CN2808355Y - 自动打箔机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种由电脑控制的自动打箔机。本实用新型采用在锤击驱动部件上设置变频器，变频器接收数据控制部件信号，变频器控制扁担式打箔机锤的电机，步进电机驱动器分别控制上、下机座的步进电机，通过电脑控制变频器。解决了过去金属箔锤打过程中运行线路和速度的单一、产品质量差等缺陷，并使之能够改变打箔机的锤打速度，适应打箔的需要，能够改变打箔的运行轨迹，使得打箔质量得以大大提高，高度自动化控制排除了人为因素对打箔质量的影响，真正减轻了操作人员的劳动强度，改善了工作环境，效率得以提高。

Description

自动打箔机

技术领域

本实用新型涉及一种金属箔的打箔机械装置，特别涉及一种由电脑数据控制并且能改变锤打金属箔速度频率的打箔机械设施。

背景技术

在本实用新型发明之前，已经有一些机械打箔机，部分代替了人工打箔，提高了打箔效率。但是，对于金属箔而言，包括金箔、铜箔等，如果打箔机的锤打速度不能根据具体的金属箔的部位进行变化，其锤打出来的金属箔的质量仍然无法保证；而且，机座的运行轨迹只是单一的，再加单一的速度，其质量依然无法保证；在已经机械化的打箔机设备或装置上，由于自动化程度低，许多操作部分仍然需要人工操作，不仅劳动强度还是很大，并且由于涉及机械部件反而对操作工人的经验和水平提出了更高要求，致使操作工人难以熟练操作驾驭这些机械。由于上述这些因素，其打箔的质量较差，对于不同产品实行变化也非常困难，质量自然无法保证，而对于一些特殊的产品要求如铂金箔、铑箔等更是无法锤打，不能满足市场不同的和特殊的需要。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种可变化锤打速度又可变化轨迹的高度自动化的打箔机。

本实用新型的技术方案是：自动打箔机，分为机械部件、控制部件，机械部件中有锤击部件、机座部件，锤击部件为扁担式打箔机锤，机座部件分上、下两个活动机构，一个为上机座，一个为下机座，上机座上设置一个工件框，上机座、下机座由步进电机驱动，控制部件有数据控制部件、驱动部件，驱动部件包括锤击驱动部件、机座驱动部件，其主要技术特征在于锤击驱动部件设置变频器，变频器接收数据控制部件信号，变频器控制扁担式打箔机锤的电机。

本实用新型更进一步的技术方案是：

其技术特征在于数据控制部件包括主程序控制模块、变频器控制模块、步进电机控制模块，主程序控制模块连接变频器控制模块，变频器控制模块控制变频器，步进电机控制模块控制步进电机驱动器。

本实用新型的优点和效果在于能够改变打箔机的锤打速度，以适应打箔的需要，提高打箔的质量，同时能够改变打箔的运行轨迹，使得打箔质量得以大大提高，高度自动化控制排除了人为因素对打箔质量的影响，真正减轻了操作人员的劳动强度，改善了工作环境，效率得以提高。

附图说明

图1——本实用新型各部件结构原理示意图。

图2——机座结构正视图。

图3——机座结构俯视图。

图4——步进电机和丝杆联结图。

图5——主控制板(模块)总电路图。

图5.1-主CPU模块电路图。

图5.2-数据模块电路图。

图5.3-X，Y轴输出模块电路图。

图5.4-传感器输出模块电路图。

图5.5-主轴速度控制模块电路图。

图5.6-电源模块电路图。

图6——数字显示板(模块)电路图。

图6.1-数字显示板(模块)电路图1。

图6.2-数字显示板(模块)电路图2。

图7——按键控制板(模块)电路图。

图7.1-按键控制板(模块)电路图1。

图7.2-按键控制板(模块)电路图2。

图8——按键控制板控制流程图。

图9——数字显示板控制流程图。

图10——主控制板控制流程图。

图11——本系统程序流程图。

具体实施方式

如图1所示，机座1分为上机座1-1、下机座1-2，扁担式打箔机锤2由电机3控制，电机3接变频器4，变频器4则接收本系统数据控制部件5的信号，扁担式打箔机2的锤头针对着机座1的上机座1-1。

如图2所示，下机座1-2的底座6上安装4个下导轨架7-2，而两根下导轨9安装在4个下导轨架7-2上，下机座1-2(含下层支架8)通过下直线轴承固定板13-2与下直线轴承11-2相连接，并能够在下导轨9上作直线自由运动，即X轴方向运动；下机座1-2上也固定有4个上导轨架7-1，上导轨架7-1上有两根上导轨10；上机座1-1(含上层支架12)通过上直线轴承固定板13-1和上直线轴承11-1与上导轨10相连接，上机座1-1能够在上导轨10上作直线自由运动即Y轴方向自由运动。

