一种高速模切机工作电路的制作方法

本实用新型属于模切机制造技术领域，特别涉及一种高速模切机工作电路。

背景技术：

模切机是模切压痕设备的统称。模切包括压痕和压切两种加工技术，主要用于商标、装潢标贴、纸、不干胶贴等柔质薄片状材料的加工，随着科技与经济的发展，在工业、商业、医疗、文化艺术各领域，对具有保护性、装饰性的模切产品的需求不断增长，因此对模切机的性能提出了更高要求。

模切机的正常工作依靠其内部设置的工业控制电路，工业控制电路控制模切机，使其按照设定程序动作与停止，并根据要求保证其切削精度与速度。例如在专利申请号为“201420487732.3”的专利申请文件中公开了一种平压平模切机工作压力在线检测系统，其特征在于：由压力传感器、温度传感器、放大电路、A/D转换电路、单片机、接口电路、LCD显示模块、键盘、只读存储器 EEPROM、随机存储器RAM、数据通信模块、PC机组成，所述压力传感器通过放大电路与A/D转换电路相连接，所述A/D转换电路与单片机相连接，所述 LCD显示通过接口电路与单片机相连接，所述键盘通过接口电路与单片机相连接，所述只读存储器EEPROM与单片机相连接，所述随机存储器RAM与单片机相连接，所述PC机通过数据通信模块与单片机相连接，这种平压平模切机工作压力在线检测系统具有调节迅速，精度高等优点，能够有效的在模切过程中对工作压力进行调节。从该实用新型中我们可以清楚了解到，以单片机为核心的模切机压力检测系统可在线自动检测模切机工作压力，并根据模切机实时工作压力调整其切削动作。

随着模切机工业的发展，工业过程中对模切机的控制要求越来越高，高速模切机要求控制电路实现高精度、高速度、高可控性等性能，然而，传统的模切机工业控制电路无法实现这些功能。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可以满足模切机高效、高精度的工作需求的高速模切机工作电路。

本实用新型的另一个目的在于提供一种高速模切机工作电路，该电路的脚骨脉络清晰，反应速度快，适用多种模切机工作场合，适于广泛推广。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种高速模切机工作电路，该电路包括有稳压模块、主控模块、脉冲输出模块、通讯模块、输入输出模块和插针连接模块，主控模块、脉冲输出模块、通讯模块、输入输出模块和插针连接模块均与稳压模块连接，通讯模块、输入输出模块和脉冲输出模块还均与主控模块连接，通讯模块和脉冲输出模块还均与插针模块连接。

本电路应用于高速模切机中，用于控制高速模切机的正常工作，在该电路中，设置稳压模块可将外部电源转换为稳定的内部电源，供给内部各模块工作，设置主控模块可方便将模切机的控制程序存储其中，保证模切机在工作过程中按照设定的程序工作，设置脉冲输出模块，且脉冲输出模块与主控模块连接，可对外输出高速脉冲控制伺服步进电机，以此实现高速、高精度的模切机运作，设置通讯模块方便模切机与外围智能装置通讯，方便后续升级、调整系统等动作的实现，设置输入输出模块便于主控芯片读取模切机实时工作参数，并将运算好后的控制参数输出用以实时控制模切机动作，而设置插针连接模块则方便本电路与外围电路连接，提升本电路的可拓展性，此外，本电路中还设置有插针模块，将本电路印制在PCB板上后，可利用插针模块完成不同板件之间的连接。

稳压模块包括有稳压芯片、第一有极电容、第一电感、第一二极管和第一发光二极管，稳压芯片的具体型号为：LM2576-5.0，稳压芯片的第一引脚与VCC 电源连接，第一有极电容的正极也与VCC电源连接，第一有极电容的负极与稳压芯片的第五引脚连接，第一电感的一端与稳压芯片的第四引脚连接，第一电感的另一端与第一二极管的阴极连接，第一电感和第一二极管的公共端与稳压芯片的第二引脚连接，第一电感的与第四引脚的公共端设置+5V电压端，第一二极管的阴极与稳压芯片的第三引脚连接，第一发光二极管的阳极与+5V电压端连接，第一发光二极管的阴极接地。LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器(52kHz)和基准稳压器(1.23V)，并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。本电路中选用 LM2576系列中的LM2576-5.0作为稳压芯片，可方便向电路中的各模块提供稳定的+5V电压源，保证各模块正常工作。

