专利名称：烫印机自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种印刷机全自动控制管理系统中的烫印机，特别是烫印机中的自动控制装置。
背景技术：
在现有技术中，目前使用的烫印机的主要结构特点是1温度控制方面加热区域不分温区，将加热区域作为一个整体来考虑。温度的监测点是温区的某一点，不能全面反映加热区的温度分布情况。在加热控制器件上，使用接触器直接控制加热棒的通断电，加热切换频率低。
2拉箔控制方面采用普通电机，通过减速比固定的减速装置进行减速，电机的转速不可调。电机轴没有位置反馈装置，不能精确测量当前拉箔轴的旋转位置。因此，电机只能以固定的速度旋转，每次拉箔的距离不准确，有时距离长，有时距离短。
3烫印机的加热、拉箔、烫印各部分之间的动作协调采用PLC或时间继电器、速度继电器等电器元件。加热温度、拉箔距离、烫印时间协调不好。
由于现有烫印机的上述结构特点，致使现有技术存在以下不足1、温度控制方面，烫印区域内温度不稳定，波动大，不均匀；温度过低时使烫印图案模糊，不清晰；温度过高时铝箔局部熔化，会使烫印图案产生粘连。
2、拉箔控制方面拉箔距离控制不准确，经常产生图案重叠，不能烫印复杂的图案，拉箔速度不稳定；电动机拉箔拉力波动较大，拉箔拉力过大时铝箔容易断裂；拉箔拉力过小时拉箔速度慢，导致图案重叠。
3、烫印机的加热、拉箔、烫印各部分之间的动作协调不好，导致生产速率低，产品中废品率高。
发明内容本实用新型目的就是解决现有烫印机烫印区域内温度不稳定、拉箔距离控制不准确、容易出现图案重叠、烫印图案模糊不清、铝箔断裂等废品率高的问题，提供一种烫印机自动控制装置。
本实用新型主要包括微处理器、存储器、接口电路、输入输出装置及电源组成，其特征是微处理器控制模块通过数据线与计算机接口模块双向连接、并通过该接口连接外部计算机，该微处理器控制模块通过数据线与PLC接口模块连接、并通过该接口连接外部PLC，烫印温度区域的温度信号通过温度接口模块与数据线送入微处理器控制模块并由该控制模块输出温度控制指令，同时由该微处理器控制模块通过数据线连接伺服电机接口模块并通过该接口模块将指令送入伺服电机，液晶键盘模块和点动输入模块分别通过数据线双向连接微处理器控制模块，微处理器控制模块通过线路连接电源管理模块。
其中微处理器控制模块包括一个16位微处理器，该微处理器通过地址总线和控制总线连接译码器输入，该译码器输出通过数据线分别连接程序存储器和两个数据存储器，程序存储器和两个数据存储器分别通过双向数据总线连接16位微处理器。
温度接口模块包括一个多路模拟切换开关，该开关将烫印区域内划分的N个温度区对应的N个温度电信号分别通过数据线依次经由温度信号转换器、温度信号隔离放大器送入微处理器控制模块，同时该微处理器控制模块通过数据线依次经由光电隔离器、多路模拟切换开关将温区选择指令送入对应温度区。
伺服电机接口模块包括一组P个光电隔离器，微处理器控制模块通过数据线分别经由光电隔离器将控制信号送入各对应伺服电机。
本实用新型的优点及效果1、本实用新型的自动控制装置在电路设计上使用超大规模可编程集成电路CPLD及先进的微处理器80C196，工作可靠性高，并且配置了液晶显示模块和键盘，可以完成参数的设置和烫印机工作状态的输出。在电路设计上，各种输入输出信号进行了电气隔离技术，提高抗了抗干扰性能。2、程序方面a、拉箔设置有三种模式不规则设置、规则设置和手动设置，其中规则设置采用最新算法，使跳步尽量采用小跳步，能显著减少废品率提高车速；b、烫印间隙在1-9mm范围内可调，用户可根据实际情况自己设定；c、拉箔速度在烫印周期的30％-80％范围可调；d、温度控制方面，将整个烫印区域划分成多个(最多16个)温区，每个温区的温度分别控制，温度系数在0.1-1.5范围可调，即每个温区单独加热，单独采集温度。采用划分多个温区的方法，使整个加热区域的温度均匀、稳定，波动小，因此，烫印图案清晰，铝箔不会因发生局部过热而熔化，烫印图案没有粘连。3、采用伺服电机闭环控制拉箔距离和速度，拉箔距离控制准确，不会产生图案重叠，可以烫印复杂的图案；拉箔速度稳定，拉力波动小，不会发生铝箔断裂；拉箔速度高，位置控制准确；成品率高。
