冲压自动化技术待提升，废料清除方式原始影响生产效率？

频道：‌冲压模具日期：2025-07-26 09:06:30 浏览：4

0 引言

冲压自动化技术虽与信息技术并驾齐驱，但众多工厂在处理冲压废料时，仍沿用最原始的人工清理与机箱装载方法。手工生产线在清扫过程中必须暂停运作，而自动生产线虽无需停机，但清扫作业却极不安全。此外，手工清扫废料以及现有的废料收集方式，使得生产现场显得杂乱无章。废料四处散落，场地卫生状况堪忧，人工清理废料不得不暂停生产，从而影响了生产效率。在冲压作业过程中，冲压机械、模具以及作业方法对安全性的影响显著。通过实现冲压机械的自动化以及废料收集的自动化，可以有效提升冲压设备的运用效率与劳动生产效率，同时确保工作人员的人身安全。然而，由于冲压作业动作频繁，且多涉及薄板加工，因此确保冲压机械化和废料收集自动化的技术可靠性，在技术实现上存在较大的挑战。收集冲压废弃材料往往需要暂停机器运作，这不仅会干扰生产进度，而且存在极大的安全隐患。目前，无论是国内还是国外的研究，输送装置大多仅适用于单一类型的冲压产品。一旦面临模具支撑脚的高度、间距和位置各不相同，或者夹模器发生干涉等问题，从模具下方自动清理废料就变得异常艰难。鉴于此，本文提出了一种冲压自动出料分拣控制器的设计方案，该方案在实际应用中展现出显著的成效。

1 系统硬件构成

1．1 气动电磁阀选择

分拣出料过程运用了气动技术，这一技术借助不同方向的压缩空气对成品与废料进行分类。气动技术依赖空气压缩机作为动力核心，利用压缩空气作为操作介质，实现能量的传递或信号的传输。它是一种集成了气动元件与机械、电气、电子等部件或整体的控制回路技术，能够使气动元件根据生产工艺的需求，自动依照既定的顺序或条件进行动作，从而实现自动化。采用气动控制技术来达成生产流程的自动化，这不仅是工业自动化领域的关键技术途径，而且还是一种经济实惠的自动化解决方案。本研究选用了Festo公司生产的先导式电磁换向阀来执行气压转换任务。这种先导式电磁换向阀由直动式电磁阀和大型气控换向阀两部分构成。在这两部分中，直动式电磁阀部分被称作电磁先导阀。先导式电磁换向阀通过电磁先导阀线圈的通电，进而产生先导气压，该气压推动大型气控换向阀（主阀）的阀芯进行动作，从而实现换向。

1．2 光电传感器选择

位置检测元件可通过电气行程开关或接近开关来实现。所谓接近传感器，即能感知物体靠近的装置，在本文中，我们选用了Omron公司生产的3个漫反射光电传感器，并将它们分别安装在了凸轮的对应位置。在检测物体时，漫反射式光电传感器会发射出一束可调节的不可见红外光，当检测到的物体穿越光束时，光线会被物体表面反射回接收器，从而触发传感器的信号输出。

1．3 STM32综述

本文选用了ST公司的STM32F103C8t6作为核心处理单元。该系列STM32以ARM Cortex-M3内核为基础，特别适用于那些对高性能、低成本和低功耗有要求的嵌入式应用。它配备了卓越的外设，包括1微秒响应时间的双12位模数转换器、4兆比特每秒的通用异步收发传输器、18兆比特每秒的串行外设接口以及18兆赫兹的输入输出翻转速率。在72MHz频率下，该设备功耗仅为36mA（假设所有外围设备均处于激活状态），而在待机模式下，功耗进一步降至2微安。此外，该设备具备最高集成度的复位电路、低电压检测功能、调压器以及精确的RC振荡器。具备标准STM32外设（含PWM定时器）以及高性能的32位ARM Cortex-M3 CPU，这些特性使得开发人员能够将多种功能（例如马达控制、用户界面操控以及设备互联功能）集成至设备中（如家用电器、楼宇自动化或工业自动化设备）。此外，该系统还适用于需联网、数据存储或USB外设扩展功能的各种系统。

1．4 系统主电路设计

1．5 电磁阀驱动电路设计

1．6 传感器输入信号调理电路

2 软件系统设计

本系统在微控制器上内嵌μC／OS-III操作系统。

2．1 μC／OS-Ⅲ介绍

μC／OS-III是一款具备移植性、支持ROM内植入、可定制、抢占型以及实时特性的多任务操作系统核心。作为micrium公司推出的第三代实时操作系统，它拥有其他RTOS所不具备的独特功能。例如，它能够支持无限数量的任务，允许在任务执行过程中对其性能进行检测，并能直接向任务发送信号量或消息。

本篇文章所采用的软件开发平台为IAR Embedded Workbench for ARM 6.21版本。

2．2 系统移植

μC／OS-Ⅲ支持众多处理器的部署，与之关联的编程代码通过汇编语言与C语言的结合进行编写。只要处理器符合以下数项要求。

·处理器必须要有ANSI C编译器和可重入代码

·处理器要支持中断