主控模块包括有主控芯片和存储芯片，主控芯片的具体型号为： ATMEGA16A，存储芯片的具体型号为：FM24C16B-G，存储芯片与主控芯片连接。ATMEGA16A是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATMEGA16A的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。本实用新型中应用ATMEGA16A芯片可在很大程度上提升主控芯片的处理速度，极大地提升模切机的工作效率，而主控模块中还设置FM24C16B-G作为存储芯片，FM24C16B-G具有无限次读写存储功能，以其辅助主控芯片，便于提升整体系统的工作效率，能更好大型工业应用现场地大量数据的处理工作。

脉冲输出模块包括有四路差分线驱动芯片和第一直插母头，第一直插母头与四路差分线驱动芯片连接，四路差分线驱动芯片的具体型号为： AM26LS31CN。AM26LS31CN可提供四路脉冲高速差分信号，并将该信号经由第一直插母头输出，提高模切机中的拉纸轴的转动速度及其转动精度。

通讯模块包括有通讯芯片、第二直插母头、第一独石电容、第二发光二极管和第三发光二极管；通讯芯片的具体型号为：MAX485EPA+；第一独石电容的连接均与第二直插母头连接，第一独石电容和第二直插母头的公共端还均与通讯芯片连接，第二发光二极管的阳极与+5V电压端连接，第二发光二极管的阴极与通讯芯片连接，第三发光二极管的阳极与+5V电压端连接，第三发光二极管的阴极与通讯芯片连接。通讯模块中选用MAX485EPA+，整个电路可利用该芯片构成的485通讯模块方便外围智能设备对本电路进行读写操作，例如，如需控制收放卷与主机模切速度一致时，需将外围只能设备通过通讯模块与主控模块连接，读取主机变频器速度以计算并控制收放卷的速度。

输入输出模块包括有第三直插母头、MOS管单元、第一光耦合器单元、第二光耦合器单元、缓冲驱动芯片和锁存芯片；缓冲驱动芯片的具体型号为： SN74HC244N；锁存芯片的具体型号为：SN74HC573AN；MOS管单元包括有八个第一MOS管，第一光电耦合单元包括有八个第一光电耦合器，八个第一 MOS管的漏极均与第三直插母头连接，八个第一MOS管的源极均接地，八个第一MOS管的栅极分别与八个第一光电耦合器的接收器端连接，八个第一光电耦合器的发光器端分别与锁存芯片连接；第二光耦合器单元包括有八个第二光电耦合器，八个第二光电耦合器的接收器端分别与缓冲驱动芯片连接，八个第二光电耦合器的发光器端分别与第三直插母头连接。高速模切机在工作工程中需实时从外围设备中读取数据以实现对模切机的实时控制，从外围设备中读取数据的速度与主控模块的处理速度不一定一致，为避免数据丢失，在本电路中设置锁存芯片，以此解决高速的控制器与慢速的外围设备的不同步问题。光电耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用。在本电路中设置第一光电耦合单元和第二光耦合器单元，可在很大程度上起到信号过滤的作用，提高整个装置的精度，进一步提高高速模切机的工作精度。

需强调的是，在本实用新型中应用的所有智能芯片均不仅限于本文提供的具体型号，所有可以实现本实用新型中提及的逻辑功能的智能芯片均应包括在本实用新型的保护范围中。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型当中，稳压模块与各模块连接，可为各个模块提供稳定的电源，主控模块可作为整个高速模切机的工作控制核心部件，控制整个高速模切机使其按照设定程序工作，脉冲输出可输出高脉冲控制外部驱动设备，输入输出设备则可为外部设备与主控模块的数据连接提供良好的数据交换平台，整个电路快速高效，可控性强，且根据不同工业应用现场做相应调整，适用于大多数的高速模切机控制现场。