图1、烫印机自动控制装置总体方框示意图；图2、微处理器控制模块方框示意图；图3、温度接口模块方框示意图；图4、伺服电机接口模块方框示意图；图5、本装置的形状/对外接口位置/与外部设备连接运行示意图；图6、本装置的具体电路原理参考图。
具体实施方式实施例1如图1所示，该装置主要包括微处理器控制模块，该模块通过数据线分别与计算机接口模块、PLC接口模块、温度接口模块、伺服电机接口模块以及液晶键盘模块双向连接，并由电源管理模块供电。
其中微处理器控制模块(见图2)包括一个16位微处理器(本例型号选80C196KC)，该微处理器通过地址总线和控制总线连接译码器输入，该译码器输出通过数据线分别连接程序存储器和两个数据存储器，程序存储器和两个数据存储器分别通过双向数据总线连接16位微处理器。本实施例器件组成，其中译码电路采用CPLD器件，型号MACH231；程序存储器采用EPROM器件，型号27C128；数据存储器1采用EEPROM器件，型号28C64；数据存储器2采用SDRAM器件，型号6264。
温度接口模块(见图3)包括一个多路模拟切换开关，该开关将烫印区域内划分的N个温度区对应的N个温度电信号分别通过数据线依次经由温度信号转换器、温度信号隔离放大器送入微处理器控制模块，同时该微处理器控制模块通过数据线依次经由光电隔离器、多路模拟切换开关将温区选择指令送入对应温度区。本实施例器件组成，多路模拟切换开关多路模拟开关，型号AD7506；温度信号转换电路型号AD595；温度信号隔离放大电路型号ISO124。本例选16路，即将烫印区域划分成16个温度区。
伺服电机接口模块(见图4)包括一组P个光电隔离器(本例光电隔离器信号TLP521)，微处理器控制模块通过数据线分别经由光电隔离器将控制信号送入各对应伺服电机，其中P为伺服电机数量。
此外，计算机接口模块采用电平信号转换器件，型号MAX232。其功能是对RS232电平信号的转换，微处理器串行输入输出信号电平是TTL，上位计算机串行输入输出信号电平是RS232。
PLC接口模块采用光电隔离器件，信号TLP521。完成本控制装置与PLC控制器之间的信号传递，同时具有电平转换和电气隔离功能。
点动输入模块采用光电隔离器件，信号TLP521。在烫印机调试或试运行时，输入伺服电机的运转指令，同时具有电平转换和电气隔离功能。
液晶键盘模块由点阵式16X2字符显示器组成，型号ZCM1602。主要作用是提供一个人机界面，完成各种参数输入和烫印机工作状态的输出。
电源管理模块其作用是对电源的滤波和稳压，及后备电池供电管理。
后备电池的型号3.6V，60mA。
如图5所示，为本实用新型的形状/对外接口位置/及与外部设备的连接关系，
其中X2与上位机接口，为RS232接口，插头两端为9芯孔插头，两个插头可互倒；X3固态继电器接口，为37芯插座；X4点动接口，为6芯小插头；X6热电偶接口，为25芯孔插头；X7至X10、X5伺服电机接口，为9芯孔插座，连续5个，最右端为1号即，X7对应伺服电机M1，X8对应伺服电机M2，X9对应伺服电机M3，X10对应伺服电机M4，X5对应伺服电机M5(本例电机数P为5)；X11PLC接口，为15芯插头；X1、X12电源接口，本电路采用双电源接口，X1，为电源1，X12，为电源2。其具体连接电路，参见图6。
本发明的运作原理该装置以微处理器控制模块作为核心，它负责温度、拉箔控制，工作原理如下在液晶键盘模块上，液晶显示器下方有四个按键，依次为’AREA’，’UP’，’DN’，’SET’，其中’AREA’用来改变设置项，’UP’用于增加，’DOWN’用于减小，’SET’用于存入。实际工作时，液晶显示温度及报警。每次可显示三个温区设定值及温度实际值，上行为设定值，下行为实际值，可用’UP’或’DN’改变显示的温区，用’SET’键进入系统设置状态。按’AREA’可改变设置项，依次为，主菜单TEMPERATURE(温度)MOTOR (电机)CLINDER LEFT(剩箔)PARAMETER(参数)RETURN(返回)
