霍爾式膠印機旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)計

1、霍爾式膠印機旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)計實現(xiàn)膠印機印刷工藝過程的程序控制系統(tǒng)()需用多個對紙張位置、旋轉(zhuǎn)角度舉行檢測,傳感器數(shù)量的增多給安裝、調(diào)試和用法造成諸多不便，使設(shè)備的牢靠性降低，電氣控制系統(tǒng)的成本增強。分析膠印機的功能和機械傳動系統(tǒng)發(fā)覺，膠印機的合壓、打碼、撥碼、噴粉和雙回轉(zhuǎn)功能屬挨次控制，可通過檢測收紙輥的旋轉(zhuǎn)角度，實現(xiàn)程序控制。考慮到膠印機存在油、墨、水和落塵污染，又屬延續(xù)運行的苛刻應(yīng)用環(huán)境，磁敏型傳感器較為適合，但對控制工位相對少的膠印機來說，選用磁旋轉(zhuǎn)又顯得價格昂貴。因此，基于開關(guān)型霍爾設(shè)計了霍爾式膠印機旋轉(zhuǎn)編碼器系統(tǒng)(以下簡稱霍爾旋轉(zhuǎn)編碼器)，使傳感器的安裝、調(diào)試、布線簡化，節(jié)約了plc的

2、輸入接口資源，在膠印機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用取得了勝利。1 霍爾旋轉(zhuǎn)編碼器原理框圖霍爾旋轉(zhuǎn)編碼器主要由旋轉(zhuǎn)磁鐵組合、取樣電路和信號處理電路等部分組成，1所示。其中，旋轉(zhuǎn)磁鐵組合安裝在膠印機收紙輥上，霍爾旋轉(zhuǎn)編碼器電路部分固定在機體上，敏感面向準(zhǔn)磁極，兩者間距小于5 mm，對收紙輥的旋轉(zhuǎn)角度舉行取樣。因磁極的位置是確定的，所以取樣信號是肯定位置量。假如取樣電路具有識別印刷工藝起點和位置挨次控制點的能力，那么印刷的過程就能通過一個傳感器的多點取樣，實現(xiàn)程序控制。取樣的基礎(chǔ)是基于霍爾電路a3144，明顯單一霍爾芯片不能實現(xiàn)包括起始點和挨次點的取樣，需要對取樣電路舉行特別設(shè)計，以滿上述要求。取樣電路獵取的位

3、置信號送信號處理電路，經(jīng)軟件系統(tǒng)對信號舉行推斷處理，確認(rèn)后輸出編碼信息。2 取樣電路系統(tǒng)設(shè)計21 雙霍爾取樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理按照開關(guān)型霍爾電路原理，霍爾芯片只對一個方向的磁場有效，這就是說霍爾芯片的一個感應(yīng)面為磁體的s極敏感，那么另一面一定是n極敏感，假設(shè)這兩面分離叫s面和n面。將兩個開關(guān)型霍爾芯片a和b的相同敏感面(例如n面)相對，a在前，b在后疊放，組成一雙霍爾取樣電路ab。芯片a的輸出定義為va，芯片b的輸出定義為vb，明顯對來自同一方向的磁體，芯片a對s極敏感，芯片b對n極敏感，即s極觸發(fā)雙霍爾ab，則va輸出，n極觸發(fā)ab，則vb輸出，參見圖2。這種設(shè)計使取樣芯片組對兩個磁場方向都敏感

4、，因芯片自立輸出，具有識別磁極的能力。因為磁體組的s極、n極有位置間隔，所以va,vb信號在時光上不重疊。當(dāng)s，n1，n2， n3，n4旋轉(zhuǎn)一周挨次觸發(fā)ab時，芯片a將輸出一個脈沖，稱之為“起始點”或零信號；芯片b將輸出四個脈沖，稱之為“挨次點”信號?；谶@種思想設(shè)計取樣電路，實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)磁體組各磁極的識別功能，尤其關(guān)鍵的是能確定印刷過程的起始點。22 膠印機磁體組合設(shè)計 用于膠印機的磁體組合由5塊稀土磁鋼構(gòu)成，其中一個磁體的s 極朝外且對應(yīng)印刷“合壓”位置，另外四個磁體的n極朝外，分離對應(yīng)“打碼”、“撥碼”、“噴粉”和“雙回轉(zhuǎn)”工藝過程位置。因設(shè)備間存在差異，“打碼”、 “撥碼”位置可同步調(diào)

5、節(jié)。磁鐵組合安裝在膠印的收紙輥上，每完成一次印刷過程，收紙輥旋轉(zhuǎn)一周，通過檢測磁體位置，實現(xiàn)了對膠印機印刷過程的程序控制。3 霍爾旋轉(zhuǎn)編碼器電路設(shè)計編碼器電路的核心采納了 technology inc，生產(chǎn)的12c508a微控器。它基于coms設(shè)計，采納risc結(jié)構(gòu)，片內(nèi)程序存儲器eprom和數(shù)據(jù)存儲器ram，集成了上電復(fù)位電路 (por)、時鐘(intrc)、定時器(wdt)等功能單元，具有小型化封裝(8-lead sioc)、低功耗(2)取樣輪每旋轉(zhuǎn)一周，軟件系統(tǒng)完成一個編碼序列轉(zhuǎn)換。編碼脈沖低電平寬度由軟件打算，與旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)，而高電平寬度則由磁體n極間隔打算。因此一個完整的編碼序列包含了起始點、挨次位置間隔和旋轉(zhuǎn)周期三個方面的信息。4 軟件系統(tǒng)設(shè)計pic12c508a微控器，采納精簡命令集系統(tǒng)，除跳轉(zhuǎn)命令外絕大多數(shù)命令周期為.42 軟件系統(tǒng)程序清單軟件設(shè)計包括初始化程序、主程序和延時子程序，參考程序清單如下。(1)寄存器定義與初始化程序5 結(jié) 語霍爾旋轉(zhuǎn)編碼器具有開關(guān)型的優(yōu)點，它基于容易有用的原則設(shè)計，挺直獵取位置信號，原理上與結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密的磁旋轉(zhuǎn)編碼器不同。該系統(tǒng)在膠印機上的應(yīng)用取得了較好效果，性能穩(wěn)定牢靠，