全自動電腦蓋章機的研制

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1、 全自動電腦蓋章機的研制 第卷第期 1991年】2月 山東科學 SHANDONGSCIENCE V.1.d Dec. No. l991 全自動電腦蓋章機的研制 晏德沂丁俊玲孫常清曲勝利 姜人好王瑞卿 (山東省科學院) 摘要 本文介紹了全自動電腦蓋章機基本原理和技術路線.整機系統(tǒng)以微機控制為核心,控制 五十步進電機,將票本傳送,粘紙,翻頁蓋章和壓紙五部分溶為一體,用光電自動檢測紙的厚 度,從而實現了票本自動傳送,薄紙準確翻頁,蓋章的自動化過程.同時,具有頁數數碼顯示, 故障報警提示等功能. 關鍵詞:微機控黼I票本蓋章;牯紙翻頁 全自動電腦蓋章機,是根據我國

2、國情研制的,長期以來,我國稅務系統(tǒng)的稅票蓋章,全 靠人工手動來完成,任務繁重.鑒于我國機械電子技術的發(fā)展狀況,本課題就票本薄紙自 動準確翻頁蓋章的技術進行了研究,在設計上把機械,電子以及光學等技術溶為一體,實 現了機,光,電一體化,技術上堅持高功能,高指標,高可靠性,面向實用.力求結構簡便,具 有辦公自動化產品輕,薄,短,小的特點. 1總體結構及工作原理 1.1總體技術指標 票本尺寸:190mm×130ram 150mm×95ram 150mm×215ram 連續(xù)輸入票本,每次放10本,票本蓋章每頁不能重印,漏印,印章清晰,票本頁數指 示,印章直徑≯35毫米,蓋章速度(3

3、0--40)頁/分,(50--60)頁/分,微機控制,連續(xù)工作8 小時,環(huán)境溫度0～35℃,電源220VSOHz,功率≤200W. 1.2總體結構 整機分為五個部分:票本傳送(輸入/輸出)分系統(tǒng),牯紙翻頁分系統(tǒng),蓋章分系統(tǒng),微 機控制分系統(tǒng)和光電檢測分系統(tǒng),結構框圖如圖(1). 收璃日期;1991—08—21 信回日期l1991—09--10 山東科學 L……～一一T……～………一J -?-----l一 1.3工作原理 整機系統(tǒng)以徽處理機為核心,控制傳 送,粘紙,翻頁,壓紙和蓋章,各電機,以光 電傳感器的光電信號為反饋信息.通過計 算機的運算處理,按照時序布置,

4、首先驅動 送本機構,將本送到位,同時打開了壓本機 構把本壓住,然后驅動粘紙機構將紙拉起, 翻頁機構緊接著把紙翻過,同時完成光電 測厚動作,隨后壓紙機構把紙壓緊,蓋章機 構立即向下運行蓋章,這樣整機系統(tǒng)完成 了一次蓋章動作.計算機如此周而復始地 圖1整體系統(tǒng)框圖運行,各執(zhí)行機構自動地,有條不紊地進行 牯,翻,壓,蓋等動作,直至最后一頁.光電傳感器向計算機提供末頁信息,于是計算機再次 驅動送本機構送出下一本,到位時打開壓本機構,先卸下上一本,同時壓住下一本,各執(zhí)行 機構繼續(xù)運行,重復上述動作,進而完成自動送本,粘紙,翻頁,壓紙,蓋章,卸本等動作,同 時進行相應的數碼顯示,報警

5、提示等. 2微機控制 2.1硬件設計 硬件設計力求電路簡便,功能強,主機采用單片徽處理機字長8位,時鐘l一12M,4 個并行IlO口,1個全雙I串行口,2個l6位定時/計數器,5個二級中斷源,片內128字節(jié) RAM,指令系統(tǒng)111條,系統(tǒng)擴展CPU處理能力等,都具有較好的性能,整體系統(tǒng)結構框 圖如圖2所示. 2.2軟件設計 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序采用模塊化設計,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! 進行鍵盤管理(

6、包括置頁數,暫停, 啟動),顯示工作狀態(tài),報警提示等 功能,程序框圖如圖3所示.圖2硬件結構圈 第4期晏德沂等:全自動電腦蓋章機的研制 r_— :量蘭里些: 1魯電機盤■鉀蛄化i 圈3主程序沆程圖 2?2.3測厚子程序 該程序首先連續(xù)采樣1O個值,去 掉最大值和最小值.取其平均值,然后 加減門限值t和標準值進行比較,比較 結果設置標志,如不是一張紙,8次以 后則停機報警.其框圖如圖5所示. 2.2.2定時中斷服務程序 本系統(tǒng)使用主機單片微處理機的定時 器/計數器,進行定時中斷,定時時間是可 變的.這一時間正是步進電機的啟動周期, 通過改變這一時間,來改變

