磁瓦自動倒角機的單片機控制系統(tǒng)設計

引言
      隨著我國制造業(yè)的飛速發(fā)展， 生產自動化也得到了快速的發(fā)展。基于單片機機電控制系統(tǒng)是生產 自動化的一個重要領域。它控制精度高、功能強大、準確而可靠。磁瓦倒角的生產是大批量的工業(yè)生產對象， 人工生產效率低且成品不高， 用單片機控制伺服電機來實現(xiàn)各個工序以完成磁瓦倒角的制作可以大大提高勞動生產率和生產自動化程度。

倒角機的系統(tǒng)原理
      該控制系統(tǒng)要求電機帶動倒角機的主皮帶輪做間歇性運動， 在皮帶輪運動時 ， 倒角機完成下料和打磨左右端面，在皮帶輪停止時，在相應的工位上分別完成工件的左外圓弧、右外圓弧 、左內圓弧 、右內圓弧、外倒角及內倒角的磨削。磁瓦零件如圖 l所示。自動倒角機的系統(tǒng)工作原理如圖 2所示。
      首先，電機帶動傳送帶運動，使磁瓦零件經過第一對砂輪的磨削， 完成對其左右端面的磨削， 運動到左外圓弧磨削工位時 ， 停止運動，相應的氣缸將其從傳送帶推到砂輪磨削位置，至少保持0. 2 S ， 以完成砂輪對其的磨削。磨削完畢后， 氣缸及相應機械機構將磁瓦回送到傳送帶 ， 開始向下一個工位運動。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， 經過綜合考慮，設計了磁瓦倒角機的工作時序。傳動帶電機做間歇運動， 運動 0. 6 S ， 停止 0 . 9 S。在停止的時間內 ，6個氣缸分別完成對各個工位上的加工控制系統(tǒng)的硬件設計依據(jù)設計的時序及其所要完成的功能 ， 選用了單片機STC8 0 5   1作為核心構成運動控制器控制安川伺服電機做間歇運動， 其計算機控制系統(tǒng)組成框圖如圖4所示。上位工控機 ：編寫和發(fā)送指令 ， 將指令發(fā)送到運動控制器.  運動控制器翻譯后 ， 傳給伺服放大器以驅動伺服電機達到所要求的運動運 動 控 制 器 ： 本 運 動 控 制 器 是 以為核心構成的， 用戶可以使用其指令集在上位機上編寫出相應的程序， 經運動控制器翻譯之后，發(fā)送到伺服放大器。伺服放大器：通過接受外部信號控制及驅動伺服電機作相應的運動伺服電機：動作的執(zhí)行機構， 帶動皮帶作所要的間歇運動。
      該系統(tǒng)選擇 S TC8 0 5   l 作為微控制器， 其內部具有 8 K Fl a s h ROM， 可以實現(xiàn)在系統(tǒng)編程， I sP通過單片機 i = .  ｛ 出的編程線 、時鐘線、復位線等塒單片機的內部Fl a s h存儲器進行編程， 編程線與P   l口線共用， 無需增加單片機的額外引腳， 本電路通過微型轉換開關選擇單片機處于運行模式還是編程模式， 系統(tǒng)處于編程模式時，無需取下控制器芯片， 采用上位機軟件， 通過下載電纜和接口， 對單片機內部 F l a s h存儲器進行編程和現(xiàn)場調試， 方便現(xiàn)場操作和維護。伺服電機工作 位置控制模式下 ， 通過單片機的和P 2   l 輸出端子對伺服放大器進行指令脈沖和指令符號的輸入， 從而控制電機僅旋轉與輸入脈？ 中成比例的角度。P   2   2用朱輸入到伺服放大器的／CLR， 來完成對位置偏移的清零。X1 、接晶振用來產生輸入脈沖信號。

程序的設計伺服所需脈沖信號由單片機定時器 T  0中斷產生， T0。 r   作在方武2定時模武下， 品振頻率在 1 2 MH   Z時理論上定時長度為（ 2 8 計數(shù)初值） ·1   S ， 但由丁中斷產生時某條指令可能正在運行， 加上進入中斷后會做一些其他工作， 故由定時長度計算出來的輸出8 永f 中 頻率和實際的輸出有些差別。如計數(shù)初值為O FO H時， 1 6個指令周期后就可產生中斷， 在中斷程序中使P UL S （ 脈沖引腳反向， 這樣理論上大約 4 O個指令周期就可輸出一個脈沖信號。 頻率為2 5 k Hz ， 當計數(shù)初值增大時， 由于單片機處理需要一定時間， 導致有些中斷得不到響應， 實際上輸出的脈沖信號頻率將不會增大， 實際測量發(fā)現(xiàn)在1 2 MHz晶N, N～TNN的　　脈沖輸出大約在2 0 k Hz 左右， 而伺服電帆轉—圈需2 o 4 8 個脈沖信號， 故最高轉速約為6 O O r ／ mi n： 滿足電機工作所需轉速。系統(tǒng)的程序流程圖如圖 5所示。
　　首先， 對指令脈沖、方向信號、輸入清楚信號及MAI N 函數(shù)入口和定時器中斷入弱進行初始化。然后執(zhí)行MAI N函數(shù)， 輸入控制信號使電機正轉 l 0 . 5圈， 之后停止等待O. 6 s， 然后檢測有無報警， 若沒有， 循環(huán)執(zhí)行MAI N函數(shù)； 若有， 則停止電機。關閉電源， 排除報警，重新上電， 運行。

結束語
      本文對磁瓦倒角機的系統(tǒng)原理進行了分析， 選用了單片機S T C 8 0 5 l 構成了何服電機舶運動控制器， 然后通過編程序達至   所要實現(xiàn)的功能。該控制系統(tǒng)， 在項目實際應用已取得成功 。相信能對磁瓦倒角機的 自動化生產將起到推動作用。該控制系統(tǒng)也可推廣到其它類似產品的生產中。