摘 要

现代的标签纸、卷纸生产，已经实现了很高的自动化。而模切机自动化程度是影响标签纸生产效率、提高产品质量的关键因素，譬如模切的请边、光边、清废等是否一次性完成、是否配备有人机对话系统、模切的速度等，这些都是影响标签纸生产效率的重要因素。本次设计源于企业模切机刀模自动调节的实际需求，通过基于现有机器刀模调节系统的自动化改造，实现了刀模的自动调节功能。设计的刀模自动调节系统采用涡流传感器实现模切机上下刀模之间距离的高精度检测，通过微处理器自动调节电机驱动实现刀模间距的实时调整，系统运行结果和参数通过LCD显示出来，系统具有较好的人机交互功能。结果表明，电涡距离流传感器的精度足够高，可以实现对纸张级厚度距离的测量，并且抗干扰能力极强，能在恶劣的环境下长时间工作，这使得该系统能够在工厂的不稳定环境中应用，是系统具有高精度、高稳定性的关键。

关键词：电涡流位移传感器，模切机，自动调节，精确距离测量

abstract

Modern label paper, roll paper production, has achieved a high degree of automation. The degree of automation of the die-cutting machine is a key factor affecting the production efficiency of the label paper and improving the quality of the product. For example, whether the die-cutting, the light-edge, the waste, etc. are completed at one time, whether the man-machine dialogue system, the die cutting speed , These are the important factors that affect the efficiency of label paper production.This design comes from the actual needs of the enterprise die-cutting machine tooling automatic adjustment, through the existing machine tooling adjustment system, such as the automatic transformation of the tool to achieve the automatic adjustment function. The automatic adjustment system of the tool is designed by using the eddy current sensor to realize the high precision detection of the distance between the upper and lower die-cutting machine of the die-cutting machine. The microprocessor can automatically adjust the motor drive to realize the real-time adjustment of the die-cutting distance. The system running result and parameters are displayed by LCD , The system has a good human-computer interaction.The results show that the accuracy of the electro-eddy distance flow sensor is high enough to achieve a measure of the thickness of the paper grade, and the anti-interference ability is extremely strong and can work for a long time in harsh environments, which makes the system unstable in the factory The application of the environment, the system has a high precision, high stability of the key.

Keywords：Eddy current displacement sensor，Die cutting machine，Automatic adjustment，Accurate distance measurement

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 设计想法及目标 1

第2章 设计方案的确定 3

2.1 设计基本内容及目标 3

2.2 系统设计方案选择 3

2.1.1 压力测量法 3

2.2.1 图像处理法 4

2.2.3 距离测量法 4

第3章 传感器模块设计 6

3.1 电涡流原理 6

3.2 ZD-260系列电涡流传感器性能指标 6

3.3 引脚连接以及程序部分 8

3.4 传感器的安装 9

第4章 系统显示模块设计 12

4.1 液晶显示原理简介 12

4.2 LCD12864 12

4.2.1 技术参数 12

4.2.2 引脚说明 12

4.2.3 时序说明 13

4.3 管脚连接以及驱动程序设计 14

4.3.1 硬件连接 14

4.3.2 busy函数 14

4.3.3 写函数与初始化函数 15

4.3.4 字符显示函数 16

第5章 电机驱动模块设计 18

5.1 步进电机原理概述 18

5.2 电机驱动模块 19

5.3 二相57步进电机及驱动器参数 19

5.4 连线以及程序设计 19

5.5 电机安装 21

第6章 控制系统模块设计 23

6.1 STM32F103C8T6介绍 23

6.2 系统核心电路设计 24

6.2.1 供电方案设计 24

6.2.2 晶振电路 25

6.2.3 JTAG接口电路 25

6.2.4 复位电路 26

6.2.5 按键 26

6.2.6 芯片管脚 27

6.2.7 PCB设计 28

6.3 系统主要软件设计 29

第7章 实物制作及调试 30

7.1 硬件电路调试 30

7.2 软件调试 31

第8章 总结与展望 32

参考文献 34

致谢 35

第1章 绪论

1.1 研究意义

模切机的高度自动化是现代标签纸生产系统的重要组成部分之一。近几十年来，我国对外贸易的讯速的扩大，纸质印刷的质量更加引起了人们的重视。加之人们对产品的外观等方面都有了较高的要求，模切机的各方面性能的研究变得更加的具有实际意义。比如，利用专门的模切刀，根据产品设计出专用的刀模，利用压力来模压，这样生产出来的产品在表面粗糙度、尺寸精度都有长足的进步^[1]。当前对模切机研究的重点之一就是模切机的自动化，包括人机交互、生产工序开机一步到位等方面。

1.2 国内外研究现状

传统的模切机，比较注重工艺方面，比如平模、圆模等。而现在的模切机发展，要求实现高度的自动化，包括高平稳、高精度、智能、多功能、多机联机交互等。国外先进的模切机，不仅拥有很高的模切速度、而且还能保证拥有很高的精度，在故障显示、自我诊断方面也已经达到了相当高的水准。更在近期，已经拥有了人机交互功能，实现了更高一步的智能化。在联机模切方面，国外的产品也已经发展到了相当成熟的地步，配备有清废装置、图像处理等功能，具有高效、高质量、低成本的优点。国内的模切机则不仅在模切速度、精度方面与国外有着一定的差距，而且自动化的程度也与不高。国内的模切机发展比国外要晚很多年，由于技术和经验方面的差距，国内模切机性能落后于国外产品^[2]。一般国内的机器都不会具备交互功能，在标签图像处理方面也是可有可无。在清废、请边方面还有待提升。

实现模切机刀模的自动调节，是提高模切机自动化程度的重要环节，模切机刀模自动调节系统的研制，不仅能大量节约人力物力，使工厂自动化水平提升，更能大大提高标签纸生产的质量，降低废品率。