單片機(jī)在舊銑床改造中的應(yīng)用

銑床加工與控制軟件

改造后的銑床可用手控操縱，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)編程自動(dòng)控制。從硬件上配以步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行元件；從軟件上開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)CAD/CAM程序，使之成為加工的控制器。鞋底花紋加工的軟件參數(shù)主要是根據(jù)工藝要求和輕工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)編程，由系統(tǒng)PC機(jī)（上位機(jī)）計(jì)算后，通訊給單片機(jī)（下位機(jī)）執(zhí)行控制步進(jìn)電機(jī)完成的。

設(shè)計(jì)的CAD軟件具有對(duì)膠鞋大底的底樣進(jìn)行樣條曲線擬合、邊框設(shè)計(jì)和求任意平面曲線交點(diǎn)的功能；具有鞋底放樣、花紋圖案設(shè)計(jì)、拼合設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)的功能；具有圖形變換、映射成對(duì)設(shè)計(jì)的功能；具有計(jì)算顯示加工刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的功能；具有數(shù)據(jù)處理并將刀具軌跡直接傳輸給I/O接口進(jìn)行加工的功能。實(shí)施加工時(shí)考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)為開(kāi)環(huán)控制，其精度較閉環(huán)系統(tǒng)差的問(wèn)題，采用交互式輸入工藝參數(shù)、工件加工設(shè)置絕對(duì)零點(diǎn)、確定加工工藝路線、消除舍入誤差的累積效應(yīng)和間隙補(bǔ)償?shù)确椒▉?lái)解決。其中交互式輸入工藝參數(shù)的方法是對(duì)加工花紋深度不同，便于提示操作者而采用的一種便利方法；設(shè)置絕對(duì)零點(diǎn)的方法是因?yàn)殚_(kāi)環(huán)控制沒(méi)有可靠的絕對(duì)零點(diǎn)，花紋板數(shù)據(jù)量大，加工時(shí)間較長(zhǎng)，于是就在模板上鉆一個(gè)錐孔作為對(duì)刀點(diǎn)（圖3），編程加工時(shí)總以該點(diǎn)為加工起點(diǎn)，自動(dòng)給出由該點(diǎn)到實(shí)際加工起點(diǎn)的空行程指令，這樣在加工過(guò)程中出現(xiàn)意外情況時(shí)，有恢復(fù)加工的能力。加工工藝路線是由幾何模型數(shù)據(jù)庫(kù)決定的，是為提高加工效率，希望刀具空行程路線盡量短、盡量減少曲線加工過(guò)程的反向間隙而采用的方法。消除舍入誤差的累積效應(yīng)和間隙補(bǔ)償?shù)姆椒ㄔ陂_(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中是必不可少的。因?yàn)榧庸ぶ噶疃际怯孟鄬?duì)坐標(biāo)編程的，每條指令都需對(duì)不是一個(gè)脈沖當(dāng)量的部分進(jìn)行舍入取整，不可避免地會(huì)有舍入誤差出現(xiàn)，在加工時(shí)若舍入誤差累積量增大，將會(huì)嚴(yán)重地影響鞋底花紋的加工質(zhì)量。選擇使用絕對(duì)坐標(biāo)處理數(shù)據(jù)，編程時(shí)在曲線間記錄上一條曲線的終點(diǎn)到對(duì)刀點(diǎn)實(shí)際走的脈沖個(gè)數(shù)，本條曲線的起點(diǎn)到對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)該走的脈沖個(gè)數(shù)，以此兩者之差作為曲線間的空行程數(shù)。這樣從數(shù)值上就能保證到各條曲線起點(diǎn)處所發(fā)出的脈沖數(shù)是準(zhǔn)確的，從而把舍入誤差限制在一條曲線內(nèi)。對(duì)傳動(dòng)間隙的補(bǔ)償主要是判斷加工行程方向，當(dāng)某一個(gè)坐標(biāo)軸接受了反向指令時(shí)，該坐標(biāo)軸在進(jìn)行脈沖分配控制前，調(diào)用間隙補(bǔ)償子程序，發(fā)出一定數(shù)量的間隙補(bǔ)償進(jìn)給脈沖，使工作臺(tái)自動(dòng)越過(guò)傳動(dòng)間隙，然后再按指令脈沖移動(dòng)，就消除了傳動(dòng)間隙誤差。

圖3 兩維鞋底外廓曲線圖