车床的数控化改造

工业技术China siens e and Technolagy Review车床的数控化改造方汉东(哈尔滨工业大学环保科技股份有限公司)摘要]本文用简明的语言有侧重的介绍了将通数控机床中CA6132车床进给系统的设计改造过程,电路设计方面的主要内容,以单片机为主体的挖制单元可以快捷方便的完成进给任务,其中包括坏形分配器和仔储器的设计、8031单片机和芯片8155的选择和应用以及管角的功能、光电耦合器和步进电机驱动电路的设计、中断处理的原理和缤程关键词]数控滚珠丝杠步进电机中图分类号:Tc659文献标识码:A文章编号:1009914X(2010)11-000902微机数控系统硬件电路设计几百微妙至几秒之间。所以在进行实际接口设计时,必须采取软件或硬件措1系统电气控制的结构施进行消抖处理数控系统是由硬件和软件两部分组成。硬件是组成系统的基础。硬件(b)键盘输入接口设计电路的可靠性直接影响到数控系统性能指示,机床硬件电路有以下五部分组(c)输出接]设计2步进电机接口及驱动电路主控制器,即中央处理器单元CPU通常在经济型数控机中,大多数采用步进电机开环控制。步进电机是总线,包括数据总线、地址总线和控制总线。一种用电脉冲信号进行控制并将电脉冲信号转变成相应的角位移的电动机存储器,包括程序仔储器和数据存储器驱动步进电机的脉冲需要按所要求的顺序供给电机各相。脉冲分配器就是实接口,即I/0输入/输出接口电路现步进电机各相脉冲通电顺序的,为了使步进电机正常运行并输出定功外围设备,如键盘、显示器及光电输入机等率,需要有足够功率提供给电动机因此需要有功率放大环节。脉冲分配器及1.1选择中央处理单元cPU的类型前面的微机及接口芯片,工作电平般为5U,而作为电动机电源的需符合步进目前在经济型数控机床中,推荐采用MCs-51系列的单片机作为主控制电机要求的额定电压值。为避免强电对弱点的干扰在他们之间应采用隔离器。而8031片内无ROM适用于需扩展RM可在现场修改和更新程序存储器电路的应用场合。其价格低,使用灭活,非常适用在我国使用,所以选用8031芯2.1脉冲分配器片,而且8031芯片集成度高,功能强,只要加少量外因器件就可以构成一个完又叫环形分配器,由硬件环形分配器和软件环形分配器。硬件环形分配整的微机系统。器需要的1/0接口接线少,且执行速度快但需要专用的芯片。软件环形分配1.1.1定时器/计数器器是用程序实现的。定时/计数器的核心是一个+1计数器,加1计数器脉冲有两个来源:一个22光电隔离电路是外部脉冲源,一个是系统的时钟振荡器。计数器对两个脉冲源之一进行输在步进电及驱动电路中脉冲分配器输出的信号经放大后控制步进电机入计数每输出→个脉冲计数值加1,当计数到计数器全为1时,再输入一个的励磁绕组。由于步进电机需要的坐动电压较病,电流也较大。如果将I/脉冲就使计数值回零,同时从最高位溢出一个脉冲,并使特殊寄存器T00N中0口输出信号直接与功率放大器相连,将会引起强电于扰,所以一般在接口的溢出中断标忐置1。如定时/计数器工作于定时状态,这表示定时的时间电路与功率放大器之间都要加上隔离电路实现电气渐离通常使用最多的是到若工作在计数状态,则表示计数凹零。所以加1计数器的基本功能是对输光电耦合器。入脉冲进行计数,至于其工作于定时还是计数状态则取决于外界什么样的脉2.3功率放大备冲源。当脉冲源为时钟振荡器(等间隔的脉冲序列)时,脉冲数率以脉冲间隔脉冲分配器的输出功率很小远不满足步进电机的要求,必须将他放大后不等的外部脉冲发生器时,就是外部半件的计数器,此时为计数功能产生是够大的功率驱动步进电机的正常运转的起动矩频特性和(1)中断系统。MCS-51系列单片机提供五个中断源,配备两个中断优运行矩频特性可以看出,随之运行频率的增高力矩下降。为了先级,两个为INT0、INT1输入外部中断请求,低电平有效。两个为片内定提高步进电计动态特性必须改善电流步波形步粗计沿后沿吏陡些可采时/计数器10和T,溢出中断请求TF0和TF1:一个为片内串行口中断请求TI用高低压电路。和RI。