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CK6140数控车床的切削力如何测得?

发布时间:2021-09-29   点击次数:31次
  CK6140数控车床的加工生产中,切削力的测量甚为重要。通过对切削力的测量可分析与研究数控车床各零部件、机构或结构的受力情况和工作状态,验证设计和计算结果的正确性,确定整机工作过程中的负载谱和某些物理现象的机理。因此,对发展设计理论、保证数控车床安全可靠地运行以及实现数控车床自动加工、自动检测、自动控制和切削力过载报警等都具有十分重要的作用和适用价值。
  切削力的测量系统以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计,充分利用了AT89C51单片机片内资源丰富的特点,简化了外围电路,提高了可靠性。
  为了便于测量和研究数控车床切削力起见,尤其是为了适应生产中设计和使用数控机床、刀具和夹具的需要,一般都把总切削力Fr分解成三个互相垂直方向的力,即Fz、Fy、Fx来研究。
  通常测力仪中常用的传感器是电阻丝应变片和压电晶体。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,在环的内外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三个方向切削力的传感器,在数控车床车削时,车削力经工件转动传递于车刀上,再由车刀刀杆传递到八角环,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发生了变化(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。实验得知,由于电阻应变片的电阻变化很小,所以必须将信号放大到0—5V后才能输入单片机控制系统进行相应的处理。
  测力仪常用的电桥有等臂全桥(电桥由四个臂组成,R1=R2=R3=R4)及半桥(电桥由两个臂加上两个固定电阻组成,R1=R2=R)。为提高测力仪的灵敏度,即电桥有较大的输出,在设计测力仪时采用等臂全桥的测量电路。
  切削力的测量系统软件包括动态显示程序、A/D采样程序、标度变换程序和中断服务程序等。中断服务程序主要是利用定时器中断产生的时标,对LED数码管进行动态刷新显示;A/D采样程序分主程序和中断服务程序两部分。主程序用来对中断初始化,给ADC0809发启动脉冲、送模拟量路数的地址、动态显示、监控报警等。中断服务程序用来接收A/D转换后的数字量和判断一遍采样完成否。
  应用单片机测量CK6140数控车床的切削力,实现了生产过程中连续自动采样、实时显示、过载报警,以便操作人员进行监控和管理生产,有效防止了因切削用量过大而损坏数控车床的现象发生。
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