附图说明

图1是本实用新型一种高速模切机工作电路的整体电路原理图。

图2是本实用新型一种高速模切机工作电路中稳压模块的电路原理图。

图3是本实用新型一种高速模切机工作电路中主控模块的电路原理图。

图4是本实用新型一种高速模切机工作电路中脉冲输出模块的电路原理图。

图5是本实用新型一种高速模切机工作电路中通讯模块的电路原理图。

图6是本实用新型一种高速模切机工作电路中输入输出模块的电路原理图。

图7是本实用新型一种高速模切机工作电路中输入输出模块的A部分的局部放大的电路原理图。

图8是本实用新型一种高速模切机工作电路中输入输出模块的B部分的局部放大的电路原理图。

图9是本实用新型一种高速模切机工作电路中输入输出模块的C部分的电路原理图。

图10是本实用新型一种高速模切机工作电路中输入输出模块的D部分的电路原理图。

图11是本实用新型一种高速模切机工作电路中输入输出模块的E部分的电路原理图。

图12是本实用新型一种高速模切机工作电路中插针连接模块的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

参见图1-12所示，本实用新型提供一种高速模切机工作电路，该电路包括有稳压模块、主控模块、脉冲输出模块、通讯模块、输入输出模块和插针连接模块，主控模块、脉冲输出模块、通讯模块、输入输出模块和插针连接模块均与稳压模块连接，通讯模块、输入输出模块和脉冲输出模块还均与主控模块连接，通讯模块和脉冲输出模块还均与插针模块连接。

本电路应用于高速模切机中，用于控制高速模切机的正常工作，在该电路中，设置稳压模块可将外部电源转换为稳定的内部电源，供给内部各模块工作，设置主控模块可方便将模切机的控制程序存储其中，保证模切机在工作过程中按照设定的程序工作，设置脉冲输出模块，且脉冲输出模块与主控模块连接，可对外输出高速脉冲控制伺服步进电机，以此实现高速、高精度的模切机运作，设置通讯模块方便模切机与外围智能装置通讯，方便后续升级、调整系统等动作的实现，设置输入输出模块便于主控芯片读取模切机实时工作参数，并将运算好后的控制参数输出用以实时控制模切机动作，而设置插针连接模块则方便本电路与外围电路连接，提升本电路的可拓展性，此外，本电路中还设置有插针模块，将本电路印制在PCB板上后，可利用插针模块完成不同板件之间的连接。

稳压模块包括有稳压芯片Q3、第一有极电容C5、第一电感L1、第一二极管D1和第一发光二极管D2，稳压芯片Q3的具体型号为：LM2576-5.0，稳压芯片Q3的第一引脚与VCC电源连接，第一有极电容C5的正极也与VCC电源连接，第一有极电容C5的负极与稳压芯片Q3的第五引脚连接，第一电感L1 的一端与稳压芯片Q3的第四引脚连接，第一电感L1的另一端与第一二极管 D1的阴极连接，第一电感L1和第一二极管D1的公共端与稳压芯片Q3的第二引脚连接，第一电感L1的与第四引脚的公共端设置+5V电压端，第一二极管 D1的阴极与稳压芯片Q3的第三引脚连接，第一发光二极管D2的阳极与+5V 电压端连接，第一发光二极管D2的阴极接地。LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器 (52kHz)和基准稳压器(1.23V)，并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。本电路中选用LM2576系列中的LM2576-5.0作为稳压芯片Q3，可方便向电路中的各模块提供稳定的+5V电压源，保证各模块正常工作。

