全自動(dòng)電腦蓋章機(jī)的研制

全自動(dòng)電腦蓋章機(jī)的研制第卷第期1991年】2月山東科學(xué)SHANDONGSCIENCEV.1.dDec.No.l991全自動(dòng)電腦蓋章機(jī)的研制晏德沂丁俊玲孫常清曲勝利姜人好王瑞卿(山東省科學(xué)院)摘要本文介紹了全自動(dòng)電腦蓋章機(jī)基本原理和技術(shù)路線.整機(jī)系統(tǒng)以微機(jī)控制為核心,控制五十步進(jìn)電機(jī),將票本傳送,粘紙,翻頁(yè)蓋章和壓紙五部分溶為一體,用光電自動(dòng)檢測(cè)紙的厚度,從而實(shí)現(xiàn)了票本自動(dòng)傳送,薄紙準(zhǔn)確翻頁(yè),蓋章的自動(dòng)化過程.同時(shí),具有頁(yè)數(shù)數(shù)碼顯示,故障報(bào)警提示等功能.關(guān)鍵詞:微機(jī)控黼I票本蓋章;牯紙翻頁(yè)全自動(dòng)電腦蓋章機(jī),是根據(jù)我國(guó)國(guó)情研制的,長(zhǎng)期以來,我國(guó)稅務(wù)系統(tǒng)的稅票蓋章,全靠人工手動(dòng)來完成,任務(wù)繁重.鑒于我國(guó)機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,本課題就票本薄紙自動(dòng)準(zhǔn)確翻頁(yè)蓋章的技術(shù)進(jìn)行了研究,在設(shè)計(jì)上把機(jī)械,電子以及光學(xué)等技術(shù)溶為一體,實(shí)現(xiàn)了機(jī),光,電一體化,技術(shù)上堅(jiān)持高功能,高指標(biāo),高可靠性,面向?qū)嵱?力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便,具有辦公自動(dòng)化產(chǎn)品輕,薄,短,小的特點(diǎn).1總體結(jié)構(gòu)及工作原理1.1總體技術(shù)指標(biāo)票本尺寸:190mm×130ram150mm×95ram150mm×215ram連續(xù)輸入票本,每次放10本,票本蓋章每頁(yè)不能重印,漏印,印章清晰,票本頁(yè)數(shù)指示,印章直徑35毫米,蓋章速度(30-40)頁(yè)/分,(50-60)頁(yè)/分,微機(jī)控制,連續(xù)工作8小時(shí),環(huán)境溫度035,電源220VSOHz,功率200W.1.2總體結(jié)構(gòu)整機(jī)分為五個(gè)部分:票本傳送(輸入/輸出)分系統(tǒng),牯紙翻頁(yè)分系統(tǒng),蓋章分系統(tǒng),微機(jī)控制分系統(tǒng)和光電檢測(cè)分系統(tǒng),結(jié)構(gòu)框圖如圖(1).收璃日期;19910821信回日期l199109-10山東科學(xué)L一一T一J-?-l一1.3工作原理整機(jī)系統(tǒng)以徽處理機(jī)為核心,控制傳送,粘紙,翻頁(yè),壓紙和蓋章,各電機(jī),以光電傳感器的光電信號(hào)為反饋信息.通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)算處理,按照時(shí)序布置,首先驅(qū)動(dòng)送本機(jī)構(gòu),將本送到位,同時(shí)打開了壓本機(jī)構(gòu)把本壓住,然后驅(qū)動(dòng)粘紙機(jī)構(gòu)將紙拉起,翻頁(yè)機(jī)構(gòu)緊接著把紙翻過,同時(shí)完成光電測(cè)厚動(dòng)作,隨后壓紙機(jī)構(gòu)把紙壓緊,蓋章機(jī)構(gòu)立即向下運(yùn)行蓋章,這樣整機(jī)系統(tǒng)完成了一次蓋章動(dòng)作.計(jì)算機(jī)如此周而復(fù)始地圖1整體系統(tǒng)框圖運(yùn)行,各執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地,有條不紊地進(jìn)行牯,翻,壓,蓋等動(dòng)作,直至最后一頁(yè).