本文就介紹了應(yīng)用AT89C51單片機(jī)測量數(shù)控車床切削力的新方法，重點闡述了單片機(jī)實現(xiàn)連續(xù)自動采樣、A/D轉(zhuǎn)換、標(biāo)度變換及數(shù)據(jù)處理的方法。
1 問題的提出
在數(shù)控車床的加工中，切削力的測量甚為重要。通過對切削力的測量可以分析與研究數(shù)控車床各零部件、機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的受力情況和工作狀態(tài)，驗證設(shè)計和計算結(jié)果的正確性，確定整機(jī)工作過程中的負(fù)載譜和某些物理現(xiàn)象的機(jī)理。因此，他對發(fā)展設(shè)計理論、保證數(shù)控機(jī)床安全可靠地運行以及實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動加工、自動檢測、自動控制和切削力過載報警等都具有十分重要的作用和適用價值。
2 系統(tǒng)硬件接口電路的設(shè)計
系統(tǒng)硬件原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為控制核心，外圍電路針對單片機(jī)的功能特點而設(shè)計，充分利用了AT89C51單片機(jī)片內(nèi)資源豐富的特點，簡化了外圍電路，提高了可靠性。下面對系統(tǒng)中主要功能模塊與硬件可靠性技術(shù)逐一分析。
部分參考程序如下：
主程序：ORG 0A00H
MOV R1,#30H；輸入數(shù)據(jù)區(qū)起始地址
MOV R4,#03H；模擬量總路數(shù)送R4
MOV R2,#00H;IN0地址送R2
SETB EA
SETB EX0
SETB IT0
MOV R0,#0F0H
MOV A,R2
MOVX @R0,A
SJMP $ ;等待中斷
中斷服務(wù)程序：
ORG 0003H
AJMP CINT1
ORG 0100H
CINT1: MOV R0,#0F0H
MOVX A,@R0
MOV @R1,A
INC R1
INC R2
MOV A,R2
MOVX @R0,A
DJNZ R4, LOOP；若未采集完3路，則轉(zhuǎn)LOOP
CLR EX0； 若采集完3路，則關(guān)INT0中斷
LOOP: RETI
END
3.2 標(biāo)度變換子程序框圖
由實驗結(jié)果得知，本系統(tǒng)由A/D轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量與數(shù)控車床切削力的值呈線性關(guān)系。因此，標(biāo)度變換的數(shù)學(xué)公式為：
Ax=A0+（Am-A0）（Nx-No）/（Nm-No）
A0 ── 一次測量儀表的下限
Am ── 一次測量儀表的上限
Ax ── 實際測量值
N0 ── 儀表下限所對應(yīng)的數(shù)字量
Nm ── 儀表上限所對應(yīng)的數(shù)字量
Nx ── 測量值所對應(yīng)的數(shù)字量
為了使程序簡單，一般把被測參數(shù)的起點A0（輸入信號為0）所對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為0，即N0=0，這樣公式變?yōu)椋?/p>
Ax= Nx/Nm（Am-A0）+A0
結(jié)束語
應(yīng)用單片機(jī)測量數(shù)控車床切削力，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中連續(xù)自動采樣、實時顯示、過載報警，以便操作人員進(jìn)行監(jiān)控和管理生產(chǎn)，有效地防止了因切削用量過大而損壞數(shù)控車床的現(xiàn)象發(fā)生。