所属技术领域
本发明涉及一种基于lpc2114的拉链头装配机控制系统，适用于机械领域。
背景技术：
传统的拉链头装配机通过时间继电器、接触器等硬件配合构成的逻辑电路对整台机器的装配过程进行控制，控制系统中不包含mpu等可编程器件，机器的智能化程度不高，无法完成较为复杂的控制任务，同时机台上装配的传感器多为机械接触式传感器，灵敏度低，检测效果不理想。随着加工自动化程度的提高，市场上出现了以plc为核心的控制系统，然而价格却较为昂贵。
技术实现要素：
本发明提出了一种基于lpc2114的拉链头装配机控制系统，配合灵敏度高、抗干扰能力强的光电式传感器进行装配过程的检测，并利用完善的报警系统完成对机台的监控。采用该控制系统的拉链头装配机能够有效地节省人力资源，大大提高生产效率。
本发明所采用的技术方案是。
所述控制系统选用单片机lpc2114作为控制系统的核心，主要由单片机、料槽传感器、装配位置传感器、人机接口、led数码管显示电路、数据存储电路及负载驱动电路组成。
所述控制系统的料槽传感器采用工控中常用的pnp常开型电感式接近开关作为传感器，通过其在“料足”及“缺料”状态下输出端高、低电平的变化对料槽进行监控。由于lpc2114采用双系统电源供电，其中内核及片内外设电压为1.8v，i/o口电压为3.3v，需将接近开关输出端电平通过光藕器件转化后才能输入lpc2114的i/o口。
所述控制系统的装配位置传感器选用omron公司生产的tl-w3mc1型电感式接近开关配合探针进行检测，因其信号输出端采用oc结构，所以只需外接上拉电阻接至lpc2114的i/o口即可。
所述控制系统利用一片74hc595驱动一位静态共阳led数码管，将其时钟端sck、数据端si分别接到lpc2114的spi接口的sclko,mosio，这样就可将代表各种报警状态的数值发至74hc595，同时使用一位i/o口连接74hc595输出触发端rck，控制其数据锁存输出。
所述控制系统选用了一片e2prom24c08作为数据存储芯片，将其时钟端scl、数据端sda分别连至lpc2114的p0.2、p0.3(设置为i2c模式)，同时在总线上上拉两个3kω左右的电阻，以便支持高速i2c总线操作。当机器处于数据读取模式时，保存在24c08中的各种计数值可回送至lpc2114，并通过数码管逐位显示读出。
所述控制系统的人机接口电路采用4个开关与2个按钮与lpc2114连接形成人机接口，通过开关a，b，c，d的组合选择装配机的运行状态，包括正常工作模式及各种调试模式或数据读取模式；两个按钮则用于手动控制装配主电机的启动和停止，因为对装配主电机控制的即时性要求较高，所以采取外部中断方式操作。
所述控制系统需要控制的大功率交流负载主要有装配主电机、4个零件料斗振盘电机、分选电磁铁、报警灯等。lpc2114的i/0口通过由交流过零光藕moc3081与可控硅bt136-600e构成的负载驱动电路，实现对外围负载的控制。
所述控制系统软件包括主程序、功能子程序和中断服务程序。其中子程序主要有工作模式扫描、传感器检测、显示报警、数据保存、电机控制等模块。
本发明的有益效果是：该系统将单片机控制技术运用于拉链头的自动装配控制中，创新地解决了传统装配机依靠纯硬件电路控制精度不高、功能扩展能力差的弱点，同时克服了plc控制系统成本较高的缺点。
附图说明
图1是本发明的系统结构图。
图2是本发明的主程序流程图。
图3是本发明的拉片料槽检测流程图。
图4是本发明的装配成品分选流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，控制系统选用单片机lpc2114作为控制系统的核心，主要由单片机、料槽传感器、装配位置传感器、人机接口、led数码管显示电路、数据存储电路及负载驱动电路组成。
料槽传感器采用工控中常用的pnp常开型电感式接近开关作为传感器，通过其在“料足”及“缺料”状态下输出端高、低电平的变化对料槽进行监控。由于lpc2114采用双系统电源供电，其中内核及片内外设电压为1.8v，i/o口电压为3.3v，需将接近开关输出端电平通过光藕器件转化后才能输入lpc2114的i/o口。
装配位置传感器选用omron公司生产的tl-w3mc1型电感式接近开关配合探针进行检测，因其信号输出端采用oc结构，所以只需外接上拉电阻接至lpc2114的i/o口即可。
控制系统利用一片74hc595驱动一位静态共阳led数码管，将其时钟端sck、数据端si分别接到lpc2114的spi接口的sclko,mosio，这样就可将代表各种报警状态的数值发至74hc595，同时使用一位i/o口连接74hc595输出触发端rck，控制其数据锁存输出。
系统选用了一片e2prom24c08作为数据存储芯片，将其时钟端scl、数据端sda分别连至lpc2114的p0.2、p0.3(设置为i2c模式)，同时在总线上上拉两个3kω左右的电阻，以便支持高速i2c总线操作。当机器处于数据读取模式时，保存在24c08中的各种计数值可回送至lpc2114，并通过数码管逐位显示读出。
人机接口电路采用4个开关与2个按钮与lpc2114连接形成人机接口，通过开关a，b，c，d的组合选择装配机的运行状态，包括正常工作模式及各种调试模式或数据读取模式；两个按钮则用于手动控制装配主电机的启动和停止，因为对装配主电机控制的即时性要求较高，所以采取外部中断方式操作。
需要控制的大功率交流负载主要有装配主电机、4个零件料斗振盘电机、分选电磁铁、报警灯等。lpc2114的i/o口通过由交流过零光藕moc3081与可控硅bt136-600e构成的负载驱动电路，实现对外围负载的控制。
如图2~4，控制系统的软件包括主程序、功能子程序和中断服务程序。其中子程序主要有工作模式扫描、传感器检测、显示报警、数据保存、电机控制等模块。
由于拉链头装配一般采取大规模集成型生产的方式，即多台机器在厂房中同时运作，不可避免地具有工作环境恶劣、电磁干扰大的特点，对系统的抗干扰要求较高，因而在本系统设计中着重考虑了以下几个因素：(1)放弃了价格较低的s1系列单片机，选用综合性能更好、抗干扰能力更强、接口资源充足的32位arm工业级芯片lpc2114。(2)采用开关电源转换电压，通过lc滤波后再输入pcb板降压电路生成系统所需的3.3v及1.8v电压，同时注意pcb板布线时铺地方式的设计。(3)在负载驱动电路中采用光电隔离控制方式取代原设计中采用的驱动芯片配合继电器控制方式。(4)采用软件陷阱技术防比程序“走飞”，在传感器检测软件设计中采用数字滤波技术，加强检测可靠性。