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數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置的探索

更新時(shí)間:2017-09-18      點(diǎn)擊次數(shù):1672

數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)效率高、柔性程度好,已在我國機(jī)械制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用。目前,數(shù)控機(jī)床加工、編程及操作人員已基本滿足企業(yè)需求,但裝調(diào)及維修人員卻相對匱乏。數(shù)控機(jī)床裝調(diào)及維修人員需要具備機(jī)、電、光一體化的裝調(diào)及維修能力。然而,高職院校和社會職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)在學(xué)生和社會人員培訓(xùn)過程中使用的數(shù)控機(jī)床裝調(diào)實(shí)訓(xùn)臺,裝調(diào)效果雖然明顯但不適合維修培訓(xùn)。因此,研發(fā)一種數(shù)控機(jī)床維修功能裝置嵌入到現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床裝調(diào)實(shí)訓(xùn)臺中,對于維修人員的培養(yǎng)至關(guān)重要。
1、總體方案
數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置主要解決數(shù)控機(jī)床電路故障設(shè)置及排除和數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及排除兩個(gè)問題,實(shí)現(xiàn)故障設(shè)置及排除功能,同時(shí)保留學(xué)生及其他受訓(xùn)人員數(shù)控維修技能的練習(xí),又避免對數(shù)控硬件的破壞。其工作原理為:通過上位機(jī)(PC機(jī))界面對數(shù)控機(jī)床電路及參數(shù)進(jìn)行故障設(shè)置,由RS232接口將信號傳輸至數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置的控制器,控制器接收信號并控制相關(guān)中間繼電器工作,從而斷開數(shù)控機(jī)床電源電路、系統(tǒng)電路、刀架電路、驅(qū)動電路、主軸電路、冷卻電路及急停電路等來完成數(shù)控機(jī)床電路故障設(shè)置,學(xué)生及其他受訓(xùn)人員通過現(xiàn)場檢測診斷并找到相應(yīng)的故障,使用PC機(jī)界面故障恢復(fù)功能自動排除數(shù)控機(jī)床電路故障。數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置如圖1 所示。

圖1 數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置
2、PC機(jī)模塊
PC機(jī)的串行通信以Microsoft Visual C++ 開發(fā)環(huán)境為平臺,通過調(diào)用Microsoft Visual C++的通信控件(MSComm),綜合運(yùn)用Windows API通信函數(shù)和Microsoft Visual C++的標(biāo)準(zhǔn)通信函數(shù)等集成資源來實(shí)現(xiàn)。雖然Microsoft Visual C++ 資源豐富,但并不能滿足所有通信需求,需要另外編寫通信軟件來實(shí)現(xiàn)PC機(jī)的串行通信。PC機(jī)串行通信軟件流程如圖2所示。

圖2 PC機(jī)串行通信軟件流程
由圖2可知,當(dāng)點(diǎn)擊PC機(jī)界面1號鍵后,PC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)1;當(dāng)點(diǎn)擊PC機(jī)界面2號鍵后,PC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)2;??當(dāng)點(diǎn)擊PC機(jī)界面5號鍵后,PC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)5;當(dāng)點(diǎn)擊PC機(jī)界面6號鍵后,PC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)6;當(dāng)點(diǎn)擊PC機(jī)界面7號鍵后,PC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)7。其中,數(shù)據(jù)1控制電源電路通斷繼電器,數(shù)據(jù)2控制系統(tǒng)電路通斷繼電器??
數(shù)據(jù)5控制主軸電路通斷繼電器,數(shù)據(jù)6控制冷卻電路通斷繼電器,數(shù)據(jù)7控制急停電路通斷繼電器。
3、控制系統(tǒng)硬件電路
控制系統(tǒng)硬件電路由MAX232通信芯片、8051單片機(jī)、4N25光電隔離器、75468放大器等組成。其工作原理為:通過MAX232通信芯片接收PC機(jī)信號,傳送至8051單片機(jī)P3.0、P3.1口線,信號經(jīng)8051單片機(jī)處理后,分別傳送至4N25光電隔離器,后經(jīng)75468放大器放大信號后,分別控制KA1~KA7中間繼電器線圈,并由KA1~KA7控制數(shù)控機(jī)床相應(yīng)電路的通斷,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置。8501單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路如圖3所示。



a.硬件電路模塊1


b.硬件電路模塊2
圖3 8501單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路

在控制系統(tǒng)硬件電路中,8501單片機(jī)到PC機(jī)接口通信電路原理如圖4所示。8051單片機(jī)采用6MHZ的晶振頻率,把工作在方式2的定時(shí)器T1作為周波發(fā)生器,傳輸波特率設(shè)為1200,由于串口工作在方式1的原因,串行控制寄存器(SCON)的值設(shè)為0x50,電源控制寄存器(PCON)的值設(shè)為0 ,定時(shí)器方式控制寄存器(TMOD)初值設(shè)為0x20,T1初值設(shè)為0xe8。

圖4 8501單片機(jī)到PC機(jī)接口通信電路原理
8501單片機(jī)到PC機(jī)接口通信軟件流程如圖5所示。由圖5可知,程序開始,對8501單片機(jī)串口進(jìn)行通信初始化(包括對SCON的設(shè)置、TMOD及T1的定時(shí)初始化、PCON的設(shè)置),后接收來至PC機(jī)的數(shù)據(jù)1~7,數(shù)據(jù)1~7分別控制相應(yīng)中間繼電器,程序結(jié)束。

圖5 8501單片機(jī)到PC機(jī)接口通信軟件流程
4、實(shí)驗(yàn)
數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置設(shè)計(jì)安裝完成后,對其進(jìn)行調(diào)試和考核。結(jié)果表明,該裝置性能良好,運(yùn)行穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置調(diào)試界面和考核界面如圖6~圖7所示。



圖6 數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置調(diào)試界面

圖7 數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置考核界面

5、結(jié)論
在現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床裝調(diào)實(shí)訓(xùn)臺中嵌入數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置,可解決數(shù)控機(jī)床電路故障設(shè)置及排除和數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及排除兩個(gè)問題,實(shí)現(xiàn)了故障設(shè)置及排除功能。該裝置保留了學(xué)生及其他受訓(xùn)人員在數(shù)控機(jī)床故障診斷及排除過程中人為故障診斷及現(xiàn)場恢復(fù)的技能訓(xùn)練,滿足了維修人員的培養(yǎng)需求;又避免了在訓(xùn)練過程中由于經(jīng)常插拔數(shù)控機(jī)床硬件線路,造成數(shù)控機(jī)床硬件使用壽命縮短的情況,進(jìn)而延長使用壽命。
 

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