专利名称：一种具有排废功能的错帖检测仪的制作方法
技术领域：
“一种具有排废功能的错帖检测仪”是一种骑马联动装订机工作过程中自动检测错误书帖的仪器，可广泛应用于书刊、杂志装订质量的实时自动检测。
背景技术：
在印刷行业，骑马联动装订机是一种重要的书刊、杂志自动装订设备，联动装订机的塔台放置具有相同内容的多层书帖。为了防止出现错误书帖，操作人员在准备书帖时，必须经过精心检查，这无疑增加了操作人员的工作量。而对书刊、杂志装订质量要求较高的环境，必须保证书帖的相同内容不能存在错位，这种情况难以人工检测。目前，国内使用的错帖检测仪依赖从德国、日本等发达国家进口，进口设备价格昂贵，订货周期较长，设备升级极为不便。如图1国外现有的错帖检测仪的结构框图和图3国外现有的错帖检测仪的主要电路原理图所示，目前国外的错帖检测仪主要由主机和光眼两部分组成，主机包括CPU、信号放大与滤波电路、输入触发电路、连续出错次数报警显示、显示面板和键盘；光眼包括第一光眼和第二光眼。光眼是错帖检测仪的传感信号获取单元，内含多个光电池和发光二极管，可以同时提供多路光电转换信号。被检测书帖与光眼紧密接触，通过骑马联动装订机的抽纸机构抽取书帖，同时发送输入触发信号。光眼产生的光电转换信号经放大、滤波、A/D转换后送给单片机，单片机检测到触发信号后开始处理A/D转换的数据，并把结果显示在显示面板上。在图3a～图3e的原理图中，放大滤波电路通常采用LM324等通用芯片，光眼由通用发光二极管与光电传感器组成，并采用8050等三极管进行驱动，使用CD4052等模拟开关进行模拟通道的选择。
在骑马联动装订机工作过程中，操作人员不仅需要了解错帖检测仪检测的结果，还要求错帖检测仪实时将检测结果通知骑马联动装订机，当出现错误书帖时，骑马联动装订机不再装订错误书帖，并把错误书帖排除，即排废过程。当错误书帖连续出现，积累次数超过设定值，错帖检测仪应发送停机信号，使骑马联动装订机停机检查。为了更精确的观察单片机采集的数据，错帖检测仪应具有与PC机的通信接口，采集数据可以实时显示在PC机的显示器中。目前，国外的错帖检测仪只具备检测结果显示的功能，不具备排废、连续出错停机和通信接口，现场使用极为不便，实用性较差。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有错帖检测仪只具有检测结果显示，缺少自动排废功能和现场使用不便、实用性较差的缺点，提出了一种具有自动排废、连续出错停机和RS232接口功能的错帖检测仪。
本实用新型的技术方案如图2和图4a-图4e所示，包括有主机和光眼两部分，光眼部分包括第一光眼和第二光眼，主机部分包括CPU、信号放大与滤波电路、输入触发电路、连续出错次数报警显示、显示面板和键盘，第一光眼和第二光眼提供12路传感器信号，经放大、滤波后，进行A/D转换，CPU综合处理A/D转换后的数据；CPU控制输入/输出电路，控制检测结果和连续出错报警显示；特征在于还设置有排废电路、连续出错停机电路、与PC机通信的RS232接口电路；排废电路由通用的光隔离芯片、功率放大器芯片与CPU连接；连续出错停机电路由通用的光隔离芯片、功率放大器芯片与CPU连接；RS232接口电路由通用串口芯片与CPU连接；排废电路用于把CPU检测的结果以脉冲形式通知骑马联动装订机，每次检测到错帖，即发送一个脉冲信号，其输出受CPU控制；连续出错停机电路应用于连续出现错误书帖后，通知骑马联动装订机停机检查，其输出受CPU控制；RS232接口电路把CPU的检测结果通过串口传至PC机，并接收PC机发送的控制命令，其数据发送与接收过程受CPU控制。
所述的CPU中央处理器为MEGA系列单片机，CPU通过光隔离芯片与功率放大芯片组成输入输出控制系统；使用通用16选1的模拟开关芯片组成模拟通道选择电路；通过其各端口的输入输出信号控制其它电路工作。
所述的光眼采用一组通用光电池和发光二极管构成，发光二极管采用串联方式供电，光电池输出端以并联方式和信号放大与滤波电路连接，光电池和发光二极管集成在光眼的电路板上，构成一体化结构。
所述的排废电路中的光隔离芯片、功率放大芯片与CPU的连接方式为，CPU的PB口的引脚PB1与光隔离芯片的引脚6连接，光隔离芯片的引脚12与功率放大芯片的引脚3和4连接；当检测到错帖后，CPU的PB1引脚置低电位。