如图2，3，4所示，步进电机14-1通过支座15安装在下机座1-1的下层支架8上，并通过联轴器16与丝杆17连接，丝杆17通过丝杆螺母25和联动板23与上层支架12连接；步进电机14-1转动通过联轴器16带动丝杆17转动，丝杆17则通过丝杠螺母25、联动板23带动上机座1-1沿着上导轨10(Y轴)作直线运动，而另一台步进电机14则固定在底座6上并通过丝杆17、联轴器16，丝杠螺母25带动下机座1-2在下导轨9(X轴)上作直线运动；在上导轨10与下导轨9的一端分别安装有位置传感器18，起确定上机座1-1和下机座1-2的起始位置。

如图2，图3，图4所示，步进电机14通过支座15固定在底座6上，丝杆17则通过支架19固定在底座6上，丝杆17与支架19通过前后轴承21、22连接，步进电机14与丝杆17通过联轴器16连接，丝杠螺母25位于丝杆16上，其作用是将步进电机14的转动转化上机座1-1、下机座1-2的直线运动。

附图中的图6、图5、图7为本实用新型控制系统的电路图。本实用新型控制系统的控制电路为模块式的，分为三个模块即：主控制模块；数字显示模块；按键控制模块。先分叙如下：

如图5所示是主控制模块(数据控制部件5)的电路图。主控制模块又分为电源模块，传感器输入模块，主CPU模块，数据模块，X，Y轴输出模块，主轴控制模块。

电源控制模块主要功用是把220伏交流电转化为本控制系统可用的24伏和12伏直流电。

传感器控制模块主要功用是接受传感器传来的位置信号，并把它转化为数字信号传送给主CPU。

主CPU为本系统的中心控制器，也是本控制系统的心脏，它把本系统的各模块传来的数据进行计算分析，并把执行指令传输给各模块。

数据模块主要是接受程序员的各种程序数据，并把程序数据传输给主CPU。

X，Y输出模块的功用是接受主CPU传来的控制信号，并把该控制信号从数字信号转化为步进电机可接受的电流信号，并传输给步进电机。

主轴控制模块的主要功用是接受主CPU传过来的主轴控制信号，把它转化为电流信号并把它传输给变频器。

如图6所示是数字显示模块的电路图，数字显示模块的功用是接受按键控制模块、数据模块、主CPU模块、主轴控制模块、传感器模块的传过来的信号并把信号所显示在数码显示屏上。

如图7所示是按键控制模块的电路图，按键控制模块及人机交换模块，操作人员通过按键控制模块发出控制指令，按键控制模块把操作员的指令转化为机器可接受的数字信号并传输给主CPU。

其中主CPU采用的是大容量的16位数据运算中央处理器型号为8096中央处理器。而数据模块采用的是大容量的4兆数据存储芯片型号为29F040。X，Y轴输出模块采用的是标准的步进驱动模块型号为Q44M。

主轴控制模块主要是采用DA数据转化进行数据交换，及进行数字信号和模拟信号的转换。

电源模块采用的是大功率的24伏直流电源和5伏中央控制板驱动电源

传感器控制模块的数据输入采用接近时传感器来控制X、Y轴的位置。

按键控制模块和数码显示模块及通讯模块共同组成本系统的人机交换界面，由一块CPU进行集中处理，并通过如图6、图7的电路图而实现。这块CPU的型号为2051。

本实用新型控制系统的人机交互系统如图8、图9所示，操作流程如下：

操作人员通过按键选择金箔打制时的机座运行程序的程序号及运行的时间，数码显示管显示机座运行的程序号和运行时间。数码显示管由程序数字显示板控制；按键由键盘控制板控制，而程序数显示板和键盘控制板通过通讯接口与主控制板相连接。

本实用新型控制系统的核心是主控制板5(数据控制部件5)，主控制板5由电源提供驱动能源，操作板通过通讯接口，把操作人员的指令传给主控制板5，同时数据板把相应的数据程序传给主控制板5；而传感器也把上机座1-1、下机座1-2的位置信息传给主控制板5。主控制板5进行计算，并把相应的计算结果转化成指令传送给两个步进电机驱动控制板，步进电机驱动控制板传输给X步进电机和Y步进电机。步进电机根据接收的电信号实现正反转，以及停车。从而驱动上机座1-1、下机座1-2沿导轨运动，从而实现X轴、Y轴的直线运动和停止。另外主控制板5把指令传给变频器控制驱动器，并控制主电机的转速，从而控制扁担式打箔机2上的锤头的锤击速度。