这些中断请求源的引脚都为R3口的第二功能对于每个中断可编程序3其他辅助电路为高优先级或低优先级中断,并能实现二级中断嵌套3.1复位电路(2)存储器扩展电路设计。MCS-51系列单片机的优点之一是硬件设计简单片机的复位都是靠外部电路实现,在时钟电路工作后,只要在 RESET引单,系统结构紧凑。对于简单应用的场合MCS-51系列的最小系统用一片脚上出现10ms以上高电平,单片机便实现状态复位以后单片8031外扩一片 EPROM就能满足功能要求。对于复杂的应用场合可利用MCS-元开始执行程序。单片机通常采用上电自动复位和按钮复位两51的扩展功能,构成功能强,规模较大的系统示为上电与按钮复位组合。在上电瞬间,RC电路允电, RESET引1.1.2I/0接∏电路及辘助电路设计冲,只要 RESET端保持10s以上高电平,就能使单片机有效的复位8031单片机共有阳个8位并行1/0口,但可供用户使用的只有p口和部3.2越界报警电路分p3口。因此在大部分应用系统中都需要扩展I/0口芯片为了防止1作台越界,可分别在极限位置安装限位开关。如果适量坐标常用的外围接口芯片8155是可编程的RAMI0扩展接冂电路(256个RM联动的数控系统则有4个方向可能越界,即+X、一X,+Y、一Y。·H某单元,2个8位接口,1个6位接口,1个14位口的定时计数器)8255可编程方向越界,应立即停止工作台移动,本设计采用中断方式利用8031的外部的通用并行接口电路(3个8位口)中断INT0,只要有任一行程开关闭合,即工作台在某一方向越界,均能产生中(1)通用可编程接口芯片断信号INT0。为了报警,设置红绿灯指示,正常工作是绿灯亮,当越界报警时其中10/M是8155内部RAM和1/0口的选择线,I0M=0,(低电平)是选择片红灯亮,两灯均由“个1/0口输出内RM,AD0~AD7上的地址信息位8155中的RAM单元地址,当IOM=1(高电3.3掉电保护电路平)时选择I/0口,AD0~AD7上的地址信息为I/0口地址,它利用ACE的下降沿当主电源正常时,单片机由VCC5V电源供电,此时,vC5V电源通过和将此信息锁存到片内锁存器中R1,对保护用电池进行充电以保证电池电量的充足,适当选择R的大小可(2)接口设计以保证中国煤化工(a)开关输入接口设计参考文控制微机通过!/0口或扩展I0口对A点电位进行检测,从而判断开关的CNMH GIK,北京:高等教育出版杜状态。由于这类开关多是机械开关,机械触电的弹性作用使开关在闭合及断出版,198开瞬间产生抖动,造成A点电位产生·系列脉冲。抖动时间长短与机械特性[2]徐瀛机械设计手册1和4[M],(第2版),北京:机械工业出版社有关,一般为5~10ms。按钮的稳定闭合期由操作员的按键动作决定,一般在2003.故博寬9工业技术e al Iat hhriax Heing循环流化床锅炉运行缺陷分析陈亮(石河子天富东热电厂锅炉分场832014)中图分类号:TK33文獻标识码:A文章编号:1009914X(2010)110010-0循环流化床锅炉在使用中有效率高、污染低、煤种适应性好等特点因2返料器(行阔或L)此是目前环保节能型电厂的发展方向。该炉型可燃用泥煤、烟煤(包括命硫返料器是循环流化床上要的组成部分之一。在分离器内大部分固体颗粒煤)、无烟煤、矸石、焦炭、工业废料、城市垃圾等各种品质燃料,同时被分离下来.经返料器又回到炉内.循环流化床锅炉的循环倍率为5~20,十在床内直接添加石灰石等脱硫剂即可达到脱硫效率高(当Ca/S=1.5~2.0几倍于给煤量的返料灰需经过返料器返回燃烧室再次燃烧,同时循环倍率的大时,脱硫效率可达85%~90%)H投资小的目标。目前,国际上循环流化床锅炉小也由返料器米调节。因此返料器是关系到锅炉燃烧、过热汽温和负荷的已进入大型化、商品化生产阶段,国内越来越多的厂家也投入了循环流化床重要部件。锅炉的研制和生产。而循环流化床燃烧技术是一种新技术国内在安装技术料器的安装要点方面与煤粉炉相比还有定差距。现本文针对几个突出的问题提出自己的看(1)保证返料器与料腿的相对尺寸。