專利名稱：自動打箔機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬箔的打箔機械裝置，特別涉及一種由電腦數(shù)據(jù)控制并且能改變錘打金屬箔速度頻率的打箔機械設施。
背景技術：
在本實用新型發(fā)明之前，已經(jīng)有一些機械打箔機，部分代替了人工打箔，提高了打箔效率。但是，對于金屬箔而言，包括金箔、銅箔等，如果打箔機的錘打速度不能根據(jù)具體的金屬箔的部位進行變化，其錘打出來的金屬箔的質量仍然無法保證；而且，機座的運行軌跡只是單一的，再加單一的速度，其質量依然無法保證；在已經(jīng)機械化的打箔機設備或裝置上，由于自動化程度低，許多操作部分仍然需要人工操作，不僅勞動強度還是很大，并且由于涉及機械部件反而對操作工人的經(jīng)驗和水平提出了更高要求，致使操作工人難以熟練操作駕馭這些機械。由于上述這些因素，其打箔的質量較差，對于不同產(chǎn)品實行變化也非常困難，質量自然無法保證，而對于一些特殊的產(chǎn)品要求如鉑金箔、銠箔等更是無法錘打，不能滿足市場不同的和特殊的需要。

發(fā)明內容
本實用新型的目的就在于克服上述缺陷，設計、研制一種可變化錘打速度又可變化軌跡的高度自動化的打箔機。
本實用新型的技術方案是自動打箔機，分為機械部件、控制部件，機械部件中有錘擊部件、機座部件，錘擊部件為扁擔式打箔機錘，機座部件分上、下兩個活動機構，一個為上機座，一個為下機座，上機座上設置一個工件框，上機座、下機座由步進電機驅動，控制部件有數(shù)據(jù)控制部件、驅動部件，驅動部件包括錘擊驅動部件、機座驅動部件，其主要技術特征在于錘擊驅動部件設置變頻器，變頻器接收數(shù)據(jù)控制部件信號，變頻器控制扁擔式打箔機錘的電機。
本實用新型更進一步的技術方案是其技術特征在于數(shù)據(jù)控制部件包括主程序控制模塊、變頻器控制模塊、步進電機控制模塊，主程序控制模塊連接變頻器控制模塊，變頻器控制模塊控制變頻器，步進電機控制模塊控制步進電機驅動器。
本實用新型的優(yōu)點和效果在于能夠改變打箔機的錘打速度，以適應打箔的需要，提高打箔的質量，同時能夠改變打箔的運行軌跡，使得打箔質量得以大大提高，高度自動化控制排除了人為因素對打箔質量的影響，真正減輕了操作人員的勞動強度，改善了工作環(huán)境，效率得以提高。


圖1——本實用新型各部件結構原理示意圖。
圖2——機座結構正視圖。
圖3——機座結構俯視圖。
圖4——步進電機和絲桿聯(lián)結圖。
圖5——主控制板(模塊)總電路圖。
圖5.1-主CPU模塊電路圖。
圖5.2-數(shù)據(jù)模塊電路圖。
圖5.3-X，Y軸輸出模塊電路圖。
圖5.4-傳感器輸出模塊電路圖。
圖5.5-主軸速度控制模塊電路圖。
圖5.6-電源模塊電路圖。
圖6——數(shù)字顯示板(模塊)電路圖。
圖6.1-數(shù)字顯示板(模塊)電路圖1。
圖6.2-數(shù)字顯示板(模塊)電路圖2。
圖7——按鍵控制板(模塊)電路圖。
圖7.1-按鍵控制板(模塊)電路圖1。
圖7.2-按鍵控制板(模塊)電路圖2。
圖8——按鍵控制板控制流程圖。
圖9——數(shù)字顯示板控制流程圖。
圖10——主控制板控制流程圖。
圖11——本系統(tǒng)程序流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，機座1分為上機座1-1、下機座1-2，扁擔式打箔機錘2由電機3控制，電機3接變頻器4，變頻器4則接收本系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制部件5的信號，扁擔式打箔機2的錘頭針對著機座1的上機座1-1。
如圖2所示，下機座1-2的底座6上安裝4個下導軌架7-2，而兩根下導軌9安裝在4個下導軌架7-2上，下機座1-2(含下層支架8)通過下直線軸承固定板13-2與下直線軸承11-2相連接，并能夠在下導軌9上作直線自由運動，即X軸方向運動；下機座1-2上也固定有4個上導軌架7-1，上導軌架7-1上有兩根上導軌10；上機座1-1(含上層支架12)通過上直線軸承固定板13-1和上直線軸承11-1與上導軌10相連接，上機座1-1能夠在上導軌10上作直線自由運動即Y軸方向自由運動。
