占兰平 章伟
浙江盛达铁塔有限公司 浙江省杭州市 311200
摘要；小型自动冲床是对于工业发展有着重要的作用，目前最为先进的是德国产的冲床，特别是用于膨胀金属网冲剪的冲床可达到1600次/min，而我国的冲床速度为180次/min，远落后于德国。在这种情形下加强机电一体化技术的研究与应用，缩短与发达国家的差距已经势在必行。文章就冲床供料分析、以单片机控制为基础的自动化冲床供料分析、控制系统软、硬件设计展开论述与分析。
关键词：机电一体化技术；自动冲床；进料机构
引言：机电一体化一直是工业发展中的重点内容，其对于推动工业水平的提升以及国家工业化的发展有着积极的意义。随着科学技术的进步，一些技术性与科学性较高的新元件与新产品不断涌出，其在一定程度上对工业发展起着推动作用。比如在自动冲床方面，其对微型元件展开了深入研究，以期促进冲床朝着小型化方向发展。传统冲床速度低、精度差、元件特性过硬，难以满足冲床发展需求，因此实现机电一体化技术在自动冲床中的应用尤为重要，以下就机电一体化技术在自动冲床进料机构中的应用展开论述。
一、冲床供料分析
不同吨位冲床，在运动惯性、冲压力、冲频方面有着较大的不同，这使得不同冲床的工作能力略有差异。在冲床所有类型中，小型或者微型元件有着更好的提速潜能、提速空间与稳定性，很多研究者会将研究重点放在小型冲床研发方面。机电一体化技术亦不例外，在当前阶段的小型冲床中，在液压驱动式方面有着较少的应用，是因为在应用其进行驱动时需耗费过量的人力物力[1]。
为提升冲床速度，在设计进料机构时可选择曲柄滑块结构，并配备自动化程度较高的送料系统。此外为提升冲床效率，还可应用机电一体化技术以提升冲床冲剪速度。根据冲床送料机构动力源的差异化，可将送料方式分为机电式、气动式、液压式、机械式四种。气动式与液压式并不适宜在小型冲床中使用，机电式在近些年的发展中工作效率与应用水平不断提升，逐渐得到广泛应用。
二、以单片机控制为基础的自动化冲床供料分析
根据文章第一部分所述采用机电式送料方式，而机电系统的执行机构有着一定的差异，可据此将其分为伺服电机驱动系统与步进电机驱动送料系统，后者相对来说虽然在低速无爬 行与响应速度方面无法与前者相比，但是性能可最大程度满足冲床需求，且有着更为经济的构建成本。
基于此可选择步进电机驱动系统为送料执行机构，在保证送料精度与送料断线传送的同时，可借助系统数控提升系统自动化水平，并且有效控制步距、冲频的系统操作的控制。系统基本工作原理为：滑块位置传感器→PC控制→驱动电源→步进电机→送料辊→送料，送料辊在送料的同时，会将送料辊步进角检验传输至PC控制用于反馈[2]。
该系统运行分为四个步骤进行：其一，通过位于主传动曲柄出轴位置的接近开关实时检测冲床冲头，尤其是下行位置；其二，冲头在抬起过程中一旦开始高过带料运送平面，步进 电机会在系统作用下进行送料，冲头在送完料落下时，在冲制前系统会完成送料；其三，在料到达指定位置后，送料电机随即停止运转，冲头进行冲制；其四，冲头重新抬高，在高于带料运动面时，送料电机在此启动开始重复送料操作。在此循环过程中，步进机系统保持高效的冲床运行。并且在步进机系统的持续运用中，若冲床冲频处于一般稳定状态，步进电机一直保持工作，技术人员可去掉“送料辊步进角检验”部分以简化系统，以此来实现系统运行成本的进一步降低。
三、自动冲床进料机构中机电一体化技术应用系统软硬件设计
1.硬件系统设计内容
在自动冲床中，为保证进料机构在进料过程中实现对机电一体化技术的充分应用，需对冲床系统进行细致的检查与完善，其中硬件系统的设计工作是重要内容。系统硬件主要包括接口电路、检测电路、显示电路、驱动电路、步进电机、单片机主控电路等，每个系统电路的选择都需考虑硬件系统的整体性。单片机主控系统可选用89C52单片机，其装置了Flash存储器，可实时记录系统开发与应用中的重要数据，技术人员可根据数据信息调整与完善程序程序，保障系统的高效性。单片机看门狗电路可选用X25045。系统显示部分可选用六位LED数码管，最高两位主要用于相关功能与状态指示符，后四位则用于显示系统数据。显示驱动器可选择具备串行接口的驱动器PS7219，其即可对8位LED直接驱动，单片机接口选用3线SPI。冲头位置检测传感器可选择电感式接近开关。
2.软件系统设计内容
在步进机软件系统设计时，选择便于后期维护修理调试、结构简单清晰的模块化设计形式。在软件系统中，主要包括显示模块、按键处理模块、输入处理模块、初始化模块。在进行软件设计时，可借助中断子程序有效控制步进电机运行，冲头位置信号在系统作用下来到指定点位后，系统会切入中断子程度，据此实现对系统的有效控制。在设计软件进行时，初始化模块主要负责设置初始值、确定用户数据储蓄区、标志状态，并初始化系统中的中断子程序、PS7219、定时器。在软件系统中，通过查询方式进行按键识别程序，可分为两个步骤：首先，编程行线为输入线，编程列线为输出线，将输出转变为全零电平，此时行线中电平从高及低所处行列为按键所在行；其二，编程行线为输出线，编程列线为输入线，将输出转变为全零电平，此时列线中电平从高及低所处行列为按键所在列。综合以上结果可明确按键行列。为保证步进机软件系统可靠性与稳定性，可有效应用程序中的模块令牌、程序陷阱与数 据冗余等[3]。
结语：综述，相较于发达国家来说，我国在冲床的研发方面还存在着一定的差距，这不但使得相关工业生产中冲床效率不高，同时也局限了工业化的快速发展。基于此，相关专业研究者需结合我国冲床发展现状，积极探索自动冲床进料机构中机电一体化技术应用的途径与方式，从而借助机电一体化技术实现自动冲床的进一步发展，由此推动我国工业化进程的稳步前进。
参考文献：
[1]王建军.机电一体化技术在 自动冲床进料机构中的应用[J].电力技术，2019，（13）:164.
[2]王礼智.机电一体化技术的应用与发展前景[J].青年科学，2018，(8)：15．
[3]王萌.机电一体化的同顾和发展趋势展望[J].科技资讯，2017，（7）:19．