近年来,随着人们生活质量的提高,不仅要求产品具有良好的内在质量,而且要求产品具有优良的外观质量。增强钢丝塑管因其内有钢丝增强耐压,外嵌红兰两色条美观大方而深受用户欢迎。但由于绕制成圈后的钢丝张力不均匀,致使标示印字位置不能保证始终处于两色带中央。为保证印字在中央,不得不派专人看守校正。费工费力,且不利于高速作业。本文针对以上不足,基于STC89C52RC单片机研制了一种可实现自动化检测,自动校正等多种功能的增强钢丝塑管校正系统。
1系统构成与硬件设计1.1系统执行机构刚挤塑成型的塑料管经过2.5m长的水槽冷却后外表面尚未完全硬化,对塑管进行扭转校正时扭力不能太大,另一方面还要保证塑管的中心线不变。
机械结构,5为底座,为执行机构的固定座。电机1通过主动齿轮2将扭矩转给齿轮3,由齿轮3带动带动正交安装在齿轮3上的两组校正轮4旋转,从而带动塑管旋转。为保证校正轮4对塑管压力的恒定,在校正轮4上加装可调弹簧压紧装置。这样,通过控制电机的正反转就可以达到校正的目的。
1.2传感器的选择TCS230是可编程彩色光到频率的转换器。它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上,同时在单一芯片上还集成了红绿蓝(RGB)三种滤光器,有数字兼容接口的RGB彩色传感器。
TCS230的输出信号是数字量,可直接与微处理器相连接。并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度,因而不再需要A/D转换电路。识别颜色时,依次选通RGB三种颜色的滤波器,然后对TCS230的输出脉冲依次进行计数。当计数到255时停止计数,所测得的各通道的脉冲数就是所对应的R、G和B的值。
2系统硬件设计测控部分硬件主要包括传感器、STC89C52RC单片机、计米预置、计米显示由74LS164驱动、数码管显示。由于塑管中钢丝对各种色光都有反射作用,采用有色光照射塑料色带采集光强时钢丝的干扰太大,不利后期数据处理,另外,外部自然光强对采集结果的影响也很大,故不宜采用。
本文采用白光照射塑料色带,凸透镜收集反射光后通过光纤传送到TCS230颜色传感器上分析其RGB成分,用STC89C52RC单片机作进一步处理,驱动步进电机进行校正,原理。
3系统软件设计测控系统程序设计流程。用STC89C52RC的P1.0,P1.1引脚来控制传感器TCS230的S0、S1端,用于选择输出比例因子;用P1.2,P1.3引脚来控制TCS230的S2、S3端,用于选择传感器内部滤波器的类型。用P0.0作为片选端。
TCS230的OUT引脚被连接到STC89C52RC的定时器/计数器0的输入端(P3.4)。设置STC89C52RC定时器/计数器为相应的工作方式。按图2的接线顺序将传感器连接到单片机上。初次使用应先识别的待检颜色,按确定键识别结束,并将结果存储为定值。工作时传感器随时监测色带位置,一旦传感器监测到的数据与存储数据一致时,再判断传感器号,从而输出一定的脉冲及方向信号,驱动步进电机正反转。
4结论本系统采用RGB色彩传感器TCS230为检测元件,用STC89C52RC单片机为处理元件,用正交圆弧橡胶滚轮为执行元件。采集信号为R、G、B数字信号,准确可靠,抗干扰能力强。信号处理迅速准确。经某塑胶有限公司试运行半年来,效果理想。
(完)