如圖2，3，4所示，步進電機14-1通過支座15安裝在下機座1-1的下層支架8上，并通過聯(lián)軸器16與絲桿17連接，絲桿17通過絲桿螺母25和聯(lián)動板23與上層支架12連接；步進電機14-1轉動通過聯(lián)軸器16帶動絲桿17轉動，絲桿17則通過絲杠螺母25、聯(lián)動板23帶動上機座1-1沿著上導軌10(Y軸)作直線運動，而另一臺步進電機14則固定在底座6上并通過絲桿17、聯(lián)軸器16，絲杠螺母25帶動下機座1-2在下導軌9(X軸)上作直線運動；在上導軌10與下導軌9的一端分別安裝有位置傳感器18，起確定上機座1-1和下機座1-2的起始位置。
如圖2，圖3，圖4所示，步進電機14通過支座15固定在底座6上，絲桿17則通過支架19固定在底座6上，絲桿17與支架19通過前后軸承21、22連接，步進電機14與絲桿17通過聯(lián)軸器16連接，絲杠螺母25位于絲桿16上，其作用是將步進電機14的轉動轉化上機座1-1、下機座1-2的直線運動。
附圖中的圖6、圖5、圖7為本實用新型控制系統(tǒng)的電路圖。本實用新型控制系統(tǒng)的控制電路為模塊式的，分為三個模塊即主控制模塊；數(shù)字顯示模塊；按鍵控制模塊。先分敘如下如圖5所示是主控制模塊(數(shù)據(jù)控制部件5)的電路圖。主控制模塊又分為電源模塊，傳感器輸入模塊，主CPU模塊，數(shù)據(jù)模塊，X，Y軸輸出模塊，主軸控制模塊。
電源控制模塊主要功用是把220伏交流電轉化為本控制系統(tǒng)可用的24伏和12伏直流電。
傳感器控制模塊主要功用是接受傳感器傳來的位置信號，并把它轉化為數(shù)字信號傳送給主CPU。
主CPU為本系統(tǒng)的中心控制器，也是本控制系統(tǒng)的心臟，它把本系統(tǒng)的各模塊傳來的數(shù)據(jù)進行計算分析，并把執(zhí)行指令傳輸給各模塊。
數(shù)據(jù)模塊主要是接受程序員的各種程序數(shù)據(jù)，并把程序數(shù)據(jù)傳輸給主CPU。
X，Y輸出模塊的功用是接受主CPU傳來的控制信號，并把該控制信號從數(shù)字信號轉化為步進電機可接受的電流信號，并傳輸給步進電機。
主軸控制模塊的主要功用是接受主CPU傳過來的主軸控制信號，把它轉化為電流信號并把它傳輸給變頻器。
如圖6所示是數(shù)字顯示模塊的電路圖，數(shù)字顯示模塊的功用是接受按鍵控制模塊、數(shù)據(jù)模塊、主CPU模塊、主軸控制模塊、傳感器模塊的傳過來的信號并把信號所顯示在數(shù)碼顯示屏上。
如圖7所示是按鍵控制模塊的電路圖，按鍵控制模塊及人機交換模塊，操作人員通過按鍵控制模塊發(fā)出控制指令，按鍵控制模塊把操作員的指令轉化為機器可接受的數(shù)字信號并傳輸給主CPU。
其中主CPU采用的是大容量的16位數(shù)據(jù)運算中央處理器型號為8096中央處理器。而數(shù)據(jù)模塊采用的是大容量的4兆數(shù)據(jù)存儲芯片型號為29F040。X，Y軸輸出模塊采用的是標準的步進驅動模塊型號為Q44M。
主軸控制模塊主要是采用DA數(shù)據(jù)轉化進行數(shù)據(jù)交換，及進行數(shù)字信號和模擬信號的轉換。
電源模塊采用的是大功率的24伏直流電源和5伏中央控制板驅動電源傳感器控制模塊的數(shù)據(jù)輸入采用接近時傳感器來控制X、Y軸的位置。
按鍵控制模塊和數(shù)碼顯示模塊及通訊模塊共同組成本系統(tǒng)的人機交換界面，由一塊CPU進行集中處理，并通過如圖6、圖7的電路圖而實現(xiàn)。這塊CPU的型號為2051。
