車(chē)床的數控化改造

工業(yè)技術(shù)China siens e and Technolagy Review車(chē)床的數控化改造方漢東(哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?摘要]本文用簡(jiǎn)明的語(yǔ)言有側重的介紹了將通數控機床中CA6132車(chē)床進(jìn)給系統的設計改造過(guò)程,電路設計方面的主要內容,以單片機為主體的挖制單元可以快捷方便的完成進(jìn)給任務(wù),其中包括壞形分配器和仔儲器的設計、8031單片機和芯片8155的選擇和應用以及管角的功能、光電耦合器和步進(jìn)電機驅動(dòng)電路的設計、中斷處理的原理和繽程關(guān)鍵詞]數控滾珠絲杠步進(jìn)電機中圖分類(lèi)號:Tc659文獻標識碼:A文章編號:1009914X(2010)11-000902微機數控系統硬件電路設計幾百微妙至幾秒之間。所以在進(jìn)行實(shí)際接口設計時(shí),必須采取軟件或硬件措1系統電氣控制的結構施進(jìn)行消抖處理數控系統是由硬件和軟件兩部分組成。硬件是組成系統的基礎。硬件(b)鍵盤(pán)輸入接口設計電路的可靠性直接影響到數控系統性能指示,機床硬件電路有以下五部分組(c)輸出接]設計2步進(jìn)電機接口及驅動(dòng)電路主控制器,即中央處理器單元CPU通常在經(jīng)濟型數控機中,大多數采用步進(jìn)電機開(kāi)環(huán)控制。步進(jìn)電機是總線(xiàn),包括數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)。一種用電脈沖信號進(jìn)行控制并將電脈沖信號轉變成相應的角位移的電動(dòng)機存儲器,包括程序仔儲器和數據存儲器驅動(dòng)步進(jìn)電機的脈沖需要按所要求的順序供給電機各相。脈沖分配器就是實(shí)接口,即I/0輸入/輸出接口電路現步進(jìn)電機各相脈沖通電順序的,為了使步進(jìn)電機正常運行并輸出定功外圍設備,如鍵盤(pán)、顯示器及光電輸入機等率,需要有足夠功率提供給電動(dòng)機因此需要有功率放大環(huán)節。脈沖分配器及1.1選擇中央處理單元cPU的類(lèi)型前面的微機及接口芯片,工作電平般為5U,而作為電動(dòng)機電源的需符合步進(jìn)目前在經(jīng)濟型數控機床中,推薦采用MCs-51系列的單片機作為主控制電機要求的額定電壓值。為避免強電對弱點(diǎn)的干擾在他們之間應采用隔離器。而8031片內無(wú)ROM適用于需擴展RM可在現場(chǎng)修改和更新程序存儲器電路的應用場(chǎng)合。其價(jià)格低,使用滅活,非常適用在我國使用,所以選用8031芯2.1脈沖分配器片,而且8031芯片集成度高,功能強,只要加少量外因器件就可以構成一個(gè)完又叫環(huán)形分配器,由硬件環(huán)形分配器和軟件環(huán)形分配器。硬件環(huán)形分配整的微機系統。器需要的1/0接口接線(xiàn)少,且執行速度快但需要專(zhuān)用的芯片。軟件環(huán)形分配1.1.1定時(shí)器/計數器器是用程序實(shí)現的。定時(shí)/計數器的核心是一個(gè)+1計數器,加1計數器脈沖有兩個(gè)來(lái)源:一個(gè)22光電隔離電路是外部脈沖源,一個(gè)是系統的時(shí)鐘振蕩器。計數器對兩個(gè)脈沖源之一進(jìn)行輸在步進(jìn)電及驅動(dòng)電路中脈沖分配器輸出的信號經(jīng)放大后控制步進(jìn)電機入計數每輸出→個(gè)脈沖計數值加1,當計數到計數器全為1時(shí),再輸入一個(gè)的勵磁繞組。由于步進(jìn)電機需要的坐動(dòng)電壓較病,電流也較大。如果將I/脈沖就使計數值回零,同時(shí)從最高位溢出一個(gè)脈沖,并使特殊寄存器T00N中0口輸出信號直接與功率放大器相連,將會(huì )引起強電于擾,所以一般在接口的溢出中斷標忐置1。如定時(shí)/計數器工作于定時(shí)狀態(tài),這表示定時(shí)的時(shí)間電路與功率放大器之間都要加上隔離電路實(shí)現電氣漸離通常使用最多的是到若工作在計數狀態(tài),則表示計數凹零。所以加1計數器的基本功能是對輸光電耦合器。