所述的连续出错停机电路的光隔离芯片、功率放大芯片与CPU的连接方式为，CPU的PB口的引脚PB2与光隔离芯片的引脚8连接，光隔离芯片的引脚10与功率放大芯片的引脚5连接；当错帖连续出现的次数高于设定值时，CPU的引脚PB2置低电平。
所述的RS232接口电路的通用串口芯片与CPU的连接为，RS232接口芯片符合RS232标准，CPU通过PE口的引脚PE0、PE1与RS232接口芯片连接，CPU控制将数据写入RS232接口芯片，RS232接口芯片经过电平转换，将数据转换为PC机能够接收的数据格式，并在PC机的图形软件中显示。
本实用新型采用24V电源供电，经过电压转化给单片机系统供电，骑马联动装订机在抽取书帖前的瞬间发送触发信号，CPU检测到触发信号后，进行A/D转换和数据处理，控制检测结果显示在显示面板中；CPU检测到错误书帖时，通过排废电路给骑马联动装订机发送排废信号；连续错误书帖数量高于设定值时，CPU通过连续出错停机电路给骑马联动装订机发送停机信号；CPU通过RS232接口电路，将A/D转换的数据传送给PC机进行显示。
本实用新型具备错帖排废功能，检测到错误书帖的同时，通知骑马联动装订机排废，操作人员不必在准备书帖时做大量的重复工作，可以专心于装订过程的操作，从而提高了劳动生产率，降低了操作人员的劳动强度。
本实用新型具备连续出错停机和与PC机通信的功能，在错帖率过高时，CPU通知骑马联动装订机停机检查；与PC机通信的功能使检测数据进一步可视化，实时观测检测系统的运行状况；本实用新型使用简便，提高了装订的自动化程度和精度，具有更高的现场实用性。
图1现有的错帖检测仪的示意框图；图2本实用新型具有排废功能的错帖检测仪；图3现有的错帖检测仪的主要电路原理图图3a现有的错帖检测仪光眼发光二极管连线原理图，图3b现有的错帖检测仪左光眼信号放大滤波电路原理图，图3c现有的错帖检测仪右光眼信号放大滤波电路原理图，图3d现有的错帖检测仪多路模拟信号选择电路原理图，图3e现有的错帖检测仪光眼发光二极管驱动电路原理图；图4本实用新型具有排废功能、连续出错停机电路、RS232串口通信电路的原理图图4a本实用新型的MCU外围引脚连线原理图，图4b本实用新型的MCU输出信号控制原理图，图4c本实用新型的多路模拟信号选择电路原理图，图4d本实用新型的输入信号转换电路原理图，图4e本实用新型的串口通信电路原理图。
具体实施方式
结合图2、图4a～图4e对本实用新型做进一步说明
一种新型的具有排废功能的错帖检测仪，由主机和光眼两部分组成，光眼部分包括第一光眼和第二光眼；主机部分由CPU、信号放大与滤波电路、输入触发电路、连续出错次数报警显示、显示面板、键盘、排废电路、连续出错停机电路、与PC机通信的RS232接口电路组成。
CPU中央处理器为MEGA系列单片机，型号为ATMEGA128。其PE口的两个引脚PE0、PE1连接RS232串口芯片的引脚R1OUT、T1IN，控制串行数据的读写，引脚PE7连接到光隔离芯片的引脚2，作为备用的输出；PB口的6个引脚PE0-PE6分别与光隔离芯片连接，作为输入输出使用；CPU的引脚RESET与复位电路连接，控制CPU的上电复位；CPU引脚23和引脚24接外部12M晶振电路，为CPU提供外部工作时钟；PD口的引脚PD5、PD6、PD7与显示面板的数码管显示芯片连接，控制CPU数据的传送与显示；PC口的引脚PC0-PC7连接键盘，控制键盘的读写；PA口的引脚PA0-PA3连接16选1模拟开关芯片，控制模拟通道的选择与A/D转换；CPU的引脚ADC4-ADC7为JTAG口使用，PC程序代码通过JTAG口烧录。
光眼采用一组通用光电池和发光二极管构成，发光二极管采用串联方式供电，光电池输出端以并联方式和信号放大与滤波电路连接。
信号放大滤波电路由运算放大器和电阻、电容构成，第一光眼和第二光眼的12路模拟传感器信号经过模拟放大电路处理后，输出与模拟开关芯片MPC506连接，在单片机引脚PA0-PA3的控制下，对12路模拟通道信号分别进行A/D转换，由CPU综合处理A/D数据。
排废电路由光隔离芯片和功率放大芯片组成，型号分别为TLP521-4、M54526，CPU检测到错帖后，引脚PB1置低电平，光隔离芯片和功率放大芯片工作，发送脉冲信号。连续出错停机电路与排废电路共用了相同的光隔离芯片和功率放大芯片。