7法,供大家进行交流(2)返料器各个风孔的孔径应相同,相互只差0.5mm。如果孔径不同便1磨损问题导致返料不畅或不返料。循环泡化床锅炉燃用粒径在13m以下的煤粒,流化风速很大〔通常为5~(3)返料器砌筑材料为耐高温耐磨,材料选用为800~100℃温度区耐磨10a/s)。因此,磨损问题是该锅炉最大的问题。度最髙的材料1.1燃烧带的磨损3漏风问题膛布风板周围四侧为水冷壁,整体浇注“耐高温耐唐浇注料”向火面漏风问题对循环流化床锅炉影响很大,既给锅炉调节带来困难,又降低的浇注料层厚度通常为20m,这个区域称为“燃烧带”。燃烧带的膺损全电厂的热效率,同时也污染环境部由耐尚温耐磨浇注料来承担,浇注料的材质和施T质量是减小磨损的重点3.1流化床风室漏风首先是选材问题。浇注料在不同温度下的耐磨度相差很大,循坏流化风室漏风不能形成等压风室,使流化床存在局部死区,死区内燃料着火锅炉的燃烧温度为800~1000℃,因此要选用在这个温度风耐磨度最大的材缓慢,形成局部热点,导致结焦床下点火的锅炉,其风室易发生漏风部位及处理办法施I质量也是一个重要问题,在施工中需注意以下几点(1)点火装置与风室连接处在点火时受热膨胀,风室炉墙以及护板之间留(1)施工用水必须洁净,酸碱度要符合要求。水灰比必须控制好,一般浇有一定的膨胀间隙,容易发生泄露。安装时点火装置与炉墙之间应将填料安装合适:点火装置与护板之间蓄加装膨胀吸收装置,密封焊接(2)搅拌要均匀,使用强制性搅拌机,搅拌全糊状,搅拌好的浇注料不可2)风室人孔门,风室在点火时内部温度很高密封填料容易烧坏,人孔存放时间过长门在高温下会产生变形这两种情况下都会发生漏风。因此要安装耐画温的3)使用小直径振捣棒或片式振捣棒,将浇注料振捣实密封填料,人孔门增加刚度;点火时,适当缩短点火时间,控制点火温度(4)烘炉温升曲线严格按材料供应厂家提供的资料进行3.2一次风机出口挡板内漏2水平烟道的磨损锅炉点火时如果挡板不严密给点火造成困难锅炉运行中需要不断调节水平烟道是烟(从炉膛进入旋风分离器的通道.水平烟道截面为渐缩喷次风量和风压。因此出口挡板的严密性、准确性至关重要嘴状烟流速在水平烟道内逐渐增大,对四壁的磨损很大,也有可能引起四壁1)风机选型时,要考虑一次风机挡板的严密性和可调性振动。此处耐温耐廓浇注料、耐尚温耐磨砖和砌砖用耐火泥的选材和施(2)风机安装后调节出口挡板开度范围为0~100%如果不能调节到零位工要求与燃烧带相同装毡垫或胶垫水平燃道側墙不可砌筑成单墙,侧墙与护板之间要用耐热钢筋连接4风帽1.3受热面的磨损流化床风帽上均匀开8~12个小孔,小孔直径一般为5~6mm,停炉后检循环流化床锅炉分离器后部安装有过热器、省煤器等。管排与炉墙之查,经常会发现有的风帽自小孔处裂缝或脱落。分析其原因有3条间的间隙要严格控制。间隙过小影响受热面的正常膨胀,间隙过大会形成(1)加工式风帽热处理不彻底,有残余应力存在“烟气走廊”。“烟气走廊”内烟气流速比平均流速大3~4倍,磨损最与(2)风帽破裂时间一般在停炉压火过程中,说明停炉压火方法不正确飞灰浓度成正比,与烟气流速的3.5次方成正比,由此可见,在“烟气走(3)启动点火时使用点火装置时间过长风室温度过高使风帽内部金属组廊”,磨损景比正常磨损量增大几十倍。因此,消除“烟气走廊”是减小省织发生了变化。煤器管排膺损的十分关键的环节因此在安装过程中尽量采用整体式风帽风帽下部与耐火层结合部位严在管排施期间,控制管排与立柱之间的间距管排与护板之间的距离在密牢固,启动点火时严格控制点火时间和点火温度,停炉压火严格执行规程炉墙砌筑期间,控制托砖架、拉钩与管排之间的距离,最后控制炉墙与管排之间的距离。如果还有误差,可以把炉墙一层砖向内伸出一定距离,或加装防磨板,使各处烟气流通面积一致。[3]郝忠军雷小玲综合作业指导书[M],西安:机械部工程师进修大学[]芮延年机电传动控制[M],北京:机械工业出版社,2006电器学院,1995[2]李南南吴清 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