光電傳感器向計(jì)算機(jī)提供末頁(yè)信息,于是計(jì)算機(jī)再次驅(qū)動(dòng)送本機(jī)構(gòu)送出下一本,到位時(shí)打開壓本機(jī)構(gòu),先卸下上一本,同時(shí)壓住下一本,各執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼續(xù)運(yùn)行,重復(fù)上述動(dòng)作,進(jìn)而完成自動(dòng)送本,粘紙,翻頁(yè),壓紙,蓋章,卸本等動(dòng)作,同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)碼顯示,報(bào)警提示等.2微機(jī)控制2.1硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)力求電路簡(jiǎn)便,功能強(qiáng),主機(jī)采用單片徽處理機(jī)字長(zhǎng)8位,時(shí)鐘l一12M,4個(gè)并行IlO口,1個(gè)全雙I串行口,2個(gè)l6位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,5個(gè)二級(jí)中斷源,片內(nèi)128字節(jié)RAM,指令系統(tǒng)111條,系統(tǒng)擴(kuò)展CPU處理能力等,都具有較好的性能,整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示.2.2軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)全部程序固化在一片一二二=一8KX8字節(jié)EPROM中,其中包括苧旦篥鬟羞喜魯申i序采用模塊化設(shè)計(jì),便于移植和維蘭:r1一一Lr:抽:.一.:f:.1主程序i1一壁L主程序主要完成系統(tǒng)初始化,:壁壁機(jī)!進(jìn)行鍵盤管理(包括置頁(yè)數(shù),暫停,啟動(dòng)),顯示工作狀態(tài),報(bào)警提示等功能,程序框圖如圖3所示.圖2硬件結(jié)構(gòu)圈第4期晏德沂等:全自動(dòng)電腦蓋章機(jī)的研制r_:量蘭里些:1魯電機(jī)盤鉀蛄化i圈3主程序沆程圖2?2.3測(cè)厚子程序該程序首先連續(xù)采樣1O個(gè)值,去掉最大值和最小值.取其平均值,然后加減門限值t和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,比較結(jié)果設(shè)置標(biāo)志,如不是一張紙,8次以后則停機(jī)報(bào)警.其框圖如圖5所示.2.2.2定時(shí)中斷服務(wù)程序本系統(tǒng)使用主機(jī)單片微處理機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,進(jìn)行定時(shí)中斷,定時(shí)時(shí)間是可變的.這一時(shí)間正是步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)周期,通過改變這一時(shí)間,來改變各步進(jìn)電機(jī)的速度.各步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作.以及測(cè)厚,一些報(bào)警信號(hào)的設(shè)置等均在這個(gè)程序中完成,其框圖如圖4所示.圖4定時(shí)中斷服務(wù)程序圭富山東科學(xué)圈5測(cè)厚子程序圈6原理圈3關(guān)鍵技術(shù)3.1翻頁(yè)技術(shù)翻頁(yè)技術(shù)是整體系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵,本系統(tǒng)采用粘結(jié)翻頁(yè)的方法,研制過程中集中解決了不撕紙和可靠性兩個(gè)問題.膠粘劑對(duì)紙,尤其對(duì)薄紙,易于粘起,但分開時(shí)又容易撕破,因此探索出旋轉(zhuǎn)攖臂機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)粘紙頭采用園輥形式,它與紙面接觸狀態(tài)是曲面與平面相交,接觸面的接觸質(zhì)點(diǎn)密度不均勻,所以脫開時(shí)比較容易.這是因?yàn)?當(dāng)粘紙頭把紙粘起,拉到一定高度把紙拉直后,運(yùn)動(dòng)到極限位置,二者在運(yùn)動(dòng)方向上產(chǎn)生了反作用力,繼續(xù)運(yùn)動(dòng),連漸自由脫開,這一點(diǎn)稱為自由斷開點(diǎn).如原理圖6所示.另一方面,由于票本厚度不同,首頁(yè)與末頁(yè)粘點(diǎn)位移不同,票本對(duì)粘紙頭的阻尼現(xiàn)象也不同,粘紙頭與首頁(yè),末頁(yè)的持著力也就不一樣.實(shí)驗(yàn)證明,票本越厚,粘紙頭與首頁(yè)和末頁(yè)之間的持著力變化越大.因此,設(shè)計(jì)上采取兩十措施,一是加機(jī)械補(bǔ)嘗,增大接觸面積)-是加軟件補(bǔ)嘗,延長(zhǎng)接觸時(shí)間.