基于avr单片机的自动切线机控制系统设计与应用
闫冰一1，朱登洁1，李培军2，
（1河南工业大学机电工程学院，河南郑州450007；2郑州机械研究所，河南郑州450007）
摘要：根据某企业对太阳能电池金属连接片精确剪切要求，设计了一种用avr单片机为控制核心的自动折弯切线机。该设备用单片d控制步进电机实现送料、剪切等功能，用霍尔传感器和计数器实现计数，适用于较贵重的金属导体（例如金、银、铜等）的切断。
关键词：avr单片机；自动切线机；步进电机；霍尔传感器
中图分类号：tm571. 6+i文献标识码：a文章编号：1673-6540(2010)03-0050-05
0引言
根据某企业对太阳能电池金属连接片的精确剪切要求，在材料剪切加工过程中，需要把又薄又细的金属材料定长切断，误差要小；当送料长度到达设定值后，自动先压紧折弯到某角度再切断，当托盘的切料总数达到设定总次数时，自动卸料。对于这样的控制要求，传统的电气控制系统很难实现。针对上述要求设计了一种基于avr单片机( atmega32)技术的自动折弯切线机，本文主要讲述该自动折弯切线机的控制系统设计。
1 自动切线机控制系统设计目标
自动切线机控制系统的设计目标如下：
(1)可以手动输入所要求的送料长度、送料速度和总的切料次数；
(2)自动准确地控制送料长度；
(3)当送料长度到达设定值后，先自动压紧折“z”弯后再切断，当托盘的切料总数达到设定总次数时，自动卸料；
(4)加工过程中，能实时显示当前切料数目；
(5)设定参数可查询和异常报警功能；
(6)保证加工精度和效率，操作简单方便。
2具体方案设计与实现
2.1机械结构组成及自动控刹工作原理
自动切线机机械结构组成如图1所示。
两组托辊的主动轮由步进电机通过同步带传递运动。以avr单片机为核心的自动控制原理框图如图2所示。
2.2控制系统分析与设计
2. 2.1步进电机和驱动器的确定
步进电机和驱动器均选金坛四海电机电器厂产品，电机型号分别为86byg402和85bych103.步距角为0 9/1.8 deg，四相八线制。
四相混合式步进电机一般由二相驱动器来驱动，因此，连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成二相使用。串联接法一般在电机转
较慢的场合使用，此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，电机发热小；并联接法一般在电机转速较高的场合使用（又称高速接法），所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，电机发热较大。由于本次设计电源电压为dc24 v，为了提高剪切速度，采用并联接法。
电机驱动器分别为sh2046d和sh2034d。这两款驱动器采用了新型、高速单片机技术，内部采用光电隔离技术，运行稳定可靠，步距细分数****可达256，能满足本系统精度设计要求；同时具有噪声低、效率高、电压范围宽、设置灵活等优点。输入电源接口：采用一组交流供电，ac接ac 20—60 v，3a或接一组直流供电dc 24~ 70 v，3a。功能示意图如图3所示。
2.2 2单片机控制系统的设计
单片机控制系统包括硬件设计和软件设计两部分。设计内容主要包括步进电机驱动控制、开关量信号(霍尔传感器）检测控制、参数输入和显示三部分.
硬件设计如下。
(1)步进电机驱动控制电路。
根据该单片机本身的资源和外扩展电路即可完成该设备的控制要求。具体思路如下。
首先是驱动器连接。接线要求见表1。
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