自動帶鋸機

該控制系統(tǒng)的結構框圖(見圖1),整個系統(tǒng)組成如下:單片機采用MCS一51系列8031芯片。外部擴展SKBEPROM(2764)作為程序存儲器,擴展SKBRAM(6264)作為數(shù)據(jù)存儲器。鍵盤由16個鍵組成,其中10個定義為數(shù)字鍵,6個定義為功能鍵。整個系統(tǒng)外部擴展兩片8155為1/0接口。步進電機由擴展1/0芯片8155,通過驅(qū)動器.驅(qū)動輸出。

系統(tǒng)軟件的關鍵部分在于步進電機的控制軟件。下面介紹其設計方法。

1、加速、減速軟件設計

1)確定運行頻率

根據(jù)帶鋸機的最大加工能力。計算出絲杠所需要的轉(zhuǎn)矩,選擇符合轉(zhuǎn)矩要求的步進電機。功率步進電機的靜轉(zhuǎn)矩指標比較高,可以直接帶負載。由所選定步進電機的運行矩頻特性,確定一個合理的最高輸出頻率,即運行頻率。最高輸出頻率越高,轉(zhuǎn)矩損失越大,影響步進電機的帶負載能力;如果運行頻率較低,則影響帶鋸機的工作效率。

2)確定起動頻率

起動頻率又稱突跳頻率,指步進電機能夠不失步起動的最高脈沖頻率。由于帶鋸機在使用步進電機時要在帶負載的情況下起動,所以在產(chǎn)品指標中給定的空載起動頻率(最高起動頻率)只能作為參考。負載起動頻率與負載轉(zhuǎn)矩及慣量的大小有關。根據(jù)所選步進電機的最高起動頻率及最高起動頻率與負載轉(zhuǎn)矩和慣量的關系確定起動頻率。

3)升頻時間的選擇

一般升頻時間定為0.1~1s,本系統(tǒng)先取0.75。為防止步進電機在頻率變化時產(chǎn)生失步,可將升降頻率的時間等分為若干段,在每段時間內(nèi)頻率保持不變,以增加可靠性。

4)改變步進電機速度的措施

一般做法是通過改變內(nèi)部或外部定時器的定時時間,或通過改變軟件的延時等方法來完成。本系統(tǒng)考慮既減少硬件電路,防止干擾,又要少占機時,并防止由于插補延時帶來的干擾,故選用了8031內(nèi)部定時器TO定時中斷方式。 2100433B

自動帶鋸機主要由鋸頭和送料系統(tǒng)組成,送料系統(tǒng)中有兩個虎鉗。前虎鉗為定虎鉗,用于鋸料時固定材料,后虎鉗為動虎鉗,被加工的材料由后虎鉗固定,并隨后虎鉗由絲杠帶動進、退。絲杠則由8031控制的步進電機帶動;因此,只要對步進電機控制得當,就能保證很高的控制精度,以及送料速度。

手動工作時可以對前、后虎鉗的夾緊、松開、(上料、下料)和抬鋸、落鋸以及鋸條控制電機的開、停,進行操作,還可以對后虎鉗的前進、后退進行操作。自動運行時根據(jù)編輯設定的參數(shù)(加工材料的組數(shù)、長度和根數(shù)),自動送料,然后自動依次輸出落鋸、壓“工進”限位開關、轉(zhuǎn)“工進”、開鋸條控制電機、壓下限位、關落鋸等指令。當加工完畢后,依次輸出抬鋸、抬離工進、關鋸條控制電機等。