数控车床自动回转刀架 - 图文(6)

五 电气控制部分设计

5.1 硬件电路设计

自动回转刀架的电气控制部分主要包括收信电路和发信电路两大块，如图5.1所示。

a)

b)

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c)

d)

图5.1 自动回转刀架电气控制原理图

a)发信盘上的霍尔元件 b)刀位信号的处理 c)刀架电动机正反转控制 d)刀架电动机正反转的实现

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5.1.1 收信电路

图a中发信盘上的4只霍尔开关（型号为UGN3120U），都有3个引脚，第1脚接+12V电源，第2脚接+12V地线，第3脚为输出。转位时刀台带动磁铁旋转，当磁铁对准某一个霍尔开关时，其输出端第3脚输出低电平；当磁铁离开时，第3脚输出高电平。4只霍尔开关输出的4个刀位信号T1～T4分别送到图b的4只光耦合器进行处理，经过光电隔离的信号再送给I/O接口芯片8255的PC4～PC7。

5.1.2 发信号电路

图c刀架电动机正反转控制电路，I/O接口芯片8255的PA6与PA7分别控制刀架电动机的功率只有90W，所以图d中刀架电动机与380V交流电源的接通可以选用大功率直流继电器，而不必采用继电器-接触器控制电路，以节省成本，降低故障率。图c中，正转继电器的线圈KA1与反转继电器的一组常闭触点串联，而反转继电器的线圈KA2又与正转继电器的一组常闭触点串联，这样就构成了正转与反转的互锁电路，以防控制系统失控时导致短路现象。当KA1或KA2的触点接通380V电压时，会产生较强的火花，并通过电网影响控制系统的正常工作，为此，在图d中布置了3对R-C阻容用来灭弧，以抑制火花的产生。

5.2控制软件的设计

在清楚了自动回转刀架的机械结构和电气控制电路后，就可以着手编制刀架自动回转转位的控制软件了。对于四工位自动回转刀架来说，它最多装4把刀具，设计控制软件的任务，就是选中任意一把刀具，让其转到工作位置。图5.2表示让1#刀转到工作位置的程序流程，2#～4#刀的转位流程与1#刀相似。

设控制系统的CPU为AT89C51单片机，扩展8255芯片作为自动回转刀架的收信与发信控制，已知8255芯片的控制口地址为2FFH，则基于图5.1和图5.2的汇编程序清单如下：

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图5.2 换1#刀的程序流程

TO1: MOV DPRT，#2FFFH ；指向8255的PC口

MOVX A，@DOTR ；读取PC内容

JNB ACC.4，TEND ；测试PC4=0？若是，则说明1#已在工作位置，

程序转到TEND

MOV DPTR，#2FFCH ；指向8255的PA口地址 MOVX A，@DPTR ；读取PA口锁存器内容

CLR ACC.6 ；令PA6=0，刀架电动机正转有效

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SETB ACC.7 ；令PA7=1，刀架电动机反转无效 MOVX @DPTR，A ；刀架电动机开始正转 CALL DE20MS ；延时20ms YT01：MOV DPTR，#2FFEH ；指向8255的PC口 MOVX A，@DPTR ；读取PC口内容

JB ACC.4，YT01 ；PC4=0吗？即1#刀转到工作位置了吗？ CALL DE20MS ；延时20ms YT11：MOV DPTR，#2FFEH MOVX A，@DPTR JB ACC.4，YT11 CALL DE20MS YT21：MOV DPTR，#2FFEH MOVX A，@DPTR JB ACC.4，YT21 MOV DPTR，#2FFCH MOVX A，@DPTR SETB ACC.6 SETB ACC.7 MOVX @DPTR，A CALL DE150MS CLR ACC.7 SETB ACC.6 MOV @DPTR，A CALL DELAY SETB ACC.6 SETB ACC.7 MOVX @DPTR，A TEND: REL 8255的PC口 ；第二次读取PC口内容 ；PC4=0？ ；延时20ms ；指向8255的PC口 ；第三次读取PC口内容 ；PC4=0？ ；指向PA口

；读取PA口锁存器内容

；令PA6=1，刀架电动机反转无效 ；令PA7=1，刀架电动机反转无效 ；刀架电动机停转 ；延时150ms

；令PA7=0,刀架电动机反转有效 ；令PA6=1,刀架电动机正转无效 ；刀架电动机开始反转 ；延时设定的反转锁紧时间 ；令PA6=1,刀架电动机反转无效 ；令PA7=1，刀架电动机反转无效 ；刀架电动机停转 ；换1#刀结束

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；指向

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