《精密制造与自动化》54磨床数控化改造中砂轮形状的自动检测与修整王如松1陈文杰1宁同海1王宏强2河北机电职业技术学院1（054048）河北省邢台市劳动局职业技能鉴定中心2（054000）摘要在磨削加工中，砂轮的磨损状态是砂轮磨削性能好坏的重要指标之一，它影响着磨削加工的生产效率和加工质量。自1974年第一台单片机问世以来，给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，目前已广泛应用于汽车、机床、家电、玩具等领域，技术相当普及成熟，利用单片机技术在磨床数控化改造中控制砂轮的磨损检测与修整具有重要的现实意义。关键词磨削加工单片机控制技术砂轮检测与修整磨床是产品加工质量的关键设备，磨削加工中，砂轮的磨损状态是影响磨削质量的另一个主要因素。砂轮在磨削过程中，磨粒逐渐磨钝而失去切削能力，若继续磨削，就会增加砂轮与工件之间的摩擦而发热，磨削质量将显著下降。这主要是由于磨粒的钝化、砂轮表面被堵以及砂轮外形失真所致，因此实时检测砂轮状态，并及时修整对保证磨削质量意义重大。1砂轮磨损检测磨削加工中，若磨削质量下降，则说明砂轮磨损严重，应及时进行砂轮磨损量检测及修整。如图1所示。检测砂轮时，砂轮首先移动到某一固定点（可以设为第二参考点），在砂轮转动的情况下，传感器沿A到B点间轨迹道往复移动，检测到的最大与最小信号值之差即为砂轮修整量，把经过处理的信号值输入单片机，从而控制砂轮修整量。2砂轮修整轴承磨削砂轮轮廓为一固定圆弧，砂轮修整轨迹控制方便，采用金刚石轮轨迹修整法（见图2）。砂轮修整时，除旋转外，X、Z轴做圆弧插补运动，修整器（金刚滚轮）只做旋转运动。当检测结束后，修整轮移动到修整位置，按检测到的最大误差自动分步进给至修整量，砂轮按预定的修整轨迹往复运动多次，实现砂轮修整。图2金刚石轮修整砂轮示意图3砂轮修整控制程序采用AT89C51型单片机、可伸缩电阻式传感器来实现砂轮磨损检测与修整的自动控制，并通过单片机控制步进电动机实现修整量进给。1）单片机功能键、行程开关介绍键盘可输入进给步数，3个数码管显示输入进给的步数。A为输入步数功能键，B为输入步数后确定键；C、D为点动进给和快速进给键；E、F为点动后退和连续后退键。8155命令口地址4100H；PA口地址4001H；PB口地址4002H；PC口地址4003H；A/D地址7FFFH。SQ1为接触式测量探头到位开关，SQ2为测量探头后退到位行程开关，SQ3为修整轮进给到位行砂轮修整轨迹修整轮被修整砂轮–X+–Z+图1砂轮磨损量检测2007年第4期（总第172期）55程开关，SQ4为修整轮后退到位行程开关，STOP为停止开关。PA0、PA1、PA2为工具进给步进电机控制；PA3、PA4为测试探头直流电机正反转；PA5使工具砂轮转动（结构原理如图3）。图3AT89C51C51型单片机2）砂轮修整过程当砂轮需要检测时，通过调用子程序，砂轮运动到修整位置，接触式测量探头接近砂轮，到位后由SQ1发出信号，修整轮开始接近砂轮，到位后由SQ3发出信号，修整轮开始做匀速进给、砂轮开始沿“砂轮修整轨迹”做圆弧插补运动，修整轮移动完修整量后，砂轮再沿“砂轮修整轨迹”往复一次，结束修整，修整轮后退，到位后由SQ4发出信号，修整结束返回加工主程序。3）单片机控制程序根据砂轮磨损检测与修整过程，编写的单片机控制程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMPSTOPMAIN：MOVA，#0FHMOVDPTR，#4100H；MOVX@DPTR,AMOVSP，#50H;初始化MOVIE，#81HSETBIT0WAIT：MOVP2,#0FFHMOVA,P2JNBACC.0，TATOU;探头伸出LCALLKEYJB20H，KEY2；计算键值LCALLPLAY；调显示SJMPWAITTATOU：MOVDPTR，#4101H；MOVA，#08H；探头电机正转即探头伸出MOVX@DPTR,AMOVDPTR，#7FFFH；A/D地址ROO1：MOVX@DPTR,A;A/D开始转换JBP3.3,$MOVXA,@DPTR；读取数据CJNEA,#7FH,ROO；保存ROO:JCROO1LCALLMMMOVA，#00HMOVDPTR，#4101H；MOVX@DPTR,ALCALLMMMOVA，#10HMOVDPTR，#4101H；MOVX@DPTR,AJBP2.5，$MOVA，#00HMOVDPTR，#4101H；MOVX@DPTR,ADDD：LCALLJGZHMOVA，#20H；工具头砂轮转动MOVDPTR，#4101H；MOVX@DPTR,AMOV23H，BSHLOP2：LCALLJGZHDSHANG：MOVP2,#0FFHMOVA,P2JBACC.1，DSHANG;磨头到上侧MOVA，#60H；工具头砂轮转动；磨头顺时针转...
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