本實用新型控制系統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)如圖8、圖9所示，操作流程如下操作人員通過按鍵選擇金箔打制時的機座運行程序的程序號及運行的時間，數(shù)碼顯示管顯示機座運行的程序號和運行時間。數(shù)碼顯示管由程序數(shù)字顯示板控制；按鍵由鍵盤控制板控制，而程序數(shù)顯示板和鍵盤控制板通過通訊接口與主控制板相連接。
本實用新型控制系統(tǒng)的核心是主控制板5(數(shù)據(jù)控制部件5)，主控制板5由電源提供驅動能源，操作板通過通訊接口，把操作人員的指令傳給主控制板5，同時數(shù)據(jù)板把相應的數(shù)據(jù)程序傳給主控制板5；而傳感器也把上機座1-1、下機座1-2的位置信息傳給主控制板5。主控制板5進行計算，并把相應的計算結果轉化成指令傳送給兩個步進電機驅動控制板，步進電機驅動控制板傳輸給X步進電機和Y步進電機。步進電機根據(jù)接收的電信號實現(xiàn)正反轉，以及停車。從而驅動上機座1-1、下機座1-2沿導軌運動，從而實現(xiàn)X軸、Y軸的直線運動和停止。另外主控制板5把指令傳給變頻器控制驅動器，并控制主電機的轉速，從而控制扁擔式打箔機2上的錘頭的錘擊速度。
圖10是主控制板的工作原理流程圖其核心為CPU中央處理器X軸傳感器和Y軸傳感器通過光電接口把位置信息傳給CPU中央處理器；操作板把操作人員的操作信號通過通訊接口傳給CPU中央處理器；數(shù)據(jù)板接受操作人員通過通訊接口傳給CPU中央處理器經(jīng)處理后再傳過來的信號，選擇相應的數(shù)據(jù)程序，并把數(shù)據(jù)程序再傳回CPU中央處理器。CPU中央處理器接收X、Y位置信號，及數(shù)據(jù)程序，進行運算處理，并把運算處理的結果分別通過輸入/輸出接口傳輸給X步進電機驅動，Y步進電機驅動和聯(lián)動控制。X步進電機驅動再把數(shù)碼信號轉化為電信號并傳送給X步進電機驅動X軸步進電機帶動絲桿轉動；Y軸步進電機驅動接受CPU中央處理器傳來的數(shù)據(jù)信號并轉化為電信號再傳送給Y軸步進電機，驅動Y軸步進電機帶動絲桿轉動。聯(lián)動控制接受CPU中央處理器傳來的信號，實施聯(lián)動動作，并把產(chǎn)生的電信號傳給主電機驅動(變頻器)，變頻器在把這些電信號轉化為控制信號，控制主電機的轉速。
圖11為本實用新型的控制程序的流程圖。
操作人員按開始鍵，程序開始運行，系統(tǒng)開始初始化，CPU主處理器接收通訊，接收上下機座的位置信息，并判別整個系統(tǒng)是否啟動，如果上下機座位于位置原點，則整個系統(tǒng)開始啟動，否則這回到接收通訊這一步，同時，上下機座回到位置原點。如果能夠啟動，則讀程序號找道數(shù)據(jù)入口，從數(shù)據(jù)程序依次讀四位數(shù)，四位數(shù)是否錯誤，如果錯誤則上下機座復位位置原點，程序結束；如果四位數(shù)正確則進行代碼識別，并把數(shù)據(jù)輸送給CPU中央處理器，判別數(shù)據(jù)是否輸送完成，如果完成，則繼續(xù)讀四位數(shù)重新讀下一組數(shù)據(jù)。如果未送完，這繼續(xù)輸送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)全部讀完后，則CPU中央處理器分別給聯(lián)動控制和X、Y步進電機驅動發(fā)送啟動信號和運行數(shù)據(jù)，錘頭電機帶動錘頭以一定的速度錘擊；上下機座根據(jù)數(shù)據(jù)程序運行一定的軌跡，一直到程序發(fā)出結束的信號，主電機停止運行，上機座1-1、下機座1-2會位置原點并停止運動。程序結束。另外，當操作人員按動中斷鍵，CPU中央處理器通過輸入接口接收通訊，CPU進行代碼識別，判斷是否停機，如果停機，則程序結束，如果不停機，則程序中斷返回。