7、各步進電機的 速度.各步進電機的動作.以及測厚,一些 報警信號的設置等均在這個程序中完成, 其框圖如圖4所示. 圖4定時中斷服務程序 圭 富 山東科學 圈5測厚子程序圈6原理圈 3關鍵技術 3.1翻頁技術 翻頁技術是整體系統(tǒng)的技術關鍵,本系統(tǒng)采用粘結翻頁的方法,研制過程中集中解決 了不撕紙和可靠性兩個問題.膠粘劑對紙,尤其對薄紙,易于粘起,但分開時又容易撕破, 因此探索出旋轉攖臂機構,該機構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,接觸面的接觸質點密度不均勻,所以脫開時比較容易.這是因為,當粘紙頭把紙粘 起,拉到一定高度把紙拉直后,運動到極限位置

8、,二者在運動方向上產生了反作用力,繼續(xù) 運動,連漸自由脫開,這一點稱為自由斷開點.如原理圖6所示. 另一方面,由于票本厚度不同,首頁與末頁粘點位移不同,票本對粘紙頭的阻尼現象 也不同,粘紙頭與首頁,末頁的持著力也就不一樣. 實驗證明,票本越厚,粘紙頭與首頁和末頁之間的持著力變化越大.因此,設計上采取 兩十措施,一是加機械補嘗,增大接觸面積)---是加軟件補嘗,延長接觸時間.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斷開,達到了 不撕不破的目的. 3.2印章清晰度技術 為了解決蓋章清晰的問題,研制中采取三措施設計,首先是保證印章與紙面相對平

9、 行,使印章與紙面接觸受力均勻,選用了運動方向與臺面相對垂直的機構,并加機械補嘗 措旋.其次,是在控制上改變步進電機行程,調整其速度,來延長印章與紙面的接觸時間, 增強清晰度.第三是增加自動注油器,保證印油連續(xù)均勻的滲透,增強印章的一致性. 3.3澳I厚技術[ 測厚技術是保證蓋章不漏蓋,不重蓋的重要檢測措旌.本設計選用光電檢測,結構采 取發(fā)射管固定,接收管隨機運動,當接收管運動到發(fā)射管下面時,進行對紙的厚度測量,從 第4期晏德沂等:全自動電腦蓋章機的研制 而判斷此次翻頁是一張,多張或空翻.測厚電路是一線性電路,當無紙進入時,A/D采樣 值為X-,一張紙進入時,采樣值為Xz

10、,二張以上進入時,采樣值為x,計算機根據這三種 采樣值,來判斷張數.由于票本不正規(guī),同一票本中,各頁紙的厚度不均勻,所以必須設置 門限值為△X,即滿足:--AX<X≤Xz+△X,其中x為本次采樣值,認為本次進入一張, 其中X:認為是標準的一張厚度值,而: x<x2一△x 則認為是空翻或紙?zhí)? x>x2+△x 則認為是多頁或此頁太厚.如AX選的太小,可能還會出現漏翻或多翻的現象,但很 可能出現是一頁時經常翻不過去的現象;如果選得太大,則每次均能翻過去,但可能出現 空翻或多翻的現象.為此,要求票本標準化,只要各頁厚度差別不大,選定較小的AX,就 能保證既不多

11、翻,又不漏翻,也不會產生過不去的現象. 4研制結果 全自動電腦蓋章機試用樣機,已經在山東省稅務系統(tǒng)試用一年.試用表明,該機運行 穩(wěn)定可靠,各項技術指標均達到預期目標,實用效果明顯,由此可見.進一步推廣應用,前 景廣闊. 參考文獻 [13陳偉人.單片微型計算機原理及其應用.北京清華大學出J瞳社.1989;189--275 [2]{I暈寢.高曼t崖光電掛電路.無線電.1987139 THEDEVELoPMENToFALL—AUToMA1ⅡC CoMPUTERrAMPER YanDeyiDingJunlingSunChangqing QuShengliJiangRenhaoWa

12、ngRu/qing (sbAca&,m~s啪-.郵) ABSTRACT InthispaperthebadeprincipleandtechnologicalprocessoftheaU—automaticLomputer StamperateIntroduced.Thismicrocomputercontrolledantomuaticstamperconsistsoffive wellorganisedactions?Throfivefeed--drivemotorscontrolBill--bookcarryingpaging,sticking andmining,s

13、tampingandp"幽ngofpaperinprefectharmong. Wj恤thisstazr~per,paperthicknessisautomaticallymeasuredby曲otoelectricmeans,and theautomationofbill—b0okearringandstarepingandpagingofthinpaperisachievedexa{~tly. Besides,itispreridodwiththefunctionofnumeraldisplayofpaperandgivinganalarlT1and prempteroferrers.etc. Keywords:microcomputercontrol;stampingofbi11一book:stickingandstiringofpaper