摘? 要: 介紹了五點(diǎn)式全自動(dòng)捆鈔機(jī)的原理與實(shí)現(xiàn),并給出了相應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖和部分軟件框圖以及各種非正常情況的處理方法,。

　　關(guān)鍵詞: 五點(diǎn)式? 全自動(dòng)? 捆鈔機(jī)? 可靠性

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　　捆鈔機(jī)是金融系統(tǒng)中的辦公用品,其功能是將現(xiàn)鈔打把(每百?gòu)埣垘艦橐话?,、打捆(每十把為一捆),以便進(jìn)行現(xiàn)鈔的清點(diǎn),、運(yùn)輸和保存,。國(guó)內(nèi)的捆鈔機(jī)主要分為三類(lèi),。第一類(lèi)是機(jī)械式的,即通過(guò)杠桿,、螺旋或液壓機(jī)械按壓后由手工捆扎,因此工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度較大,且操作不規(guī)范,。第二類(lèi)是半自動(dòng)的,即用電腦控制實(shí)現(xiàn)其中連續(xù)的一個(gè)或兩個(gè)動(dòng)作,然后在工作人員配合下完成捆鈔,。第三類(lèi)捆鈔機(jī)是全自動(dòng)的,由工作人員把捆扎的現(xiàn)金放在工作臺(tái)上,按下自動(dòng)捆扎鍵后,自動(dòng)捆鈔機(jī)將完成全部動(dòng)作,。采用全自動(dòng)方式可以真正地把操作人員從重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來(lái),同時(shí)大大提高效率。目前金融部門(mén)用的捆鈔機(jī)大部分是三點(diǎn)式的半自動(dòng)捆鈔機(jī),由于三點(diǎn)式捆鈔機(jī)會(huì)引起現(xiàn)鈔的丟張現(xiàn)象,因此金融部門(mén)要求捆鈔機(jī)能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)金的五點(diǎn)捆扎,?；谝陨显?開(kāi)發(fā)了五點(diǎn)式的全自動(dòng)捆鈔機(jī),在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到了良好的效果。

1 五點(diǎn)式全自動(dòng)捆抄機(jī)的工作原理

　　五點(diǎn)式全自動(dòng)捆鈔機(jī)連續(xù)捆鈔的動(dòng)作可以分為兩步:第一步把現(xiàn)鈔進(jìn)行橫向捆扎,第二步將現(xiàn)鈔進(jìn)行兩次縱向捆扎,。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:

　　(1)將現(xiàn)鈔放在工作臺(tái)上,按下自動(dòng)捆扎鍵,壓幣電機(jī)開(kāi)始動(dòng)作,將現(xiàn)鈔壓緊,。當(dāng)檢測(cè)到現(xiàn)鈔被壓緊時(shí),壓幣電機(jī)停止工作。

　　(2)啟動(dòng)進(jìn)帶電機(jī),進(jìn)帶機(jī)構(gòu)開(kāi)始進(jìn)帶,當(dāng)帶頭碰到帶道上的“進(jìn)帶到位”行程開(kāi)關(guān)時(shí),進(jìn)帶電機(jī)停止工作,。同時(shí),凸輪電機(jī)開(kāi)始動(dòng)作,將帶頭壓住,。壓好帶頭后,凸輪電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　(3)進(jìn)帶電機(jī)反轉(zhuǎn)緊帶,將帶抽緊,當(dāng)檢測(cè)到帶被抽緊時(shí),進(jìn)帶電機(jī)停止工作,。同時(shí),凸輪電機(jī)開(kāi)始工作,帶動(dòng)焊接頭將帶焊接好,焊完后凸輪電機(jī)又帶動(dòng)切刀將帶切斷,當(dāng)檢測(cè)到凸輪電機(jī)達(dá)到初始位置時(shí),凸輪電機(jī)停止工作,。焊接點(diǎn)如圖1(a)中①所示。

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　　(4)壓幣電機(jī)反轉(zhuǎn),當(dāng)工作臺(tái)下降到一定程度時(shí),壓幣電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),。同時(shí),機(jī)械手電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手左轉(zhuǎn),。當(dāng)檢測(cè)到現(xiàn)鈔已被放置成縱向時(shí),機(jī)械手電機(jī)停止工作。

　　(5)壓幣電機(jī)壓幣,然后進(jìn)行進(jìn)帶,、壓帶,、緊帶,凸輪電機(jī)和下焊點(diǎn)" title="焊點(diǎn)">焊點(diǎn)電機(jī)同時(shí)動(dòng)作,將上下焊點(diǎn)進(jìn)行焊接。最后進(jìn)行切帶,完成第一個(gè)縱向的捆扎,。上焊接點(diǎn)如圖1(a)中②所示,下焊接點(diǎn)如圖1(b)中④所示,。

