本文介紹了單片機(jī)通過控制伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)模切燙金機(jī)控制系統(tǒng)中金箔的定位控制，具有設(shè)定、顯示、控制等功能。

　　1.概述

　　用加熱的方法將膠粘劑熔融，而把金屬箔片或色片燙印到紙張或其他材料表面，以形成特殊的裝飾效果，這就是燙金。

　　隨著物質(zhì)文化生活水平的提高，人們對于包裝、裝飾材料的要求也越來越高，只有將計(jì)算機(jī)控制引入到模切燙金機(jī)的控制系統(tǒng)中，才能提高模切燙金機(jī)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在燙印時(shí)有兩種情況如圖l所示，一種是需燙印區(qū)域?yàn)檫B續(xù)的燙印區(qū)域如圖1中左圖所示，此時(shí)需控制金箔走一步，燙印加熱模板運(yùn)動一次，再走一次，再運(yùn)動一次，不斷重復(fù)，完成成批印品的燙印工作。二種是燙印區(qū)為兩個(gè)或兩個(gè)以上不連續(xù)的燙印區(qū)如下圖中右圖所示，如仍采用第一種方案，將使中間區(qū)域的金箔浪費(fèi)掉，為此采用金箔走一小步，燙印加熱模板運(yùn)動一次，再走一小步，再燙印，此時(shí)接續(xù)下面部分的金箔已被燙印，因此需走一大步，跨過這些金箔再燙印，才能滿足印品的燙印要求，并使這一過程不斷重復(fù)，完成這類印品的成批燙印，這就避免了金箔的浪費(fèi)。我們將走一小步稱為走步量(X)，走一大步稱為跳步量(Y)，走多少小步，再走一大步稱為走步數(shù)，其值的大小取決于中間未燙印區(qū)域的大小，由用戶根據(jù)燙金版面的要求自己設(shè)定。以前上述控制多采用機(jī)械方式控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位精度差，成本高。為了彌補(bǔ)這些不足，使模切燙金機(jī)可靠、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行，本系統(tǒng)采用如下的控制方案：

　　(1)用伺服電機(jī)控制金箔的走步及跳步所需的準(zhǔn)確起、停。

　　(2)系統(tǒng)具有顯示功能：顯示當(dāng)前印品的走步量、跳步量、走步數(shù)。

　　(3)系統(tǒng)具有鍵盤管理功能：通過鍵盤設(shè)置走步量、跳步量、走步數(shù)，運(yùn)行／置數(shù)切換，系統(tǒng)復(fù)位等控制。

　　(4)系統(tǒng)具有抗干擾能力。

　　2.系統(tǒng)組成

　　2.1硬件組成

　　為了實(shí)現(xiàn)上述要求系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)、MC1413驅(qū)動器、74LS154譯碼器、LED顯示器構(gòu)成整個(gè)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如下圖所示。

　　2.1.1 89C51單片機(jī)

　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器的8位微控制器，它為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的控制方案。

　　2.1.2顯示接口技術(shù)

　　在多位LED顯示時(shí)，為簡化硬件電路采用由一個(gè)8位I/O( Po口)形成段選線的多路復(fù)用。而各位的共陰極或共陽極分別由相應(yīng)的I/O（P2口）控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。

　　2.1.3鍵盤

　　本系統(tǒng)具有5個(gè)按鍵，加1鍵①、減1鍵②、系統(tǒng)復(fù)位鍵③、運(yùn)行／置數(shù)切換鍵④、確定鍵⑤。

　　2.1.4抗干擾

　　系統(tǒng)采用光電隔離方法，使外界接近開關(guān)的信號（壓印信號）經(jīng)光電隔離進(jìn)入單片機(jī)的I/O口，系統(tǒng)軟件檢測此信號，進(jìn)行走步、跳步的控制。

　　2.1.5伺服電機(jī)及其驅(qū)動

　　交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)采用電力電子控制技術(shù)——智能型功率模塊(IPM)及混合集成電路，其獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)可獲得滿意的動態(tài)及靜態(tài)性能，與交流伺服電機(jī)相配套，具有頻帶寬、響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬、交流效率高、無噪音、無電刷、免維護(hù)等特點(diǎn)。交流伺服電機(jī)具有慣量小、體積小、定位精度高，在高性能伺服驅(qū)動領(lǐng)域中交流伺服系統(tǒng)將越來越普及。伺服定位系統(tǒng)原理框圖如下圖所示。

　　2.2軟件組成

　　為了完成模切燙金機(jī)控制系統(tǒng)的工藝要求，系統(tǒng)的主程序、中斷服務(wù)程序、顯示程序軟件框圖如下圖所示。

　　整個(gè)控制系統(tǒng)采用交流伺服電機(jī)控制走步和跳步，使定位控制達(dá)到工藝要求，生產(chǎn)成本下降，運(yùn)行可靠，定位準(zhǔn)確，效率提高。