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鍋爐筒打孔專(zhuān)機數控系統
作者：
時(shí)間：2014-01-02
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 前 言
為實(shí)現鍋爐筒壁孔加工自動(dòng)化而設計的數控系統，是以MCS-51單片機為控制核心、步進(jìn)電機為驅動(dòng)電機、機床大、小拖板為執行部件的兩坐標開(kāi)環(huán)控制系統。大拖板縱向移動(dòng)以確定打孔位置，脈沖當量值為0.02mm/步，最大進(jìn)給速度為5m/min。小拖板橫向移動(dòng)以實(shí)現刀具的快進(jìn)和工進(jìn)。系統具有點(diǎn)動(dòng)對刀、自動(dòng)加工、暫停和繼續、急停報警、回零等主要功能。
2 硬件結構與功能
系統硬件分布于一塊控制主板和兩塊驅動(dòng)板上。
在以8031單片機為主的控制主板上，擴展一片27256EPROM，用于存放系統軟件，一片2764EPROM，用于固化經(jīng)過(guò)調試的零件加工程序，一片帶掉電保護的6264RAM，用于隨機存儲手工編輯的零件加工程序。另外擴展一片8255并行I/O口，其B口用于輸出步進(jìn)電機控制信號、C口和A口用于鍵盤(pán)和顯示器接口。
主板上配置4×7個(gè)按鍵，其中0～F的十六進(jìn)制數字鍵用于手工編輯加工程序時(shí)輸入存儲單元地址、工件號、加工指令等，其余功能鍵用作單片機復位、6264內存地址加1，減1，步進(jìn)電機點(diǎn)動(dòng)對刀、自動(dòng)加工及刀具回零等。
6個(gè)8段LED數碼管采用共陰極接法，動(dòng)態(tài)顯示數據。
根據對拖動(dòng)力矩的實(shí)驗分析，確定采用150BF003型步進(jìn)電機驅動(dòng)大拖板，采用110BF003型步進(jìn)電機驅動(dòng)小拖板。步進(jìn)電機的各相繞組通電狀態(tài)是由單片機通過(guò)數據總線(xiàn)送往8255的B口，經(jīng)光電隔離后由驅動(dòng)電路進(jìn)行功率放大而實(shí)現的。驅動(dòng)電源采用斬波電路，能提供接近矩形波的電流波形，在低頻段輸出穩定扭矩為0.85～0.9Tj(Tj為電機最大靜態(tài)扭矩)，系統帶負載能力強，運行快速性好。
考慮系統運行的安全性，設置限位開(kāi)關(guān)、手動(dòng)暫停開(kāi)關(guān)和手動(dòng)急停開(kāi)關(guān)，將信號接至單片機P1口，并采用三輸入與非門(mén)74LS10，將其輸出端作為中斷源信號接至單片機INTO位。
系統原理框圖如圖1所示。
圖1
3 軟件設計
固化于27256EPROM中的系統軟件，分監控程序和加工指令解釋程序兩部分。
3.1 監控程序
監控程序包括單片機系統初始化、鍵處理、輸入數據顯示和存儲、中斷服務(wù)等功能模塊。
系統初始化模塊完成單片機上電復位或按復位>鍵后有關(guān)存儲單元、寄存器、可編程位的狀態(tài)初始化以及允許INTO中斷等設置，并在顯示器上顯示提示符“-”。
鍵處理模塊對所有按鍵進(jìn)行掃描查詢(xún)，無(wú)鍵按下時(shí)，繼續顯示提符，有鍵按下時(shí)，通過(guò)譯碼，識別其是數據鍵或功能鍵，以便轉至相應程序處理。
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