通過快速響應芯片將堆垛精度提高到80毫秒以內(nèi)，完全地避免了板材在堆垛過程中所發(fā)生的損傷/劃傷，保證板材的表面質(zhì)量，同時極大的降低了設(shè)備對于硬件的依賴，降低了設(shè)備維護成本，是一種既經(jīng)濟又容易復制的控制方法。

二、具體實現(xiàn)

（1）控制方式利用89C51芯片，利用芯片提供的輸入點檢測AUTOMAX系統(tǒng)給出的動作信號，控制堆垛機的8組電磁閥，同時控制堆垛8個真空吸盤的動作，在利用時間繼電器順序運行以實現(xiàn)多路輸入輸出可編程控制，摒棄了老式一對一的控制方式。具體電氣控制圖如圖一所示。

（2）控制方式主要過程：堆垛控制就是通過真空傳送帶把板材運送到相應的垛臺上，然后釋放真空氣閥，使帶材落到垛板小車上。真空氣閥與相應的真空腔相連，正常情況下，真空氣閥不動作，真空腔封閉，形成負壓，對板材形成吸力。真空氣閥動作時，氣閥旁通，真空腔與大氣相連，負壓消除，釋放板材，如圖二所示。

（3）要保證帶材的準確堆垛，需要對帶材的釋放時間進行精確控制，將帶材的下落時間設(shè)定為三個時段，第一時段在程序中添加10ms防抖動觸發(fā)；第二時段為真空氣閥動作啟動狀態(tài)，氣閥線圈施加直流24V電壓、時間保持為50ms；第三時段為電磁閥關(guān)閉時間，因氣閥硬件回彈需要固定時間，為了保證穩(wěn)定關(guān)閉時間設(shè)為20 ms；同時在控制電路增加電子元器件進行了優(yōu)化消除干擾，具體程序?qū)崿F(xiàn)見圖三。由于帶材下落時受空氣阻力影響形成拱形，導致帶材擦劃傷，影響產(chǎn)品成品率。所以將堆垛多個真空吸盤集成在統(tǒng)一電路板觸發(fā)，并對每個真空吸盤動作順序進行時間間隔控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量，具體改善效果見圖四。

三、結(jié)論

經(jīng)設(shè)備改造后橫剪堆垛效率大幅提升，同時減少了維護人員的工作量，在成品率方面，較以往的系統(tǒng)提高20%，目前連續(xù)生產(chǎn)使用時間6個月，設(shè)備穩(wěn)定，下一步我將繼續(xù)修改程序，希望在安全方面進一步提升穩(wěn)定性。