入脈沖進(jìn)行計數,至于其工作于定時(shí)還是計數狀態(tài)則取決于外界什么樣的脈2.3功率放大備沖源。當脈沖源為時(shí)鐘振蕩器(等間隔的脈沖序列)時(shí),脈沖數率以脈沖間隔脈沖分配器的輸出功率很小遠不滿(mǎn)足步進(jìn)電機的要求,必須將他放大后不等的外部脈沖發(fā)生器時(shí),就是外部半件的計數器,此時(shí)為計數功能產(chǎn)生是夠大的功率驅動(dòng)步進(jìn)電機的正常運轉的起動(dòng)矩頻特性和(1)中斷系統。MCS-51系列單片機提供五個(gè)中斷源,配備兩個(gè)中斷優(yōu)運行矩頻特性可以看出,隨之運行頻率的增高力矩下降。為了先級,兩個(gè)為INT0、INT1輸入外部中斷請求,低電平有效。兩個(gè)為片內定提高步進(jìn)電計動(dòng)態(tài)特性必須改善電流步波形步粗計沿后沿吏陡些可采時(shí)/計數器10和T,溢出中斷請求TF0和TF1:一個(gè)為片內串行口中斷請求TI用高低壓電路。和RI。這些中斷請求源的引腳都為R3口的第二功能對于每個(gè)中斷可編程序3其他輔助電路為高優(yōu)先級或低優(yōu)先級中斷,并能實(shí)現二級中斷嵌套3.1復位電路(2)存儲器擴展電路設計。MCS-51系列單片機的優(yōu)點(diǎn)之一是硬件設計簡(jiǎn)單片機的復位都是靠外部電路實(shí)現,在時(shí)鐘電路工作后,只要在 RESET引單,系統結構緊湊。對于簡(jiǎn)單應用的場(chǎng)合MCS-51系列的最小系統用一片腳上出現10ms以上高電平,單片機便實(shí)現狀態(tài)復位以后單片8031外擴一片 EPROM就能滿(mǎn)足功能要求。對于復雜的應用場(chǎng)合可利用MCS-元開(kāi)始執行程序。單片機通常采用上電自動(dòng)復位和按鈕復位兩51的擴展功能,構成功能強,規模較大的系統示為上電與按鈕復位組合。在上電瞬間,RC電路允電, RESET引1.1.2I/0接∏電路及轆助電路設計沖,只要 RESET端保持10s以上高電平,就能使單片機有效的復位8031單片機共有陽(yáng)個(gè)8位并行1/0口,但可供用戶(hù)使用的只有p口和部3.2越界報警電路分p3口。因此在大部分應用系統中都需要擴展I/0口芯片為了防止1作臺越界,可分別在極限位置安裝限位開(kāi)關(guān)。如果適量坐標常用的外圍接口芯片8155是可編程的RAMI0擴展接冂電路(256個(gè)RM聯(lián)動(dòng)的數控系統則有4個(gè)方向可能越界,即+X、一X,+Y、一Y?！某單元,2個(gè)8位接口,1個(gè)6位接口,1個(gè)14位口的定時(shí)計數器)8255可編程方向越界,應立即停止工作臺移動(dòng),本設計采用中斷方式利用8031的外部的通用并行接口電路(3個(gè)8位口)中斷INT0,只要有任一行程開(kāi)關(guān)閉合,即工作臺在某一方向越界,均能產(chǎn)生中(1)通用可編程接口芯片斷信號INT0。為了報警,設置紅綠燈指示,正常工作是綠燈亮,當越界報警時(shí)其中10/M是8155內部RAM和1/0口的選擇線(xiàn),I0M=0,(低電平)是選擇片紅燈亮,兩燈均由“個(gè)1/0口輸出內RM,AD0~AD7上的地址信息位8155中的RAM單元地址,當IOM=1(高電3.3掉電保護電路平)時(shí)選擇I/0口,AD0~AD7上的地址信息為I/0口地址,它利用ACE的下降沿當主電源正常時(shí),單片機由VCC5V電源供電,此時(shí),vC5V電源通過(guò)和將此信息鎖存到片內鎖存器中R1,對保護用電池進(jìn)行充電以保證電池電量的充足,適當選擇R的大小可(2)接口設計以保證中國煤化工(a)開(kāi)關(guān)輸入接口設計參考文控制微機通過(guò)!/0口或擴展I0口對A點(diǎn)電位進(jìn)行檢測,從而判斷開(kāi)關(guān)的CNMH GIK,北京:高等教育出版杜狀態(tài)。由于這類(lèi)開(kāi)關(guān)多是機械開(kāi)關(guān),機械觸電的彈性作用使開(kāi)關(guān)在閉合及斷出版,198開(kāi)瞬間產(chǎn)生抖動(dòng),造成A點(diǎn)電位產(chǎn)生·系列脈沖。抖動(dòng)時(shí)間長(cháng)短與機械特性[2]徐瀛機械設計手冊1和4[M],(第2版),北京:機械工業(yè)出版社有關(guān),一般為5~10ms。