在相应的选项下按’SET’便可进行设置。
1.拉箔设置有三种模式不规则设置、规则设置和手动设置，其中规则设置采用最新算法，使跳步尽量采用小跳步，能显著减少废品率提高车速。
2.烫印间隙可调，在1-9mm范围内，用户可根据实际情况自己设定。
3.拉箔速度可调，为烫印周期的30％-80％可调。
4.各温区温度可单独设置、校正，在可调电阻整体校正的基础上新增了软件校正，每一温区的温度系数0.1-1.5可调。
本发明的主要技术指标温度控制 30℃-200℃精度 ＜±1℃伺服电机 可烫最多30个图案。
工作流程1.接通电源1和电源2，装置上的电源指示灯正常，蜂鸣器响一声。
2.LCD显示故障如NO.1错误NO.2错误NO.3错误依次接上伺服电机接口M1、M2、M3，故障消失，伺服指示灯正常。
3.故障指示热点偶断路指示灯亮，切断电源1、2，接上热电偶接口，重新上电，热电偶输入工作指示正常。
4.LCD显示故障主机锁关闭，接通主机锁，故障消失。
5.上位计算机插上加密器，本装置与上位计算机通信正常。
6.点动输入指令，伺服电机运行指示正常。
7.连续输入指令，伺服电机运行指示正常。
8.上位计算机显示伺服电机M1、M2、M3拉箔正常。
至此，本装置工作正常。
权利要求1.一种烫印机自动控制装置，主要包括微处理器、存储器、接口电路、输入输出装置及电源组成，其特征是微处理器控制模块通过数据线与计算机接口模块双向连接、并通过该接口连接外部计算机，该微处理器控制模块通过数据线与PLC接口模块连接、并通过该接口连接外部PLC，烫印温度区域的温度信号通过温度接口模块与数据线送入微处理器控制模块并由该控制模块输出温度控制指令，同时由该微处理器控制模块通过数据线连接伺服电机接口模块并通过该接口模块将指令送入伺服电机，液晶键盘模块和点动输入模块分别通过数据线双向连接微处理器控制模块，微处理器控制模块通过线路连接电源管理模块。
2.根据权利要求1所述的烫印机自动控制装置，其特征是微处理器控制模块包括一个16位微处理器，该微处理器通过地址总线和控制总线连接译码器输入，该译码器输出通过数据线分别连接程序存储器和两个数据存储器，程序存储器和两个数据存储器分别通过双向数据总线连接16位微处理器。
3.根据权利要求1或2所述的烫印机自动控制装置，其特征是温度接口模块包括一个多路模拟切换开关，该开关将烫印区域内划分的N个温度区对应的N个温度电信号分别通过数据线依次经由温度信号转换器、温度信号隔离放大器送入微处理器控制模块，同时该微处理器控制模块通过数据线依次经由光电隔离器、多路模拟切换开关将温区选择指令送入对应温度区。
4.根据权利要求1或2所述的烫印机自动控制装置，其特征是伺服电机接口模块包括一组P个光电隔离器，微处理器控制模块通过数据线分别经由光电隔离器将控制信号送入各对应伺服电机。
专利摘要一种烫印机自动控制装置。该装置主要包括微处理器控制模块，及计算机接口模块、PLC接口模块、温度接口模块、伺服电机接口模块和液晶键盘模块。本装置使用超大规模可编程集成电路CPLD及先进的微处理器80C196，工作可靠性高。各种输入输出信号使用了电气隔离技术，提高了抗干扰性能。在规则设置中采用最新算法，使跳步尽量采用小跳步，能显著减少废品率提高车速。温度控制方面，采用划分多个温区的方法，使整个加热区域的温度均匀、稳定，波动小，因此，烫印图案清晰，铝箔不会因发生局部过热而熔化，烫印图案没有粘连。拉箔距离控制准确，不会产生图案重叠，可以烫印复杂的图案；拉箔速度稳定，拉力波动小，不会发生铝箔断裂；拉箔速度高，位置控制准确；成品率高。
文档编号B41M5/24GK2675403SQ20042002837
公开日2005年2月2日 申请日期2004年2月20日 优先权日2004年2月20日
发明者张德军, 张德民 申请人:天津市英克瑞电子技术有限公司