2 需要進(jìn)行刀具過載保護(hù)的機床的特點及主要工作

1. 不同規(guī)格的刀具所允許的切削載荷不同，多數(shù)刀具在破損時都還達(dá)不到主電機的額定功率。
2. 相同型號的機床，由于出廠日期不同，機床的傳動效率也不同。所以，同品種同模數(shù)的刀具在不同的機床上加工，穩(wěn)定切削時的主電機功率就不同,而且有的差別很大。
3. 由于刀具的材質(zhì)和刃磨不同，而且不同廠家的刀具，其穩(wěn)定切削時的主電機功率也有所差別。因此，每一刀具的穩(wěn)定切削時的主電機功率，只能在特定的機床上，由操作人員根據(jù)當(dāng)時的加工情況而定,不能預(yù)先給出某一刀具所對應(yīng)的穩(wěn)定切削時的主電機功率。

3 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

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1. 系統(tǒng)初始化程序
   系統(tǒng)上電復(fù)位后8031從地址000H開始執(zhí)行程序，首先對系統(tǒng)初始化，完成設(shè)置棧指針，計數(shù)器/定時器工作方式，計數(shù)器/定時器初值，中斷方式，軟標(biāo)志初態(tài)值設(shè)置以及內(nèi)部和外部RAM 單元清零等工作。50H-7FH為堆棧區(qū)域，棧頂?shù)奈恢糜蒘P指示，初始化程序中SP 特殊功能寄存器寫入60H。
   8031單片機提供了5個中斷請求源，2個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷服務(wù)嵌套。5個中斷請求源為兩個外部中斷請求，兩個片內(nèi)定時器/計數(shù)器溢出中斷和一個外部中斷。這個外部中斷是AD574轉(zhuǎn)換結(jié)束后，通知8031CPU取數(shù)，CPU響應(yīng)這一中斷請求，暫停正在做的工作，保護(hù)好現(xiàn)場后去取數(shù)，將數(shù)放入數(shù)據(jù)存儲器后再恢復(fù)現(xiàn)場，繼續(xù)原來的工作。
2. 中斷服務(wù)程序
   本系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序是T₀采樣中斷服務(wù)程序，另外還有一個AD574申請CPU取數(shù)的外部中斷服務(wù)程序。前者主要完成模擬信號的采樣，數(shù)據(jù)處理和報警停車等功能。它是本系統(tǒng)軟件的核心部分。T₀中斷服務(wù)程序主要由采樣子程序SUM P，保護(hù)子程序PRO T等組成，其流程圖如圖5 所示:
   
   圖5 T₀中斷服務(wù)程序流程圖
   系統(tǒng)響應(yīng)T₀定時中斷后，CPU執(zhí)行了一條由中斷系統(tǒng)提供的硬件LCALL指令，轉(zhuǎn)向T₀中斷服務(wù)程序入口，中斷服務(wù)程序首先恢復(fù)T₀計數(shù)器初值，隨后保護(hù)現(xiàn)場。現(xiàn)場保護(hù)完成以后進(jìn)入信號采樣階段，即執(zhí)行采樣子程序，在采樣完畢后調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換程序AD574將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中還包括A/D轉(zhuǎn)換的中斷服務(wù)程序。采樣和A/D 轉(zhuǎn)換循環(huán)三次后，進(jìn)入數(shù)字濾波程序，將中值(一個周期內(nèi)三個采樣點數(shù)值處于中間的值) 作為刀具穩(wěn)定切削時的穩(wěn)態(tài)值保存起來。繼續(xù)調(diào)用采樣子程序(內(nèi)含數(shù)字濾波程序) ，又獲得一個新的中值，在保護(hù)子程序內(nèi)，新中值與穩(wěn)態(tài)值進(jìn)行比較，當(dāng)大于某數(shù)時，系統(tǒng)發(fā)出自動停車信號切斷主回路。其中，報警信號由8031 P_1.0位發(fā)出，停車信號由P_1.1位發(fā)出。
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3. 保護(hù)子程序PRO T
   保護(hù)子程序就是將每次的數(shù)字濾波后留下的采樣值與計算機最先保存的刀具穩(wěn)定切削時的穩(wěn)態(tài)值相比較，若采樣值較穩(wěn)態(tài)值大且兩者的差值超過一定的裕度，則單片機清P_1.0位接通外電路，使揚聲器發(fā)出報警信號; 若此差值更大，且大于更大的裕度時，則單片機P_1.1位發(fā)出信號，使外電路的交流接觸器失電，從而切斷主電路，實現(xiàn)自動停車。

5 結(jié)束語