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磨削加工是机械加工的主要方法之一,但由于数控磨床价格方面等因素,很多企业的磨削加工还是以普通磨床为主要加工设备,尤其是小微型企业更是如此。普通磨床上不配备高精度在线检测装置,加工是由人凭经验根据进给量判断加工状态,然后停机离线检测工件尺寸,加工出工件的尺寸变化范围较大,易出现不合格品;另外,加工过程中的手动检测,增加了生产时间,且多次装夹工件导致误差放大,劳动生产率降低,工人的劳动强度增大。本文针对此类问题,提出一种适用于普通外圆磨床精密磨削的在线测控系统设计方案,能较好地解决此类问题。
系统以dsPIC30F6014A数字信号控制器为核心,使用线性差动变压器式传感器采集工件外径变化,利用AD698对传感器信号进行调理,dsPIC30F6014A对信号进行模数转换并对采样数据进行处理。通过对普通磨床进行部分改造,将用于调节砂轮架纵向进给的手轮拆下,在手轮轴一侧安装步进电机,可以实现对磨床磨削加工的闭环控制。为了使用户能直观地了解工件加工情况和更好地操控系统,本系统使用触摸屏与磨床在线测控系统配合,组成良好的人机交互环境。在硬件设计过程中,进行了硬件抗干扰的设计。另外考虑到产品的通用性,为产品升级留下了余地。
普通外圆磨床在线测控系统软件系统使用C语言进行编程,采用模块化设计。程序框架包括主程序、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、通信模块等。各模块以子程序形式出现,主程序实现系统初始化和对子程序的调用,然后启动事件处理循环。文中列出了主要模块的程序流程图。
在实际测量中,由于诸多因素都会使测量结果与被测量真实值之间存在差异,这是测量误差的普遍存在性。因此,文中对普通外圆磨床在线测控系统进行了误差分析,并给出了误差处理方案,从而控制误差以提高测量精度。
本文对普通外圆磨床在线测控系统进行了硬件和软件设计,系统利用测量结果自动干预磨削过程,控制砂轮的进给和退出,使整个循环过程构成闭环系统。该系统满足企业对普通外圆磨床的改造需求,很大程度上减少了工艺系统中各种因素对加工精度的影响,而且可以减轻操作工劳动强度,提高生产效率,降低废品率,同时加工出的工件尺寸一致性较好,适应于在大批量流水线作业中使用,对企业改造旧式磨床有着重要意义。