RS232串口电路由通用串口芯片组成，型号为MAX232，其引脚T1IN、R1OUT与CPU连接，引脚R1IN、T1OUT与PC机串口连接，串口芯片控制CPU电平与PC机电平的转换。
该仪器在工作过程中，第一光眼和第二光眼与书帖紧密接触，光眼中含有光电池和发光二极管，光电池将书帖的反射光转化为电流信号，当书帖的灰度颜色发生变化时，电流信号也随之变化，从而检测出错误书帖，通知骑马联动装订机排废，本实用新型在骑马联动装订机上使用效果良好，操作简便，现场实用性强。
权利要求1.一种具有排废功能的错帖检测仪，包括有主机和光眼两部分，光眼部分包括第一光眼和第二光眼，主机部分包括CPU、信号放大与滤波电路、输入触发电路、连续出错次数报警显示、显示面板和键盘，第一光眼和第二光眼提供12路传感器信号，经信号放大与滤波电路放大、滤波后，进行A/D转换，CPU综合处理A/D转换后的数据；CPU控制键盘输入与显示输出电路，控制检测结果和连续出错报警显示；其特征在于还设置有排废电路、连续出错停机电路、与PC机通信的RS232接口电路；排废电路由通用的光隔离芯片、功率放大器芯片与CPU连接；连续出错停机电路由通用的光隔离芯片、功率放大器芯片与CPU连接；RS232接口电路由通用串口芯片与CPU连接；排废电路用于把CPU检测的结果以脉冲形式通知骑马联动装订机，每次检测出错帖，即发送一个脉冲信号，其输出受CPU控制；连续出错停机电路应用于连续出现错误书帖后，通知骑马联动装订机停机检查，其输出受CPU控制；RS232接口电路把CPU的检测结果通过串口传至PC机，并接收PC机发送的控制命令，其数据发送与接收过程受CPU控制。
2.根据权利要求1所述的一种具有排废功能的错帖检测仪，其特征在于所述的CPU中央处理器为MEGA系列单片机，CPU通过光隔离芯片与功率放大芯片组成输入输出控制系统；使用通用16选1的模拟开关芯片组成模拟通道选择电路；通过其各端口的输入输出信号控制其它电路工作。
3.根据权利要求1所述的一种具有排废功能的错帖检测仪，其特征在于所述的光眼采用一组通用光电池和发光二极管构成，发光二极管采用串联方式供电，光电池输出端以并联方式和信号放大与滤波电路连接，光电池和发光二极管集成在光眼的电路板上，构成一体化结构。
4.根据权利要求1所述的一种具有排废功能的错帖检测仪，其特征在于所述的排废电路中的光隔离芯片、功率放大芯片与CPU的连接方式为，CPU的PB口的引脚PB1与光隔离芯片的引脚6连接，光隔离芯片的引脚12与功率放大芯片的引脚3和4连接；当检测出错帖后，CPU的PB1引脚置低电位。
5.根据权利要求1所述的一种具有排废功能的错帖检测仪，其特征在于所述的连续出错停机电路的光隔离芯片、功率放大芯片与CPU的连接方式为，CPU的PB口的引脚PB2与光隔离芯片的引脚8连接，光隔离芯片的引脚10与功率放大芯片的引脚5连接；当错帖连续出现的次数高于设定值时，CPU的引脚PB2置低电平。
6.根据权利要求1所述的一种具有排废功能的错帖检测仪，其特征在于所述的RS232接口电路的通用串口芯片与CPU的连接为，RS232接口芯片符合RS232标准，CPU通过PE口的引脚PE0、PE1与RS232接口芯片连接，CPU控制将数据写入RS232接口芯片，RS232接口芯片经过电平转换，将数据转换为PC机能够接收的数据格式，并在PC机的图形软件中显示。
专利摘要一种具有排废功能的错帖检测仪用于书刊、杂志装订中错误书帖检测和排废领域。它包括有主机和光眼两部分，光眼部分包括第一光眼和第二光眼，主机部分包括CPU、信号放大与滤波电路、输入触发电路、连续出错次数报警显示、显示面板和键盘，特征在于还设置有排废电路、连续出错停机电路、与PC机通信的RS232接口电路；排废电路和连续出错停机电路由通用光隔离芯片、功率放大器芯片与CPU连接，分别给骑马联动装订机发送排废信号和停机信号；RS232接口电路由通用串口芯片与CPU连接，把CPU的数据发送给PC机。该仪器不仅可以显示CPU的处理结果，还具有自动排废、停机检查和与PC机通信的功能，实用性强。
文档编号B07C3/14GK2834711SQ200520108958
公开日2006年11月8日 申请日期2005年6月10日 优先权日2005年6月10日
发明者王跃宗, 李德胜, 潘玲珍 申请人:北京工业大学