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单片机在数控车床切削力丈量中的应用

单片机在数控车床切削力丈量中的应用

文章内容:

单片机在数控车床切削力测量中的应用

2、系统硬件接口电路的设想

2.1 切削合力与分力

1、问题的提出

单片机在数控车床切削力丈量中的应用

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图2中a)为由电阻应变片所组成的电桥R1、R2、R3、R4别离为四个电桥桥臂的电阻。当A、C端加以必然的桥压U时则B、D端的输出电压 U由下式求得:

单片机在数控车床切削力丈量中的应用

(1)

单片机在数控车床切削力丈量中的应用

图1 系统硬件原理框图

通常测力仪中最常用的传感器是电阻丝应变片和压电晶体。我们所设想的八角环测力仪是一种电阻丝应变片式的测力仪。其工作原理是测力仪的八角环是弹性元件,在环的表里壁上粘贴电阻应变片,并连结成三个电桥以作为测定X、Y、Z三个标的目的切削力的传感器,在数控车床车削时,车削力经工件转动通报于车刀上,再由车刀刀杆通报到八角环,八角环的变形使紧贴在其上的电阻应变片也随之变形,电阻值R发生了变革(R±ΔR)。当应变片受拉伸时,电阻丝直径变细,电阻值增大(R+ΔR),当应变片受压缩变形时,电阻丝直径变粗,电阻值变小(R-ΔR),从而输出正比例电信号。尝试得知,由于电阻应变片的电阻变革很小,所以必需将信号放大到0—5V后威力输入单片机控制系统停止相应的办理。
2.2 测力传感器

在数控车床的加工中,切削力的丈量甚为重要。通过对切削力的丈量可以剖析与钻研数控车床各零部件、机构或构造的受力状况和工作状态,验证设想和计算成果的正确性,确定整机工作过程中的负载谱和某些物理现象的机理。因而,他对开展设想实践、担保数控机床安详牢靠地运行以及实现数控机床自动加工、自动检测、自动控制和切削力过载报警等都具有非常重要的作用和适用价值。


电阻应变片组成的电桥如图2所示。a)图为等臂全桥电路,b)图为卧式半桥电路。


为了便于丈量和钻研数控车床切削力起见,尤其是为了适应消费中设想和使用数控机床、刀具和夹具的必要,一般都把总切削力Fr分解成三个相互垂直标的目的的力,即Fz、Fy、Fx来钻研。
图2 电阻应变片组成的电桥

系统硬件原理框图如图1所示。系统以AT89C51单片机为控制核心,外围电路针对单片机的功能特点而设想,充裕操作了AT89C51单片机片内资源丰硕的特点,简化了外围电路,进步了牢靠性。下面对系统中主要功能模块与硬件牢靠性技术逐一剖析。

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