石材切割机变速进给轴控制系统设计

2022-04-091

1刖目随着经济的发展和人民生活水平的提高,对居家环境要求的也进步提高。因此作为高档次的居家装修材料石材的需求量也逐年,加。由于天然石材的不规则性和石材资源的有限性使得石材的合理利用方法石材切割技术得到迅速发展,因而石材切割机的需求量也大量,加。国内外各种高性能的石材切割机种类很多,但是价格也极为昂贵,不适合我省大量中小企业的需求,设计出符合在性能上满足中小企业要求的经济型石材切割机就显得犹为迫切,其中以石材进给速度的调整要求*高。因此本文提出利用51系列单片机构建石材切割机的速设无级变速进给的控制系统。

2控制系统设汁原理石材切割机由个坐标轴组成意1宽度调整轴控制石材切割宽度以切割出不同宽度要求的石板材;深度调整轴控制切割深度以适应不同厚度的石材切割,*大深度不超过切割刀的直径进给违度调整轴控制切割刀的进给速皮,由尸石村切割宽度和石材的1刀割深度的控制和调整足在7村切割进1之前,闪此控制的时间较短,般调整结束后就+调整,而且调整的梢度也要求不高。1是对于切割刀的进给速度控制,则需要根据心材材质的+同以及切割深度的不同作不同的调整,甚至在切割的过程中也根据切割力的+而调整进给速度,因此付子宽度调整轴和深度调整轴的控制采取普通交流电机的点动控制,达到精细调整心村的切割宽度和切割深度的目的。而对于切割刀的进给速度,则希望能够进于无级变违控制或定级数的速度控制,*后确定采用单片机控制步进电机实现切割刀进给轴的定范围速度内加器中的定时计数基数,从而改变定时器产生中断脉冲的间隔时间,从而产生不同频率的输出脉冲对步进电机驱动器进行控制,实现步进电机的无级变速控制。

3变速进给轴控制系统设计3.1系统结构枢由2可知,进给控制系统的硬件由单片机89051高速光电隔离10发光极管速度级数显看门狗和复位电路以及位置控制开关和键盘输入电路等部分组成。单片机负责对整个进给控制系统进行有效的管理,并且产生必要的步进电机速度和方向控制脉冲,键盘控制电路负责进给速度的调整设置,位置开关负责对切割刀的进给起始和终了位置的确定,180显则显当前切割刀的进给速度,复位电路负责对程序的运行情况进行必要的监控,以防止系统出现种序紊乱的情况。

3.2系统硬件原理进给速度控制系统的硬件原理,系统速度以由5级组成,每级用发光极管指明当前切割进给速度级数,每级速度是根据常用的切割速度范围进行划分,在同级速度中还可以根据速度的需要进厅微调,进给速度坫根据石材材质和切割深度的+进行的调整。面板按键则用以调整切割刀的进给速度,进给速度采取循环选取的方法,付按。次按键则改变次速度,速度从低到高,到达*高级后,循环为*低级速度,在每同级速度中采用升降微调的办法进行进给速度的微量调整。左右行程开关用以控制切割刀的起始和终了位置,进给起始行程开关开始,到终了行程开关结束,并在确认的条件下,反转快速返回。高速光藕则是对把步进电机驱动器行程开关等外围通道与,隔离开来,以防止外部各种电干扰信号对系统的干扰,达到抗干扰的目的。步进电机的控制是系统的关键,首先根据不同石材切割速度的要求及传动系统的传动比进厅计算,兑步进电机的转动速度,将步进电机的旋转速度乘以36,除以步进电机的步距角,可以得到步进电机的控制脉冲频率,该频率是计算定时计数器的时间基数期+变,控制系统输出的脉冲频率不腽,反之竹改变定时器的时间基数,则技制系统的输出控制脉冲的的频率会发生改变,从而步进电机的转速就发生和应的变化,达到调整进给速度的直方便丁1参数的保存5045的*大特征是,必须在程序中定期刷新芯片内部的十算器,苦程序工作不正常,则未能及时刷新计数器,则。5,45将产生个系统复位倍号,使系统夂位,避免造成不必要的损失。

3.3软件设计为了优化系统软件设计,系统的软件为模块化结构,采用自上而下的方法,主要包括键盘扫描处理模块,普通设置键采用查询的方法读键,而急停按扭则用中断的方法调用处理子程序,使系统快速响应;8数据格选择模块,主要计算所需要的定时器时间基数并以格的形式进行存储,为定时器中断服务子程序查调用;显驱动模块,现实系统工作状态和步进电机的进给速度级数,定时器服务模块等子程序,根据系统设置的转速要求,查确定相应的时间基数,并启动下次计算,对步进电机驱动器输出控制脉冲,实现步进电机的变速控制。其中主程序流程4.系统通电后先进行初始化工作,如上电复位设置各种工作标志的初始状态设初始进给速度设置定时器的控制字和工作方式开中断以及启动定时器等。然0通过按键进相应的工作状态。

4结论机械设制造根据合作厂家的使用怙况可以以到以下结1本石材切割机的进给轴选用单片机为控制系统的⑶系统经济性能可靠,操作简单方便;硬件系统采用光电隔离和独立电源及看门狗芯片等抗千扰技术,使系统抗十扰能力人为,强,系统的稳定性得到提高;通过迸给速度控制系统的步进电机无级变速控制,石材切割机的切割效率得到提高;与手工操作切割进给相比,石材切割机对不同村质的适应能力加大,以根据不同的村质选择不4的切割进给速度,切割刀的使用寿命也得以提高;减少人为因素破坏被切石材刘晓爽李久立等。国内石材切割的设备概况幻。中国建材装备,1996.12伍卫国钱德沛等。石材切割机械控制系统的设计与实现幻。计算机工程,2000.33张德友等。单片机微机原理应用实TMl.1海,人学出版社,96 4,51系列单片机实用接口技术。北京北京航空航天大学出版社,1999调键,扫描子程序2口的状态设置相应的标志,并作相应的处理调位置开关扫描子程序口的状态1设置相应的标志,并作相应的处理查工作子程序启动定时器,调,输出子程序调显子程序,清除显标志师,从事自动化方仙的技术丁作,

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