(6)機(jī)械手將現(xiàn)鈔旋轉(zhuǎn)180度后,進(jìn)行第二次縱向捆扎,第二次捆扎后的上焊點(diǎn)如圖1(a)中③所示,下焊接點(diǎn)如圖1(b)中⑤所示。

　　圖1(a)為焊接完后的現(xiàn)鈔正面效果,圖1(b)為焊接完后現(xiàn)鈔的反面效果圖,黑點(diǎn)表示焊接點(diǎn),。

橫向捆扎過(guò)程可用圖2來(lái)表示,。其中,灰色部分為現(xiàn)鈔,細(xì)線(xiàn)為捆扎帶。

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　　全自動(dòng)捆鈔機(jī)的硬件控制電路主要包括顯示部分,、鍵盤(pán)部分,、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分及各個(gè)電機(jī)的位置檢測(cè)四大部分,。其硬件框圖如圖3所示。

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　　電機(jī)的位置檢測(cè)包括:錢(qián)幣種類(lèi)(5元,、50元,、100元等錢(qián)幣的尺寸不一)位置檢測(cè);機(jī)械手位置檢測(cè);壓幣電機(jī)位置檢測(cè);下焊點(diǎn)位置檢測(cè);凸輪電機(jī)位置檢測(cè);進(jìn)帶電機(jī)位置檢測(cè)等。

　　電機(jī)包括:幣種位置電機(jī),、機(jī)械手驅(qū)動(dòng)電機(jī)" title="驅(qū)動(dòng)電機(jī)">驅(qū)動(dòng)電機(jī),、壓幣電機(jī)、下焊點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī),、凸輪電機(jī),、進(jìn)帶電機(jī)等。

　　電機(jī)控制部分的電路如圖4所示,。

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　　當(dāng)P1.0為高電平時(shí),U1截止,K1閉合,進(jìn)而K2閉合,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),。而當(dāng)P1.0為低電平時(shí),電機(jī)失電停轉(zhuǎn)。

　　在圖4的電路中采取以下幾點(diǎn)措施來(lái)增強(qiáng)抗干擾功能:

　　(1)控制回路和驅(qū)動(dòng)部分不共地,控制回路采用信號(hào)地,驅(qū)動(dòng)部分采用模擬地,應(yīng)用光電耦合器進(jìn)行隔離,。而對(duì)于交流部分　　采用的是交流地,并且把交流部分放在控制板外部,。

　　(2)在直流繼電器K1的線(xiàn)圈兩端并一個(gè)二極管,在交流繼電器K2的線(xiàn)圈兩端并一個(gè)阻容吸收回路,用來(lái)吸收線(xiàn)圈通斷電時(shí)產(chǎn)生的很高的反電勢(shì),從而減小對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)" title="單片機(jī)系統(tǒng)">單片機(jī)系統(tǒng)的干擾。

2 自動(dòng)捆鈔機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)

　　由于捆鈔機(jī)的工序是順序控制,因此對(duì)于實(shí)現(xiàn)捆鈔機(jī)動(dòng)作的子程序可以獨(dú)立編制,然后根據(jù)工藝要求將各個(gè)部分串接起來(lái),。由于各個(gè)模塊的功能主要是對(duì)對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行精確定位,實(shí)現(xiàn)方法" title="實(shí)現(xiàn)方法">實(shí)現(xiàn)方法基本相同,因此本文只畫(huà)出進(jìn)帶電機(jī)進(jìn)帶的軟件框圖,如圖5所示,。

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　　對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),除了要實(shí)現(xiàn)正常的功能外,還要能檢測(cè)整個(gè)電路的工作情況是否正常。因此在軟件的開(kāi)始部分是檢測(cè)設(shè)備能否正常工作,。若機(jī)械部分不是在復(fù)位狀態(tài),則要驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)使捆鈔機(jī)復(fù)位,。在運(yùn)行過(guò)程中要能檢測(cè)出各種非正常情況。下面列舉幾種非正常情況的處理方法,。

　　(1)軟件首先應(yīng)該檢測(cè)出各個(gè)位置檢測(cè)傳感器是否正常,。若作為位置檢測(cè)的傳感器開(kāi)路或斷路,在單位時(shí)間內(nèi)無(wú)信號(hào)接收到,則停機(jī)并開(kāi)始報(bào)警,從而提高了設(shè)備的可靠性。

