基于单片机的机床电气改造

２ ． ２ 开关 量输 出控制 机 床电气改造 中， 采用继 电器输 出接 口技术控制油泵输 出、
决于 电机运行频率 ， 丝杠的导程和脉 冲计数 。本次改造采用 Ｔ ０
工作方式 １ ， 产生 ５ ０ ｓ 定时 中断 ， 使在 Ｐ １ ． ０上产生周期为 ５ ０ ０
工件夹 紧／ 松开等动作 。在 １ ￣２ ５ ５的 Ｐ Ｃ口输 出高电平经反向驱
电器艘 触器 大都是老式 型号导致 电气 控制柜 占用 空间相对较
大， 需要对这类机床进行技术改造。 随着数控技术的发展 ， 采用滚 珠丝杠代替液压油缸控制进给 ，在电气控制 中采用 ５ ｌ 单片机系 统作为解决方案 ， 具有较强的实用性且设计改进成本较低。
１ 系统 改 造 方 案
采用 ８ ９ Ｃ ５ ２单片机做为系统改造 的核心控制 单元 ， 通过 扩
基 于单片机 的机床 电气 改造
．
沈铁 军 ， 施佳佳 ， 潘齐芳 ， 黄锓 雷
３ １ １ ２ ０ １ ）
（ 浙江亚太机 电股份有 限公 司， 杭州
摘
要： ５ １ 单 片机 系统在机床 电气改造 中的应用 ， 控制步进 电机带动滚珠 丝杠进给运动 ， 步进 电机控制原理在 实践 中的应 用以及一 Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ６ ２ １ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ Ｏ ０ １ — ０ ５ ９ ９ ． ２ ０ １ ６ ． １ ２ ． ３ ４
展外部程序存储 器 、外部数据存储器 以及 ８ ２ ５ ５可编程外 围并 行接 口芯片等 ， 实现开关量 的输入输 出控制步进 电机 以及若 干 液压 油缸运行 ； 通过 Ｌ Ｅ Ｄ显示 电机运行行程 ； 通 过键盘接 口电 路输入调试时的电机行程 等功能 。系统架构如图 １ 所示 。 动器 ７ ４ ０ ４变为低 电平 ，
口为脉 冲输入端 ， Ｐ １ ． １口为 电机方 向控制端 ，改造后 电机控制
模式见图 ２ 。
动控制 ； 步进 电机手动进腿 、 回零 、 原点及左 右限位 、 急停等 动
作 。 开关 量 输 入 Ｉ ／ ０分 配 见 表 １ 。
２ ． ４ 行程数据计算及输入控制
在实际生产 中 ，电机从原点开始运行至加工完成 的行程取
些 开 关 量 的 输入 输 出控 制 。
关键词 ： ５ １ 单片机 ； 滚珠丝杠 ； 步进 电机 ； 开关量
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ５ Ｏ ２
０ 引 言
一
文献标识码 ： Ｂ 表 １ 开关量输入 Ｉ ／ ０ 分 配 表
些 以继 电器／ 接触器控 制的配备 液压进给系统 的老 旧机
床， 运行 中漏油等故 障影 响现场工作环境 ， 泄漏液压油的四处 流 动容易损坏电气线路及元器件等 。同时， 机床 电气控制使用的继
电 机采 用 功 率 ４ ｋ Ｗ，
转速 １ ４ ４ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ 的 三
相 电机 ，由 Ｔ ＝ ９ ５ ５ ０ Ｐ ／ ｎ 得出 Ｔ ＝ ２ ６ ． ５ ３ Ｎ・ ｍ。采
用斯达特 １ ３ ０系 列 三
图 １ 机床 电器 系统架构 ２ 系统硬件功能设计 ２ ． １ 开关 量输入控制
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｂ ６ ５ ７ ． ９
Ｏ 前 言
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ６ ２ １ ０ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ Ｏ ０ １ — ０ ５ ９ ９ ． ２ ０ １ ６ ． １ ２ ． ３ ５
文献 标 识 码 ： Ｂ
换使用该系统。
１ 蒸 汽 加 热 器存 在 的 问题
ｓ 的方波 ，产生一个方波计数 １ 次 。在驱动器上设定细分 （ ｎ ：
困 ｉ ｌ ／ ｓ ｍ ｔ ｔ ￣ ｉ ｍ ｌ ｉ ｌ ２ ０ ｌ ６ № １ ２
一 一 三 逡 ． 堑 ． 熊。 ： 萱 ． ． ． ．
分子筛纯化 系统蒸气加热器 改造
穆继伟
（ 辽 阳石 化 公 司 动 力厂 。 辽 宁辽 阳 １ １ １ ０ ０ ３ ）
表 ２ 开关量输 出 Ｉ ／ ０分配表
使 光电隔离器 导通 ， 继 元件 地址 功能 电器 线 圈 得 电 ；反之 ＫＡ Ｏ １ ＃ ８ ２ ５ ５ 一 Ｐ Ｃ Ｏ 油泵控制继 电器 Ｐ Ｃ输出低 电平时 ， 继 电 ＫＡ１ １ ＃ ８ ２ ５ ５ 一 Ｐ Ｃ １ 工件夹 紧 １ 继 电器
摘
要： 将Ｋ Ｄ Ｏ Ｎ 一 ３ ２ ０ ０ ／ ６ ５ ０ ０ 型 空分装置蒸气加热器改造为电加热 器， 并通过对控制 系统 的改进 ， 解决 了加热器泄漏， 效率下降的问
题 。改 造后 分子 筛运 行 平稳 ， 保 证 了 空分 装 置 长 周期 连 续 稳 定 运行 。
关键词 ： 分子筛纯化 系； 蒸气加热器 ； 电加热器
Ｋ Ｄ Ｏ Ｎ 一 ３ ２ ０ ０ ／ ６ ５ ０ ０型空 分装置 分子 筛 纯化 系统 由 ２个 互
相切换 的分子筛吸 附器 组成 ， 采用吸 附法净化空气 中的水分 、
二氧化碳 、 乙炔和其他碳氢化合物 。分子筛吸附剂在常温下将
空分装 置分 子筛纯化系统蒸汽加热器在长期使用过程 中 ， 由于蒸 汽的长期冲刷 ，加热管束管壁明显减薄。经多次检修堵
器断开。 开关量输出 Ｉ ／ Ｏ ＫＡ ２ １ ＃ ８ ２ ５ ５ 一 Ｐ Ｃ ２ 工件夹 紧 ２继 电器 分配见表 ２ 。 ＫＡ ３ １ ＃ ８ ２ ５ ５ 一 Ｐ Ｃ ３ 工 件松 开 １ ／ ２继 电 器 ２ ． ３ 步进 电机控制
系统 改造 前 主轴
Ｐｌ Ｄ Ｐ １ ． １
相混合式 １ ３ ０ Ｂ Ｙ Ｇ ２ ５ ０ Ｃ
步 进 电 机 和 Ｔ Ｄ一 ３ Ｈ６ ２ ２ Ａ 型 驱 动 器 。 以 ８ ９ Ｃ ５ ２单 片 机 的 Ｐ １ ． ０
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图 ２ 步进 电机控制模式
机 床电气改造 中，开关量输 入涉及到油泵启动， 停止 ； ２台
液压油缸的夹紧／ 松开 ； 进给手动／ 自动转换和 自动启 动主轴 、 点