主控模块包括有主控芯片U100和存储芯片U55，主控芯片U100的具体型号为：ATMEGA16A，存储芯片U55的具体型号为：FM24C16B-G，存储芯片 U55与主控芯片U100连接。ATMEGA16A是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATMEGA16A的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。本实用新型中应用ATMEGA16A芯片可在很大程度上提升主控芯片U100的处理速度，极大地提升模切机的工作效率，而主控模块中还设置FM24C16B-G作为存储芯片U55，FM24C16B-G具有无限次读写存储功能，以其辅助主控芯片U100，便于提升整体系统的工作效率，能更好大型工业应用现场地大量数据的处理工作。

脉冲输出模块包括有四路差分线驱动芯片Q2和第一直插母头J3，第一直插母头J3与四路差分线驱动芯片Q2连接，四路差分线驱动芯片Q2的具体型号为：AM26LS31CN。AM26LS31CN可提供四路脉冲高速差分信号，并将该信号经由第一直插母头J3输出，提高模切机中的拉纸轴的转动速度及其转动精度。

通讯模块包括有通讯芯片U3、第二直插母头J2、第一独石电容D5、第二发光二极管D77和第三发光二极管D78；通讯芯片U3的具体型号为： MAX485EPA+；第一独石电容D5的连接均与第二直插母头J2连接，第一独石电容D5和第二直插母头J2的公共端还均与通讯芯片U3连接，第二发光二极管D77的阳极与+5V电压端连接，第二发光二极管D77的阴极与通讯芯片连接，第三发光二极管D78的阳极与+5V电压端连接，第三发光二极管D78的阴极与通讯芯片U3连接。通讯模块中选用MAX485EPA+，整个电路可利用该芯片构成的485通讯模块方便外围智能设备对本电路进行读写操作，例如，如需控制收放卷与主机模切速度一致时，需将外围只能设备通过通讯模块与主控模块连接，读取主机变频器速度以计算并控制收放卷的速度。

输入输出模块包括有第三直插母头J1、MOS管单元、第一光耦合器单元、第二光耦合器单元、缓冲驱动芯片U22和锁存芯片U21；缓冲驱动芯片U22的具体型号为：SN74HC244N；锁存芯片U21的具体型号为：SN74HC573AN； MOS管单元包括有八个第一MOS管，第一光电耦合单元包括有八个第一光电耦合器，八个第一MOS管的漏极均与第三直插母头J1连接，八个第一MOS 管的源极均接地，八个第一MOS管的栅极分别与八个第一光电耦合器的接收器端连接，八个第一光电耦合器的发光器端分别与锁存芯片U21连接；第二光耦合器单元包括有八个第二光电耦合器，八个第二光电耦合器的接收器端分别与缓冲驱动芯片U22连接，八个第二光电耦合器的发光器端分别与第三直插母头J1连接。高速模切机在工作工程中需实时从外围设备中读取数据以实现对模切机的实时控制，从外围设备中读取数据的速度与主控模块的处理速度不一定一致，为避免数据丢失，在本电路中设置锁存芯片U21，以此解决高速的控制器与慢速的外围设备的不同步问题。光电耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用。在本电路中设置第一光电耦合单元和第二光耦合器单元，可在很大程度上起到信号过滤的作用，提高整个装置的精度，进一步提高高速模切机的工作精度。

需强调的是，在本实用新型中应用的所有智能芯片均不仅限于本文提供的具体型号，所有可以实现本实用新型中提及的逻辑功能的智能芯片均应包括在本实用新型的保护范围中。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型当中，稳压模块与各模块连接，可为各个模块提供稳定的电源，主控模块可作为整个高速模切机的工作控制核心部件，控制整个高速模切机使其按照设定程序工作，脉冲输出可输出高脉冲控制外部驱动设备，输入输出设备则可为外部设备与主控模块的数据连接提供良好的数据交换平台，整个电路快速高效，可控性强，且根据不同工业应用现场做相应调整，适用于大多数的高速模切机控制现场。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。