按鈕的穩定閉合期由操作員的按鍵動(dòng)作決定,一般在2003.故博寬9工業(yè)技術(shù)e al Iat hhriax Heing循環(huán)流化床鍋爐運行缺陷分析陳亮(石河子天富東熱電廠(chǎng)鍋爐分場(chǎng)832014)中圖分類(lèi)號:TK33文獻標識碼:A文章編號:1009914X(2010)110010-0循環(huán)流化床鍋爐在使用中有效率高、污染低、煤種適應性好等特點(diǎn)因2返料器(行闊或L)此是目前環(huán)保節能型電廠(chǎng)的發(fā)展方向。該爐型可燃用泥煤、煙煤(包括命硫返料器是循環(huán)流化床上要的組成部分之一。在分離器內大部分固體顆粒煤)、無(wú)煙煤、矸石、焦炭、工業(yè)廢料、城市垃圾等各種品質(zhì)燃料,同時(shí)被分離下來(lái).經(jīng)返料器又回到爐內.循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率為5~20,十在床內直接添加石灰石等脫硫劑即可達到脫硫效率高(當Ca/S=1.5~2.0幾倍于給煤量的返料灰需經(jīng)過(guò)返料器返回燃燒室再次燃燒,同時(shí)循環(huán)倍率的大時(shí),脫硫效率可達85%~90%)H投資小的目標。目前,國際上循環(huán)流化床鍋爐小也由返料器米調節。因此返料器是關(guān)系到鍋爐燃燒、過(guò)熱汽溫和負荷的已進(jìn)入大型化、商品化生產(chǎn)階段,國內越來(lái)越多的廠(chǎng)家也投入了循環(huán)流化床重要部件。鍋爐的研制和生產(chǎn)。而循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一種新技術(shù)國內在安裝技術(shù)料器的安裝要點(diǎn)方面與煤粉爐相比還有定差距?，F本文針對幾個(gè)突出的問(wèn)題提出自己的看(1)保證返料器與料腿的相對尺寸。7法,供大家進(jìn)行交流(2)返料器各個(gè)風(fēng)孔的孔徑應相同,相互只差0.5mm。如果孔徑不同便1磨損問(wèn)題導致返料不暢或不返料。循環(huán)泡化床鍋爐燃用粒徑在13m以下的煤粒,流化風(fēng)速很大〔通常為5~(3)返料器砌筑材料為耐高溫耐磨,材料選用為800~100℃溫度區耐磨10a/s)。因此,磨損問(wèn)題是該鍋爐最大的問(wèn)題。度最髙的材料1.1燃燒帶的磨損3漏風(fēng)問(wèn)題膛布風(fēng)板周?chē)膫葹樗浔?整體澆注“耐高溫耐唐澆注料”向火面漏風(fēng)問(wèn)題對循環(huán)流化床鍋爐影響很大,既給鍋爐調節帶來(lái)困難,又降低的澆注料層厚度通常為20m,這個(gè)區域稱(chēng)為“燃燒帶”。燃燒帶的膺損全電廠(chǎng)的熱效率,同時(shí)也污染環(huán)境部由耐尚溫耐磨澆注料來(lái)承擔,澆注料的材質(zhì)和施T質(zhì)量是減小磨損的重點(diǎn)3.1流化床風(fēng)室漏風(fēng)首先是選材問(wèn)題。澆注料在不同溫度下的耐磨度相差很大,循壞流化風(fēng)室漏風(fēng)不能形成等壓風(fēng)室,使流化床存在局部死區,死區內燃料著(zhù)火鍋爐的燃燒溫度為800~1000℃,因此要選用在這個(gè)溫度風(fēng)耐磨度最大的材緩慢,形成局部熱點(diǎn),導致結焦床下點(diǎn)火的鍋爐,其風(fēng)室易發(fā)生漏風(fēng)部位及處理辦法施I質(zhì)量也是一個(gè)重要問(wèn)題,在施工中需注意以下幾點(diǎn)(1)點(diǎn)火裝置與風(fēng)室連接處在點(diǎn)火時(shí)受熱膨脹,風(fēng)室爐墻以及護板之間留(1)施工用水必須潔凈,酸堿度要符合要求。水灰比必須控制好,一般澆有一定的膨脹間隙,容易發(fā)生泄露。安裝時(shí)點(diǎn)火裝置與爐墻之間應將填料安裝合適:點(diǎn)火裝置與護板之間蓄加裝膨脹吸收裝置,密封焊接(2)攪拌要均勻,使用強制性攪拌機,攪拌全糊狀,攪拌好的澆注料不可2)風(fēng)室人孔門(mén),風(fēng)室在點(diǎn)火時(shí)內部溫度很高密封填料容易燒壞,人孔存放時(shí)間過(guò)長(cháng)門(mén)在高溫下會(huì )產(chǎn)生變形這兩種情況下都會(huì )發(fā)生漏風(fēng)。