图10是主控制板的工作原理流程图

其核心为CPU中央处理器X轴传感器和Y轴传感器通过光电接口把位置信息传给CPU中央处理器；操作板把操作人员的操作信号通过通讯接口传给CPU中央处理器；数据板接受操作人员通过通讯接口传给CPU中央处理器经处理后再传过来的信号，选择相应的数据程序，并把数据程序再传回CPU中央处理器。CPU中央处理器接收X、Y位置信号，及数据程序，进行运算处理，并把运算处理的结果分别通过输入/输出接口传输给X步进电机驱动，Y步进电机驱动和联动控制。X步进电机驱动再把数码信号转化为电信号并传送给X步进电机驱动X轴步进电机带动丝杆转动；Y轴步进电机驱动接受CPU中央处理器传来的数据信号并转化为电信号再传送给Y轴步进电机，驱动Y轴步进电机带动丝杆转动。联动控制接受CPU中央处理器传来的信号，实施联动动作，并把产生的电信号传给主电机驱动(变频器)，变频器在把这些电信号转化为控制信号，控制主电机的转速。

图11为本实用新型的控制程序的流程图。

操作人员按开始键，程序开始运行，系统开始初始化，CPU主处理器接收通讯，接收上下机座的位置信息，并判别整个系统是否启动，如果上下机座位于位置原点，则整个系统开始启动，否则这回到接收通讯这一步，同时，上下机座回到位置原点。如果能够启动，则读程序号找道数据入口，从数据程序依次读四位数，四位数是否错误，如果错误则上下机座复位位置原点，程序结束；如果四位数正确则进行代码识别，并把数据输送给CPU中央处理器，判别数据是否输送完成，如果完成，则继续读四位数重新读下一组数据。如果未送完，这继续输送数据。数据全部读完后，则CPU中央处理器分别给联动控制和X、Y步进电机驱动发送启动信号和运行数据，锤头电机带动锤头以一定的速度锤击；上下机座根据数据程序运行一定的轨迹，一直到程序发出结束的信号，主电机停止运行，上机座1-1、下机座1-2会位置原点并停止运动。程序结束。另外，当操作人员按动中断键，CPU中央处理器通过输入接口接收通讯，CPU进行代码识别，判断是否停机，如果停机，则程序结束，如果不停机，则程序中断返回。

上机座1-1：

自动打箔机数控系统，在工件加工前，由工人把工件放入工件框，抬起锤头。锤头与工件相接触。开始加工时，工件框回0位，然后再自动回中心位置。当工件框回中心位置后，主控制模块根据数据程序通过变频控制模块给变频器发出一系列数字信号，变频器再驱动电机以一定的转速工作，锤头开始以一定的速度锤击；同时，主控制模块根据数据程序给步进电机控制模块一系列的数字信号，步进电机电机控制模块再把该数字信号转换为电信号并传给步进电机。步进电机则开始带动上下机座开始进行规定的轨迹运动。当锤打进行到一定时间，一次锤打完成，主控制模块根据数据程序通过变频控制模块给变频器发出一系列数字信号，变频器驱动电机停止；同时，主控制模块根据数据程序给步进电机控制模块一系列的数字信号，步进电机电机控制模块再把该数字信号转换为电信号并传给步进电机，步进电机带动上下机座回到中心位置，工人抬起锤头，取下工件，一次锤击加工完成。重复多次锤击加工，即可完成金箔的加工。根据不同的金属特性，不同的金属箔的加工过程也不一样；锤击的次数和每一次的锤击时间也不一样每一次的锤击力量和与机座的动轨迹也不一样；本自动打箔机数控系统能够通过主控制模块根据数据程序很方便地调节锤击时间，锤即力量及机座的运动轨迹。从而实现金箔加工的自动化。

本实用新型的解释和描述并不局限于本实施例的描述。

Claims (4)

1.自动打箔机，分为机械部件、控制部件，机械部件中有锤击部件、机座部件，锤击部件为扁担式打箔机锤，机座部件分上、下两个活动机构，一个为上机座，一个为下机座，上机座上设置一个工件框，上机座、下机座由步进电机驱动，控制部件有数据控制部件、驱动部件，驱动部件包括锤击驱动部件、机座驱动部件，其特征在于锤击驱动部件设置变频器，变频器接收数据控制部件信号，变频器控制扁担式打箔机锤的电机。

2.根据权利要求1所述的自动打箔机，其特征在于机座驱动部件设置步进电机驱动器，步进电机驱动器接收数据控制部件信号，步进电机驱动器分别控制上机座、下机座上的步进电机。

3.根据权利要求1所述的自动打箔机，其特征在于数据控制部件包括主程序控制模块、变频器控制模块、步进电机控制模块，主程序控制模块连接变频器控制模块，变频器控制模块控制变频器，步进电机控制模块控制步进电机驱动器。

4.根据权利要求1或2所述的自动打箔机，其特征在于驱动部件中设置位置传感部件，与数据控制部件的步进电机控制模块双向连接，主程序控制模块控制步进电机控制模块。

Images