劉林影

惠州商業(yè)學(xué)校，廣東 惠州 516000

1 開關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)

開關(guān)是用來接通和斷開電路的元件或設(shè)備。開關(guān)是各種電子設(shè)備中最為常見的元器件。我們的家用電器，開關(guān)隨處可見，開關(guān)可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、極數(shù)、位數(shù)、用途等進(jìn)行分類。按用途分：波動(dòng)開關(guān)，波段開關(guān)，錄放開關(guān)，電源開關(guān)，預(yù)選開關(guān)，限位開關(guān)，控制開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，隔離開關(guān)等。按結(jié)構(gòu)分：滑動(dòng)開關(guān)，鈕子開關(guān)，撥動(dòng)開關(guān)，按鈕開關(guān)，按鍵開關(guān)，薄膜開關(guān)等。它的主要參數(shù)有：額定電壓、額定電流、絕緣電阻、接觸電阻、耐壓、壽命等。按鈕開關(guān)的作用很多，分屬種類也很多，例如啟動(dòng)按鈕開關(guān)、復(fù)位按鈕開關(guān)和控制按鈕開關(guān)等。按鈕開關(guān)以結(jié)構(gòu)分，有單極雙位按鈕開關(guān)和雙極雙位按鈕開關(guān)兩種。在這里，我們所探討的是市場(chǎng)上一種普通的按鈕開關(guān)，外形如右圖1所示。

2 AK按鈕開關(guān)

圖1 開關(guān)

開關(guān)主要由外殼（黑色），按鈕（紅色），銀翹片，接觸片，彈簧等構(gòu)成，在正常工作條件下，能操作的次數(shù)一般要求在5000～35000次之間。所以，對(duì)銀翹片與接觸片有較高的技術(shù)要求，同時(shí)對(duì)它們之間接觸的銀點(diǎn)大小及放置位置有特殊要求，眾所周知，開關(guān)使用頻率高，銀點(diǎn)開合撞擊次數(shù)也很多，隨著使用時(shí)間增加它有一定的耗損。學(xué)校積極響應(yīng)國(guó)家中職培養(yǎng)模式，許多教師有機(jī)會(huì)下到工廠與企業(yè)，在某電子廠，教師親眼目睹了因?yàn)槭謩?dòng)放置銀點(diǎn)而造成的企業(yè)員工工傷事故，檢測(cè)許多開關(guān)因銀點(diǎn)放置不好而產(chǎn)品質(zhì)量下降，工廠生產(chǎn)效率降低，因而想到目前流行的ATmege8單片機(jī)價(jià)格不到10元，使用方便簡(jiǎn)單，于是有了以下的設(shè)計(jì)過程。

3 工作過程

設(shè)計(jì)的產(chǎn)品屬于半自動(dòng)鉚銀點(diǎn)控系統(tǒng)，它解決了手動(dòng)生產(chǎn)效率低，容易出現(xiàn)工傷事故，產(chǎn)品一致性不佳等問題，它的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2所示，現(xiàn)在簡(jiǎn)單說明一下該機(jī)構(gòu)的工作流程。

1）首先，振盤與減速馬達(dá)先工作，當(dāng)槽輪分度器中的傳感器檢測(cè)到波輪從槽輪中剛好出來的位置時(shí)（即間隙定位時(shí)期），觸發(fā)了一個(gè)信號(hào)，同時(shí)當(dāng)氣動(dòng)機(jī)械手處的傳感器檢測(cè)到銀點(diǎn)時(shí)，又觸發(fā)了另一個(gè)信號(hào)，當(dāng)這二個(gè)信號(hào)同時(shí)存在時(shí)，送料機(jī)械手把銀點(diǎn)送到指定位置。

2）接著，經(jīng)氣缸自帶的磁性傳感器的反饋，氣動(dòng)機(jī)械手手指張開，機(jī)械手向下移動(dòng)，到一定位置后，并且手指夾住銀點(diǎn)，再抬高位置往前給間隙分度轉(zhuǎn)盤的指定夾具位置送去，然后機(jī)械手復(fù)位。

