基于单片机的切削力报警装置开发

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1、2013年5月机床与液压Mav2013第41卷第1O期MACHINET0OL&HYDRAULICSVol_41No．10DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．10．019基于单片机的切削力报警装置开发时忠明(苏州农业职业技术学院，江苏苏州215008)摘要：切削力是加工过程中的重要物理现象，对加工过程具有非常重要的影响。应用P89C51RD2B单片机，针对YDIII-05型三向压电式测力仪，研制了一个切削力报警装置，该装置主要由主控制器、通信模块、外部存储模块、显示

2、模块、键盘模块等模块组成。利用该装置对切削加工过程进行在线监控，可以有效避免切削力过大而引起的事故。关键词：切削力；报警装置；单片机中图分类号：TGS06文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)10—057—3DevelopmentofAlarmDeviceforCuttingForceBasedonSCMSHIZhongming(SuzhouPolytechnicInstituteofAgriculture，SuzhouJiangsu215008，China)Abstract：C

3、uttingforceisoneoftheimportantphenomenainmachiningandhasagreatimpactoncuttingprocess．Analarmde—viceforcuttingforcewasdevelopedwithP89C51RD2Bsinglechipmicrocomputer(SCM)basedontheYDIII-05dynamometer．Thealarmdeviceconsistedofmaincontroller，communicatio

4、nmodule，externalstoredunit，displayunitandkeyboard．Byusingthede—vice，themachiningprocesscanbemonitoredon-lineandtheaccidentcausedbythetoolargecuttingforceCanbepreventedeffectively．Keywords：Cuttingforce；Alarmdevice；Singlechipmicrocomputer(SCM)切削加工过程中，存

5、在诸多物理现象，如切削力、切削热、刀具磨损、切削颤振等。其中，切削力对加工过程具有非常重要的影响。切削力增大，会使产生的切削热增多和切削温度升高，从而导致刀具磨损、破损，降低刀具耐用度，并引起刀具和工件的变形和振动，降低已加工表面质量。另外，切削力还是图1系统整体框图计算切削功率、确定机床负荷、选择切削用量的重要是一款低功耗、高速八位处理器，它与MCS一51系依据。列的单片机相兼容。它最大的特点是内部有2OkB的作者根据实验室的具体设备，针对YDIII-05型程序存储器。由于采用C语言作为开发语

6、言，程序三向压电式测力仪，研制了一个切削力报警装置。对代码相对比较多。因此，这也是作者采用该款单片机切削加工过程进行在线监控，便于实时判断加工状作为主控制器的重要原因。单片机系统电路图如图2态，实现工艺优化，从而达到保证加工质量，保证机所示。床、刀具安全，提高生产效率，降低生产成本的1．2显示电路目的。系统可以和上位机相连，通过上位机进行报警值1报警装置的组成及结构的设置；当不和上位机相连时，可以通过显示电路，装置主要分成主控制器、通信模块、外部存储模显示三坐标上的切削力，同时可以进行报警值的设

7、块、显示模块、键盘模块等，整体框图见图1。置。显示电路采用74HC595驱动数码管，静态显示1．1单片机系统方式，直观大方，亮度高，见图3。单片机选择飞利浦公司的P89CS1RD2B。P89C51RD2B收稿日期：2012—04—09作者简介：时忠明(1962一)，副教授，研究方向为数控切削加工。E—mail：szml18@163．eom。