1.3 系统组成
钢卷尺自动切零系统由3个子系统构成：进带系统、位置识别与瞄准系统、切带与出带系统。其原理结构图如图1所示。进带系统通过进带电机和送带电机实现快速送带过程。为了使送带过程平稳，防止损坏尺带，在两个电机间设置了一调节轮。调节轮的另一端与调节电位器相连。当送带电机转速比进带电机快时，调节轮被向上提起从而改变了电位器的阻值，使变频器输出的时钟脉冲频率变高，进带电机的转速也就越快，直到进带电机转速和送带电机转速相等时，变频器输出的时钟脉冲频率不变。反之，当送带电机降速时，进带电机也跟着降速，保证了进带和送带的同步性。定位瞄准系统主要由做水平瞄准运动的工作台和自动瞄准模块组成，在上带时，可通过调节手动手柄来微调零位位置，使尺带的“0”刻度线与冲切的刀具对齐。压带机构前端与尺带接触的压头设计成与尺带形状吻合的弧形结构，所用材料为尼龙，以防止压坏尺带。切带与出带系统由气缸、冲床、出带电机等组成。冲切气缸控制冲床向下冲压，切断尺带。出带电机处于常转状态，完成切带后，出带气缸控制出带压轮下压，在出带电机的带动下，将切好的尺带自动送出。
2 系统硬件
系统硬件结构由双控制器及相应的功能模块组成，如图2示，主要由基于FPGA的中心控制器、KT700B单轴数控系统、送带和瞄准运动系统、气动系统等组成。各个功能模块间通过通信线进行信号传输，在控制器的控制下协调工作。
图2 控制系统接口图
2.1 中心控制单元
中心控制单元的主要功能是对CCD采集的视频信号进行处理，输出瞄准刻度线的位置信号和瞄准信号。图3为中心控制单元的组成框图，其中虚线内表示FPGA要实现的功能。中心控制单元主要由二值化电路、同步分离电路、FPGA、叠加电路等组成。视频信号输入后经同步分离电路分离出行同步信号和场同步信号，根据视频分划原理"。，通过对FPGA编程生成两条静态视频竖线和一条动态视频横线的控制信号，相与后控制叠加电路，即可实现显示屏幕上简单几何图形与视频图像的叠加。视频信号二值化后，以横线控制信号作为时钟基准，以视频二值化信号和“0”电压信号作为选择对象，选出监视器中横线所覆盖区域的图像的二值化信号，输入到瞄准模块和位置辨别模块。瞄准时以两条竖线与横线的交点作为瞄准的时钟基准，视频横线选出的二值化信号作为瞄准对象来实现瞄准。位置辨别时以左竖线与横线的交点为基准点，以横线选出的二值化图像信号作为时钟基准，以左竖线与横线的交点的延时信号作为判断对象，辨别瞄准刻度线在基准点的哪一边。最终，中心控制单元输出瞄准信号和位置信号给数控系统。同时为了有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，提高系统的响应速度，对输出信号进行了光电隔离。
