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兵 工 自动 化 2006 年 第 25 卷 第 6 期 曩控技市 M easu rem en t an d C on tro l T ec h ni q u e 0 ．I． A u tom ati o n 20 0 6， V o1 ． 2 5 ， N o． 6 文章编号 ：1006 1576 (2006) 06 0077 02 基于 C805 1 F005 的焊丝层绕机控制系统 王 树梅 ，张 东亮 (1．山东省水利技术学院 汽车 电气丁程系，山东 淄博 255033；2．山东大学 控制科学 与工程学院，山东 济南 250061) 摘要 ：利用 C805l F005 单 片机实现的焊丝层绕机控制系统，包括光 电编码器 4 倍频细分、步进 电机接 口驱动、 称重、显示驱动、键盘扫描及制动器恒流驱动等电路。软件 由主程序、中断服务程序及其他子程序组成，主轴电机 检测、步进电机转速及绕线进程控制等功能在定时器的中断服务程序 中实现。系统先计算并显示第一层焊丝的绕线 圈数，指导完成一个绕线进程 ，然后 自动重复多个绕线进程绕线，以避免计算 累计误差和乱线现象发生。 关键词：C 805l F005 单 片机 ；焊丝层机 ；绕线进程控制 中图分类号：TP273． 5 文献标识码：A W ire W ind ing M ac hin e C ontr ol S y stem B ased on C 805 l F 0 05 W an g S h u — m e i ，Z h an g D o n g— li a ng f 1． D ept． of A utomoti ve & E l ectri ca l E ngi nee ri ng，Sha ndong C ol l eg e of W a te r C onse rv ancy T e chnol og y， Z i bo 2 5 50 3 3 ， C hina 2． School C ontrol S cience & E ngineering． Shandong U niversity， J inan 25006 1， C hina) · A bstrac t：T he wi re w i ndi ng m achi ne contr ol sy stem based on C 8 0 5 1 F 0 0 5 si ng le — chi p i ncl udes 4 一 ti me s— freque ncy — subdi vi ded el ec tr i c ci r cuit f or l i ght el ec tr i ci ty c oder s，i nterf ace dri ve for steppi ng m otors ，w ei ghi ng ， di spl ay dri ve ， ke y boar d sca n and de tent c onstant c ur rent sourc e dri ve c ir cui t．T he softw are iS composed of the ma in prog ramm er ，the i n te rru p t se rv i ce p ro g ram m er an d o th er su b — p ro g ra m m e r，w h i l e fu n cti o n s l i k e p ri n ci p al ax i s m o to r te sti n g ，r otate sp ee d of step p in g m o to rs an d w i nd i n g p r o cess co n tr o l are r eal i ze d in th e i n terr up t serv i ce pr o gr am m er f or tim er s．T h e sy stem f i rst c al cu la tes an d d i sp l ay s th e n u m b er o f ro u n d s for th e f ir st l ay e r o f w i re ，d i rec ts the co m p l eti o n of a w i n d i ng p ro ce ss，an d th en au to m atic al l y rep e at th e w i nd i n g p ro cess fo r m an y ti m e s，to av o id th e o cc ur ren ce o f acc u m u la te d c al cu l ati on err or a nd d i sor d erl y l i ne s． K e y words ： C 80 5 1F 0 0 5 si ngl e— chip ： W i re prec isi on w i ndi ng ； W i nding proce ss control 0 引言 焊 丝生产过程中 ，最后 一道 工序 是焊丝层绕 。 焊丝层 绕是将 成品焊丝校直后 ，每层 整齐地排列在 绕 丝盘上 ，不能有一根 乱丝，每一层绕线误差不 能 积累 。故采用单 片机 实现焊 丝层绕的 自动控制 ，提 高生产效率 ，具有 自动称重 、断线 自动停机等功 能。 1 单 片机控 制 的焊丝 层 绕机 的工 作原 理 焊丝层绕机 组成结构 图如 图 1。 光 电编码 器 主 轴电 机 绕 盘 丝 耔 ； 线i 张 力 丝 ■称重传感器 竺一 ． _一 放线轮 校 直 器 张 男 步进电机 器 磁粉制动器 图 1 焊丝层绕机组成结构图 1． 1 焊丝层绕机的控制过程 如 I冬 1 2，首先确定绕线起 点，一般 设定为绕线 工字轮 的左 端或右端 ，其位置 由光 电传感 器确定 。 绕线 开始后 ，主轴 电机先旋转一 定圈数，步进 电机 不动 ，使 摆线器与所绕焊丝形成滞 后角 。绕线主轴 带动绕线 工字轮旋转 ，光 电编码 器将绕线主轴速度 信 号送 给单片机 。单 片机根据 主轴 转速计算并控制 步进电机运动，使摆线器伺服主轴运动。每层最后 半圈，丝杆要快速行走一段距 离 ，以补偿先前 的滞 后角，再开始 回绕 ，重 复以上过程 。最后快进 到初 始位 置止，完整绕线进程 结束 。根据绕线重量重 复 多个绕线进程 ，直 到结 束。绕线过程 中单 片机根据 张力传感器输 入的张力大小 ，计算 并输 出控制 磁粉 制动器 ，使整个绕 线过程中焊丝张力恒 定。 差 (绕 线 进 程 > 摆 线 器 眼 随 主 轴 伺 服 运 动 (快 进 进 程 )一 层 绕 完 复以上过程 ， 到绕线重量， 绕线结束 进到开始位置 摆 线 器 快 进 N 圈 距 离 (绕线进程)摆 线器跟随主轴 伺服 运 动 线器等待 N 圈 快进进程)一层 绕完摆线器快 回绕，(等待进 程)主轴转、摆 图 2 焊 丝 层绕 机 控 制 过程 流 程 图 1． 2 焊 丝层绕 机控制 系统 的实现方法 单片机控制绕线机 系统中 ，会 出现乱线 现象 ， 主要 因素有 ：焊丝 线径、绕线工字轮及 系统计算误 差 、控制方式 选择等 。控制方式 是主要原因 。故经 大量试验和分 析，首先按焊丝线 径、工字轮长度计 算 出每层 的绕 线 圈数并取整 ，且在显示器上显示 以 指导操作人员完成第一层 的绕 线 。二是控制方 式改 进 ， 只要一个绕线进程 无差错 ，即解决乱线等 问题 。 2硬件电路设计 收稿 臼期：2006— 03一 l4；修回 H 期：2006— 03 21 作者简介 ：王树梅 ( 1966 ) ，女， 山东人 ，1988 年 毕业于扬州大学 ，现 山东大学在读 硕士，从事计算机控制研 究。 · 77 · 维普资讯 http://www.cqvip.com