上機座1-1自動打箔機數(shù)控系統(tǒng)，在工件加工前，由工人把工件放入工件框，抬起錘頭。錘頭與工件相接觸。開始加工時，工件框回0位，然后再自動回中心位置。當工件框回中心位置后，主控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)程序通過變頻控制模塊給變頻器發(fā)出一系列數(shù)字信號，變頻器再驅動電機以一定的轉速工作，錘頭開始以一定的速度錘擊；同時，主控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)程序給步進電機控制模塊一系列的數(shù)字信號，步進電機電機控制模塊再把該數(shù)字信號轉換為電信號并傳給步進電機。步進電機則開始帶動上下機座開始進行規(guī)定的軌跡運動。當錘打進行到一定時間，一次錘打完成，主控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)程序通過變頻控制模塊給變頻器發(fā)出一系列數(shù)字信號，變頻器驅動電機停止；同時，主控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)程序給步進電機控制模塊一系列的數(shù)字信號，步進電機電機控制模塊再把該數(shù)字信號轉換為電信號并傳給步進電機，步進電機帶動上下機座回到中心位置，工人抬起錘頭，取下工件，一次錘擊加工完成。重復多次錘擊加工，即可完成金箔的加工。根據(jù)不同的金屬特性，不同的金屬箔的加工過程也不一樣；錘擊的次數(shù)和每一次的錘擊時間也不一樣每一次的錘擊力量和與機座的動軌跡也不一樣；本自動打箔機數(shù)控系統(tǒng)能夠通過主控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)程序很方便地調節(jié)錘擊時間，錘即力量及機座的運動軌跡。從而實現(xiàn)金箔加工的自動化。
本實用新型的解釋和描述并不局限于本實施例的描述。
權利要求1.自動打箔機，分為機械部件、控制部件，機械部件中有錘擊部件、機座部件，錘擊部件為扁擔式打箔機錘，機座部件分上、下兩個活動機構，一個為上機座，一個為下機座，上機座上設置一個工件框，上機座、下機座由步進電機驅動，控制部件有數(shù)據(jù)控制部件、驅動部件，驅動部件包括錘擊驅動部件、機座驅動部件，其特征在于錘擊驅動部件設置變頻器，變頻器接收數(shù)據(jù)控制部件信號，變頻器控制扁擔式打箔機錘的電機。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動打箔機，其特征在于機座驅動部件設置步進電機驅動器，步進電機驅動器接收數(shù)據(jù)控制部件信號，步進電機驅動器分別控制上機座、下機座上的步進電機。
3.根據(jù)權利要求1所述的自動打箔機，其特征在于數(shù)據(jù)控制部件包括主程序控制模塊、變頻器控制模塊、步進電機控制模塊，主程序控制模塊連接變頻器控制模塊，變頻器控制模塊控制變頻器，步進電機控制模塊控制步進電機驅動器。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的自動打箔機，其特征在于驅動部件中設置位置傳感部件，與數(shù)據(jù)控制部件的步進電機控制模塊雙向連接，主程序控制模塊控制步進電機控制模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種由電腦控制的自動打箔機。本實用新型采用在錘擊驅動部件上設置變頻器，變頻器接收數(shù)據(jù)控制部件信號，變頻器控制扁擔式打箔機錘的電機，步進電機驅動器分別控制上、下機座的步進電機，通過電腦控制變頻器。解決了過去金屬箔錘打過程中運行線路和速度的單一、產(chǎn)品質量差等缺陷，并使之能夠改變打箔機的錘打速度，適應打箔的需要，能夠改變打箔的運行軌跡，使得打箔質量得以大大提高，高度自動化控制排除了人為因素對打箔質量的影響，真正減輕了操作人員的勞動強度，改善了工作環(huán)境，效率得以提高。
文檔編號B21J9/20GK2808355SQ20052007032
公開日2006年8月23日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權日2005年4月1日
發(fā)明者李寶祥, 陸軍 申請人:李寶祥, 陸軍