MAX156的设计及在数控车床切削力测量中的运用(2)
2 max156在数控车床切削力丈量中的运用
在数控车床的加工中,切削力的丈量甚为重要。经过对切削力的丈量能够剖析与研讨数控车床各零部件、组织或构造的受力状况和作业状况,验证规划和计算成果的正确性,确定整机作业过程中的负载谱和某些物理表象的机理。为了便于丈量和研讨数控车床切削力起见,特别是为了习惯出产中规划和运用数控机床、刀具和夹具的需求,通常都把总切削力f 分解成三个相互笔直方向的力,即fz 、fy 、fx 来研讨。体系硬件原理框图如图1 所示。体系以mcs8051 单片机为操控中心,外围电路对于单片机的功能特色而规划,充分利用了mcs8051 单片机片内资源丰富的特色,简化了外围电路,提高了可靠性。下面临体系中首要功能模块与硬件可靠性技能逐个剖析。
2.1 max156与mcs8051的接口电路图(图2)
2.2 采样坚持电路
因为现场所测的切削力是连续改变的,而单片机采样却是断续的,为了使参数未被采样时仍能坚持原来的数值,所以需求增加采样坚持电路。
2.3 a/d 改换器电源连接
内部的2.5v 基准源输出端(refout)有必要经过１个4.7μf的电解电容和１个0.1μf 的瓷片电容旁路到模仿地,以确保器材的稳定性。ｖｄｄ应经过１个４７μｆ的电解电容和１个0.１μｆ的瓷片电容接到模仿地(图3)。
2.4 显现切削力
a/d 改换器尽管将测力传感器输出的模仿电压值改换为数字量,可是它并不是实践数控车床切削力的值,要得到真正的切削力的值还需进行以下两步作业:静态标定和标度改换。静态标定:即是经过试验树立测力传感器输出电压与切削力之间的曲线和数学模型。标度改换:即是将a/d 改换器改换后的00h —ffh 数字量再改换为实践的切削力的值。以上两步作业进行结束后才能在单片机led 上显现出数控车床实践的切削力的值。以便数控车床操作人员进行监督和办理出产等。
3 体系软件规划
体系软件包含:动态显现程序、a/d 采样程序、标度改换程序和中止效劳程序等。中止效劳程序首要是利用定时器中止发作的时标,对led 数码管进行动态改写显现。
3.1 a/d 采样程序
程序分主程序和中止效劳程序两部分。主程序用来对中止初始化,给adc0809 发发动脉冲、送模仿量路数的地址、动态显现、监控报警等。中止效劳程序用来接纳a/d改换后的数字量和判别一遍采样完结否。
3.2 中止效劳程序
中止效劳程序:
org 0003h
ajmp cint1
org 0100h
cint1: mov r0,#0f0h
movx a,@r0
mov @r1,a
inc r1
inc r2
mov a,r2
movx @r0,a
djnz r4, loop；未采
集完 3 路，则转 loop
clr ex0； 收集完
3 路，则关int0 中止
loop: reti
end
4 结语
运用max156 作数据收集芯片的单片机体系进行数控车床切削力的丈量,完成了出产过程中连续主动采样、实时显现、过载报警,以便操作人员进行监控和办理出产,有效地避免了因切削用量过大而损坏数控车床的表象发作。本体系也可经改善后移植到其他领域中运用。
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在数控车床的加工中,切削力的丈量甚为重要。经过对切削力的丈量能够剖析与研讨数控车床各零部件、组织或构造的受力状况和作业状况,验证规划和计算成果的正确性,确定整机作业过程中的负载谱和某些物理表象的机理。为了便于丈量和研讨数控车床切削力起见,特别是为了习惯出产中规划和运用数控机床、刀具和夹具的需求,通常都把总切削力f 分解成三个相互笔直方向的力,即fz 、fy 、fx 来研讨。体系硬件原理框图如图1 所示。体系以mcs8051 单片机为操控中心,外围电路对于单片机的功能特色而规划,充分利用了mcs8051 单片机片内资源丰富的特色,简化了外围电路,提高了可靠性。下面临体系中首要功能模块与硬件可靠性技能逐个剖析。
2.1 max156与mcs8051的接口电路图(图2)
2.2 采样坚持电路
因为现场所测的切削力是连续改变的,而单片机采样却是断续的,为了使参数未被采样时仍能坚持原来的数值,所以需求增加采样坚持电路。
2.3 a/d 改换器电源连接
内部的2.5v 基准源输出端(refout)有必要经过１个4.7μf的电解电容和１个0.1μf 的瓷片电容旁路到模仿地,以确保器材的稳定性。ｖｄｄ应经过１个４７μｆ的电解电容和１个0.１μｆ的瓷片电容接到模仿地(图3)。
2.4 显现切削力
a/d 改换器尽管将测力传感器输出的模仿电压值改换为数字量,可是它并不是实践数控车床切削力的值,要得到真正的切削力的值还需进行以下两步作业:静态标定和标度改换。静态标定:即是经过试验树立测力传感器输出电压与切削力之间的曲线和数学模型。标度改换:即是将a/d 改换器改换后的00h —ffh 数字量再改换为实践的切削力的值。以上两步作业进行结束后才能在单片机led 上显现出数控车床实践的切削力的值。以便数控车床操作人员进行监督和办理出产等。
3 体系软件规划
体系软件包含:动态显现程序、a/d 采样程序、标度改换程序和中止效劳程序等。中止效劳程序首要是利用定时器中止发作的时标,对led 数码管进行动态改写显现。
3.1 a/d 采样程序
程序分主程序和中止效劳程序两部分。主程序用来对中止初始化,给adc0809 发发动脉冲、送模仿量路数的地址、动态显现、监控报警等。中止效劳程序用来接纳a/d改换后的数字量和判别一遍采样完结否。
3.2 中止效劳程序
中止效劳程序:
org 0003h
ajmp cint1
org 0100h
cint1: mov r0,#0f0h
movx a,@r0
mov @r1,a
inc r1
inc r2
mov a,r2
movx @r0,a
djnz r4, loop；未采
集完 3 路，则转 loop
clr ex0； 收集完
3 路，则关int0 中止
loop: reti
end
4 结语
运用max156 作数据收集芯片的单片机体系进行数控车床切削力的丈量,完成了出产过程中连续主动采样、实时显现、过载报警,以便操作人员进行监控和办理出产,有效地避免了因切削用量过大而损坏数控车床的表象发作。本体系也可经改善后移植到其他领域中运用。
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