二者相輔相成,持著力得到了改善,粘紙頭不但能可靠地把紙粘起,而且又能干凈利索地?cái)嚅_,達(dá)到了不撕不破的目的.3.2印章清晰度技術(shù)為了解決蓋章清晰的問題,研制中采取三措施設(shè)計(jì),首先是保證印章與紙面相對(duì)平行,使印章與紙面接觸受力均勻,選用了運(yùn)動(dòng)方向與臺(tái)面相對(duì)垂直的機(jī)構(gòu),并加機(jī)械補(bǔ)嘗措旋.其次,是在控制上改變步進(jìn)電機(jī)行程,調(diào)整其速度,來延長(zhǎng)印章與紙面的接觸時(shí)間,增強(qiáng)清晰度.第三是增加自動(dòng)注油器,保證印油連續(xù)均勻的滲透,增強(qiáng)印章的一致性.3.3澳I厚技術(shù)測(cè)厚技術(shù)是保證蓋章不漏蓋,不重蓋的重要檢測(cè)措旌.本設(shè)計(jì)選用光電檢測(cè),結(jié)構(gòu)采取發(fā)射管固定,接收管隨機(jī)運(yùn)動(dòng),當(dāng)接收管運(yùn)動(dòng)到發(fā)射管下面時(shí),進(jìn)行對(duì)紙的厚度測(cè)量,從第4期晏德沂等:全自動(dòng)電腦蓋章機(jī)的研制而判斷此次翻頁(yè)是一張,多張或空翻.測(cè)厚電路是一線性電路,當(dāng)無(wú)紙進(jìn)入時(shí),A/D采樣值為X-,一張紙進(jìn)入時(shí),采樣值為Xz,二張以上進(jìn)入時(shí),采樣值為x,計(jì)算機(jī)根據(jù)這三種采樣值,來判斷張數(shù).由于票本不正規(guī),同一票本中,各頁(yè)紙的厚度不均勻,所以必須設(shè)置門限值為X,即滿足:-AX<XXz+X,其中x為本次采樣值,認(rèn)為本次進(jìn)入一張,其中X:認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的一張厚度值,而:x<x2一x則認(rèn)為是空翻或紙?zhí)?x>x2+x則認(rèn)為是多頁(yè)或此頁(yè)太厚.如AX選的太小,可能還會(huì)出現(xiàn)漏翻或多翻的現(xiàn)象,但很可能出現(xiàn)是一頁(yè)時(shí)經(jīng)常翻不過去的現(xiàn)象;如果選得太大,則每次均能翻過去,但可能出現(xiàn)空翻或多翻的現(xiàn)象.為此,要求票本標(biāo)準(zhǔn)化,只要各頁(yè)厚度差別不大,選定較小的AX,就能保證既不多翻,又不漏翻,也不會(huì)產(chǎn)生過不去的現(xiàn)象.4研制結(jié)果全自動(dòng)電腦蓋章機(jī)試用樣機(jī),已經(jīng)在山東省稅務(wù)系統(tǒng)試用一年.試用表明,該機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期目標(biāo),實(shí)用效果明顯,由此可見.進(jìn)一步推廣應(yīng)用,前景廣闊.參考文獻(xiàn)13陳偉人.單片微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用.北京清華大學(xué)出J瞳社.1989;189-2752I暈寢.高曼t崖光電掛電路.無(wú)線電.1987139THEDEVELoPMENToFALLAUToMA1CCoMPUTERrAMPERYanDeyiDingJunlingSunChangqingQuShengliJiangRenhaoWangRu/qing(sbAca&,ms啪-.郵)ABSTRACTInthispaperthebadeprincipleandtechnologicalprocessoftheaUautomaticLomputerStamperateIntroduced.Thismicrocomputercontrolledantomuaticstamperconsistsoffivewellorganisedactions?Throfivefeed-drivemotorscontrolBill-bookcarryingpaging,stickingandmining,stampingandp"幽ngofpaperinprefectharmong.Wj恤thisstazrper,paperthicknessisautomaticallymeasuredby曲otoelectricmeans,andtheautomationofbillb0okearringandstarepingandpagingofthinpaperisachievedexatly.Besides,itispreridodwiththefunctionofnumeraldisplayofpaperandgivinganalarlT1andprempteroferrers.etc.Keywords:microcomputercontrol;stampingofbi11一book:stickingandstiringofpaper