因此要安裝耐畫(huà)溫的3)使用小直徑振搗棒或片式振搗棒,將澆注料振搗實(shí)密封填料,人孔門(mén)增加剛度;點(diǎn)火時(shí),適當縮短點(diǎn)火時(shí)間,控制點(diǎn)火溫度(4)烘爐溫升曲線(xiàn)嚴格按材料供應廠(chǎng)家提供的資料進(jìn)行3.2一次風(fēng)機出口擋板內漏2水平煙道的磨損鍋爐點(diǎn)火時(shí)如果擋板不嚴密給點(diǎn)火造成困難鍋爐運行中需要不斷調節水平煙道是煙(從爐膛進(jìn)入旋風(fēng)分離器的通道.水平煙道截面為漸縮噴次風(fēng)量和風(fēng)壓。因此出口擋板的嚴密性、準確性至關(guān)重要嘴狀煙流速在水平煙道內逐漸增大,對四壁的磨損很大,也有可能引起四壁1)風(fēng)機選型時(shí),要考慮一次風(fēng)機擋板的嚴密性和可調性振動(dòng)。此處耐溫耐廓澆注料、耐尚溫耐磨磚和砌磚用耐火泥的選材和施(2)風(fēng)機安裝后調節出口擋板開(kāi)度范圍為0~100%如果不能調節到零位工要求與燃燒帶相同裝氈墊或膠墊水平燃道側墻不可砌筑成單墻,側墻與護板之間要用耐熱鋼筋連接4風(fēng)帽1.3受熱面的磨損流化床風(fēng)帽上均勻開(kāi)8~12個(gè)小孔,小孔直徑一般為5~6mm,停爐后檢循環(huán)流化床鍋爐分離器后部安裝有過(guò)熱器、省煤器等。管排與爐墻之查,經(jīng)常會(huì )發(fā)現有的風(fēng)帽自小孔處裂縫或脫落。分析其原因有3條間的間隙要嚴格控制。間隙過(guò)小影響受熱面的正常膨脹,間隙過(guò)大會(huì )形成(1)加工式風(fēng)帽熱處理不徹底,有殘余應力存在“煙氣走廊”?！盁煔庾呃取眱葻煔饬魉俦绕骄魉俅?~4倍,磨損最與(2)風(fēng)帽破裂時(shí)間一般在停爐壓火過(guò)程中,說(shuō)明停爐壓火方法不正確飛灰濃度成正比,與煙氣流速的3.5次方成正比,由此可見(jiàn),在“煙氣走(3)啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)使用點(diǎn)火裝置時(shí)間過(guò)長(cháng)風(fēng)室溫度過(guò)高使風(fēng)帽內部金屬組廊”,磨損景比正常磨損量增大幾十倍。因此,消除“煙氣走廊”是減小省織發(fā)生了變化。煤器管排膺損的十分關(guān)鍵的環(huán)節因此在安裝過(guò)程中盡量采用整體式風(fēng)帽風(fēng)帽下部與耐火層結合部位嚴在管排施期間,控制管排與立柱之間的間距管排與護板之間的距離在密牢固,啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)嚴格控制點(diǎn)火時(shí)間和點(diǎn)火溫度,停爐壓火嚴格執行規程爐墻砌筑期間,控制托磚架、拉鉤與管排之間的距離,最后控制爐墻與管排之間的距離。如果還有誤差,可以把爐墻一層磚向內伸出一定距離,或加裝防磨板,使各處煙氣流通面積一致。[3]郝忠軍雷小玲綜合作業(yè)指導書(shū)[M],西安:機械部工程師進(jìn)修大學(xué)[]芮延年機電傳動(dòng)控制[M],北京:機械工業(yè)出版社,2006電器學(xué)院,1995[2]李南南吳清 MATLAB7簡(jiǎn)明教程[M],北京清華大學(xué)出版社,2005[4]賈亞洲金屬切削機床概論[M],北京:機械工業(yè)出版杜出版,2001.[13]高國燊.自動(dòng)控制原理[M],廣州:華南理工大學(xué)出版社2003[5】]鄭堤唐可洪機電一體化設計基礎[,北京:機械工業(yè)出版社出[6】張建剛胡大澤數控技術(shù)[M],武漢:華中科技大學(xué)出版社,200[7]鄧星鐘機電傳動(dòng)控制[M],武漢:華中理工大學(xué)出版社,1988中國煤化工8]濮良貴機械設計[,西安西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研CNMHG[9】]王之櫪.王大康機械設計綜合課程設計[M],北京:機械工業(yè)出版社2004.[0]廖念釗莫雨松等互換性與技術(shù)測量[M],中國計量出版社,1998