　　(2)捆鈔機(jī)檢測(cè)到帶梢時(shí),表示一盤(pán)帶子將用盡,。這時(shí)自動(dòng)把機(jī)器中的帶梢退出,然后報(bào)警,告訴用戶(hù)帶已用完,需要重新安裝一盤(pán)新的帶子,。

　　(3)進(jìn)帶時(shí),若由于帶子的缺陷使其卡在捆鈔機(jī)中,捆鈔機(jī)能檢測(cè)到帶子是有缺陷的。

　　作為金融器具,安全性也是一個(gè)重要指標(biāo),。因此要求捆鈔機(jī)能處理一些特殊的情況,如當(dāng)壓幣電機(jī)剛開(kāi)始松幣時(shí),壓幣電機(jī)的傳感器突然發(fā)生故障,。若按正常處理各種異常情況的方法,則壓幣電機(jī)停機(jī)并報(bào)警。此時(shí)現(xiàn)金將被壓在設(shè)備中,等維修人員到現(xiàn)場(chǎng)處理,這可能有一兩天時(shí)間,。但是把現(xiàn)金放在外部是金融部門(mén)不允許的,。本捆鈔機(jī)處理該異常情況的方法是按住某一按鍵數(shù)秒鐘后,壓幣電機(jī)即松幣,直到該鍵放開(kāi)。

　　另外在設(shè)計(jì)捆鈔機(jī)時(shí),對(duì)于每一個(gè)單獨(dú)的動(dòng)作,都可以通過(guò)面板上對(duì)應(yīng)的按鍵來(lái)完成,。通過(guò)這種設(shè)計(jì),使捆鈔機(jī)的維修變得簡(jiǎn)單,。

3 提高電機(jī)控制精度的實(shí)現(xiàn)方法

　　由于單相異步機(jī)的價(jià)格很低,因此在本系統(tǒng)中全部采用單相異步電機(jī),。但從位置控制的角度講,單相異步機(jī)很難精確定位(開(kāi)環(huán)控制),。單相異步電機(jī)快速停車(chē)的實(shí)現(xiàn)原理如下:當(dāng)異步電機(jī)在正常工作狀態(tài)下時(shí),異步電機(jī)兩相繞組上的相位相差90°,因而在異步電機(jī)定子上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子切割磁力線(xiàn)而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在電機(jī)的兩相繞組上同時(shí)加同相電壓時(shí),則在定子中產(chǎn)生一個(gè)靜止的磁勢(shì),而此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由于電流的存在也產(chǎn)生一個(gè)磁勢(shì),。該磁勢(shì)隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),。根據(jù)磁路最近原理可知,當(dāng)兩個(gè)磁勢(shì)產(chǎn)生的磁路最短時(shí),磁路達(dá)到穩(wěn)定。因而當(dāng)電機(jī)定子的磁勢(shì)和轉(zhuǎn)子的磁勢(shì)重合時(shí),磁路達(dá)到最短,。這樣就使電機(jī)在最短的時(shí)間內(nèi)停止工作,。其原理即電磁剎車(chē)的原理。硬件中沒(méi)有增加剎車(chē)部分,但其系統(tǒng)的性能卻得到很大的提高,。使用該方法不但減少成本,而且增加了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性,。

4 機(jī)械手功能的實(shí)現(xiàn)

　　由于在捆鈔機(jī)中,機(jī)械手需要完成的動(dòng)作很簡(jiǎn)單,只是把現(xiàn)鈔從橫向放置成縱向,然后再將現(xiàn)鈔從縱向放置成橫向,各個(gè)動(dòng)作之間是90度關(guān)系,因此機(jī)械手動(dòng)作可以通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手的凸輪結(jié)構(gòu)來(lái)完成。當(dāng)檢測(cè)部分檢測(cè)到凸輪機(jī)構(gòu)完成90度旋轉(zhuǎn)后,電機(jī)停轉(zhuǎn),完成捆鈔機(jī)機(jī)械手部分的動(dòng)作,。

　　五點(diǎn)式智能捆鈔機(jī)從硬件和軟件上采取了各種抗干擾措施,使該設(shè)備抗干擾能力增強(qiáng),工作穩(wěn)定性提高,同時(shí)具備多種自診斷功能,如出現(xiàn)各種意外情況,也不會(huì)損壞現(xiàn)金,。該設(shè)備在實(shí)際工作中性能可靠,是一款理想的金融器具。

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