磁瓦自動(dòng)倒角機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言
隨著我國(guó)制造業(yè)的飛速發(fā)展， 生產(chǎn)自動(dòng)化也得到了快速的發(fā)展?；?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/單片機(jī)">單片機(jī)機(jī)電控制系統(tǒng)是生產(chǎn) 自動(dòng)化的一個(gè)重要領(lǐng)域。它控制精度高、功能強(qiáng)大、準(zhǔn)確而可靠。磁瓦倒角的生產(chǎn)是大批量的工業(yè)生產(chǎn)對(duì)象， 人工生產(chǎn)效率低且成品不高， 用單片機(jī)控制伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)工序以完成磁瓦倒角的制作可以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化程度。

倒角機(jī)的系統(tǒng)原理
該控制系統(tǒng)要求電機(jī)帶動(dòng)倒角機(jī)的主皮帶輪做間歇性運(yùn)動(dòng)， 在皮帶輪運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 倒角機(jī)完成下料和打磨左右端面，在皮帶輪停止時(shí)，在相應(yīng)的工位上分別完成工件的左外圓弧、右外圓弧 、左內(nèi)圓弧 、右內(nèi)圓弧、外倒角及內(nèi)倒角的磨削。磁瓦零件如圖 l所示。自動(dòng)倒角機(jī)的系統(tǒng)工作原理如圖 2所示。
首先，電機(jī)帶動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)，使磁瓦零件經(jīng)過(guò)第一對(duì)砂輪的磨削， 完成對(duì)其左右端面的磨削， 運(yùn)動(dòng)到左外圓弧磨削工位時(shí) ， 停止運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的氣缸將其從傳送帶推到砂輪磨削位置，至少保持0. 2 S ， 以完成砂輪對(duì)其的磨削。磨削完畢后， 氣缸及相應(yīng)機(jī)械機(jī)構(gòu)將磁瓦回送到傳送帶 ， 開(kāi)始向下一個(gè)工位運(yùn)動(dòng)。直到所有工位磨削完成 ，最后下料。其工藝流程如圖 3所示。

根據(jù)以上工藝流程圖， 經(jīng)過(guò)綜合考慮，設(shè)計(jì)了磁瓦倒角機(jī)的工作時(shí)序。傳動(dòng)帶電機(jī)做間歇運(yùn)動(dòng)， 運(yùn)動(dòng) 0. 6 S ， 停止 0 . 9 S。在停止的時(shí)間內(nèi) ，6個(gè)氣缸分別完成對(duì)各個(gè)工位上的加工控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)的時(shí)序及其所要完成的功能 ， 選用了單片機(jī)STC8 0 5 1作為核心構(gòu)成運(yùn)動(dòng)控制器控制安川伺服電機(jī)做間歇運(yùn)動(dòng)， 其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成框圖如圖4所示。上位工控機(jī) ：編寫和發(fā)送指令 ， 將指令發(fā)送到運(yùn)動(dòng)控制器. 運(yùn)動(dòng)控制器翻譯后 ， 傳給伺服放大器以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)達(dá)到所要求的運(yùn)動(dòng)運(yùn) 動(dòng) 控 制 器 ： 本 運(yùn) 動(dòng) 控 制 器 是 以為核心構(gòu)成的， 用戶可以使用其指令集在上位機(jī)上編寫出相應(yīng)的程序， 經(jīng)運(yùn)動(dòng)控制器翻譯之后，發(fā)送到伺服放大器。伺服放大器：通過(guò)接受外部信號(hào)控制及驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)：動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 帶動(dòng)皮帶作所要的間歇運(yùn)動(dòng)。
該系統(tǒng)選擇 S TC8 0 5 l 作為微控制器， 其內(nèi)部具有 8 K Fl a s h ROM， 可以實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程， I sP通過(guò)單片機(jī) i = . ｛ 出的編程線 、時(shí)鐘線、復(fù)位線等塒單片機(jī)的內(nèi)部Fl a s h存儲(chǔ)器進(jìn)行編程， 編程線與P l口線共用， 無(wú)需增加單片機(jī)的額外引腳， 本電路通過(guò)微型轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇單片機(jī)處于運(yùn)行模式還是編程模式， 系統(tǒng)處于編程模式時(shí)，無(wú)需取下控制器芯片， 采用上位機(jī)軟件， 通過(guò)下載電纜和接口， 對(duì)單片機(jī)內(nèi)部 F l a s h存儲(chǔ)器進(jìn)行編程和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試， 方便現(xiàn)場(chǎng)操作和維護(hù)。伺服電機(jī)工作 位置控制模式下 ， 通過(guò)單片機(jī)的和P 2 l 輸出端子對(duì)伺服放大器進(jìn)行指令脈沖和指令符號(hào)的輸入， 從而控制電機(jī)僅旋轉(zhuǎn)與輸入脈？ 中成比例的角度。P 2 2用朱輸入到伺服放大器的／CLR， 來(lái)完成對(duì)位置偏移的清零。X1 、接晶振用來(lái)產(chǎn)生輸入脈沖信號(hào)。