3）然后再往復(fù)循環(huán)。

圖2 機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖

4 鉚銀控制系統(tǒng)工作流程圖

如右圖示4意圖所示，可以把設(shè)計(jì)思路繪畫成工作流程圖，這樣簡(jiǎn)潔明了。

1）當(dāng)電源打開時(shí)，就給減速馬達(dá)及振盤的電機(jī)供電，它們開始工作；

2）當(dāng)波輪從槽輪出來時(shí)如下圖3所示；

槽輪分度器中的傳感器檢測(cè)到一個(gè)信號(hào)若同時(shí)銀點(diǎn)檢測(cè)傳感器也檢測(cè)到工作信號(hào)這二個(gè)信號(hào)同時(shí)觸發(fā)送料機(jī)械手開始工作，當(dāng)機(jī)械手把銀點(diǎn)放到指定位置之后，送料機(jī)械手馬上復(fù)位。

3）當(dāng)氣缸磁性傳感器檢測(cè)到一個(gè)信號(hào)時(shí)氣動(dòng)機(jī)械手工作把銀翹片送到指定位置后進(jìn)行鉚接，同時(shí)氣動(dòng)機(jī)械手復(fù)位。

4）轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過另一角度后，鉚接氣缸進(jìn)行鉚接工作，鉚接完畢后進(jìn)入下一輪的循環(huán)。鉚銀控制系統(tǒng)工作流程圖

圖3 槽輪間隙分度機(jī)構(gòu)示意圖

5 單片機(jī)ATmege8介紹

ATmege8是基于增強(qiáng)強(qiáng)的AVRRISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmege8的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHZ，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。其價(jià)格在十元以下，它的管腳圖如圖5所示。

ATmege8具有高性能、低功耗的8位AVR(R)微處理器、先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)、非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（8K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash擦寫壽命：10，000次，真正的同時(shí)讀寫操作），以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密，有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC，三通道PWM，TQFP與MLF封裝的8路ADC，有上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè)，有片內(nèi)/片外中斷源，23個(gè)可編程的I/O口。5種睡眠模式:空閑模式、ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式及 Standby 模式。

6 電路設(shè)計(jì)

如圖6所示，此為用ProtlDXP軟件畫出的控制電路圖原理圖，如它主要由變壓器、開關(guān)、橋式整流二極管及集成穩(wěn)壓電源7805一起構(gòu)成整個(gè)電路的供電系統(tǒng)。通過各種傳感器做為ATmege8的輸入信號(hào)，輸出信號(hào)通過放大后然后去控制后繼電器工作，完成相關(guān)操作。

7 單片機(jī)控制程序

單片機(jī)控制系統(tǒng)，硬件是關(guān)鍵，軟件是靈魂，改造后的半自動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)，加快放置銀點(diǎn)的速度，使操作者隔離危險(xiǎn)源，效率提高，一致性加強(qiáng)?，F(xiàn)利用BASCOM8051軟件進(jìn)行編程，然后編譯16進(jìn)制代碼燒寫到芯片，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試后整機(jī)成為合格產(chǎn)品，程序如下。

8 結(jié)論

提高生產(chǎn)效率，保護(hù)員工的安全是企業(yè)的使命；提高專業(yè)技能，改變知識(shí)結(jié)構(gòu)，提升個(gè)人工作能力是技術(shù)員工的職責(zé)。善于發(fā)現(xiàn)問題而且用心去解決難題是技術(shù)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，非常感謝同事及企業(yè)提供的幫助與支持，我將繼續(xù)努力，有所創(chuàng)新。

[1]Protel電路板設(shè)計(jì)與制作實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練.人民郵電出版社.

[2]BASCOM8051編程手冊(cè)及ATmege8使用手冊(cè).