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1、 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) SHANDONGSCIENCE V.1.d Dec. 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,蓋章的自動(dòng)化過程.同時(shí),具有頁數(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 全自動(dòng)電腦蓋章機(jī),是根據(jù)我國

2、國情研制的,長期以來,我國稅務(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×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(shù)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(jī)控制,連續(xù)工作8 小時(shí),環(huán)境溫度0～35℃,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;1991—08—21 信回日期l1991—09--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,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,

4、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.光電傳感器向計(jì)算機(jī)提供末頁信息,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,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

5、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(

6、包括置頁數(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

7、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翻頁技術(shù) 翻頁技術(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

8、,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,首頁與末頁粘點(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,末頁的持著力也就不一樣. 實(shí)驗(yàn)證明,票本越厚,粘紙頭與首頁和末頁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

9、 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 而判斷此次翻頁是一張,多張或空翻.測(cè)厚電路是一線性電路,當(dāng)無紙進(jìn)入時(shí),A/D采樣 值為X-,一張紙進(jìn)入時(shí),采樣值為Xz

10、,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,各頁紙的厚度不均勻,所以必須設(shè)置 門限值為△X,即滿足:--AX<X≤Xz+△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)為是多頁或此頁太厚.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(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--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