單片機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，也可通過計算機編程自動控制。從硬件上配以步進電機為執(zhí)行元件；從軟件上開發(fā)計算機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)部部頒標準編程，由系統(tǒng)PC機（上位機）計算后，通訊給單片機（下位機）執(zhí)行控制步進電機完成的。

設(shè)計的CAD軟件具有對膠鞋大底的底樣進行樣條曲線擬合、邊框設(shè)計和求任意平面曲線交點的功能；具有鞋底放樣、花紋圖案設(shè)計、拼合設(shè)計和系列化設(shè)計的功能；具有圖形變換、映射成對設(shè)計的功能；具有計算顯示加工刀具運動軌跡的功能；具有數(shù)據(jù)處理并將刀具軌跡直接傳輸給I/O接口進行加工的功能。實施加工時考慮到系統(tǒng)設(shè)計為開環(huán)控制，其精度較閉環(huán)系統(tǒng)差的問題，采用交互式輸入工藝參數(shù)、工件加工設(shè)置絕對零點、確定加工工藝路線、消除舍入誤差的累積效應(yīng)和間隙補償?shù)确椒▉斫鉀Q。其中交互式輸入工藝參數(shù)的方法是對加工花紋深度不同，便于提示操作者而采用的一種便利方法；設(shè)置絕對零點的方法是因為開環(huán)控制沒有可靠的絕對零點，花紋板數(shù)據(jù)量大，加工時間較長，于是就在模板上鉆一個錐孔作為對刀點（圖3），編程加工時總以該點為加工起點，自動給出由該點到實際加工起點的空行程指令，這樣在加工過程中出現(xiàn)意外情況時，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)和間隙補償?shù)姆椒ㄔ陂_環(huán)控制系統(tǒng)中是必不可少的。因為加工指令都是用相對坐標編程的，每條指令都需對不是一個脈沖當量的部分進行舍入取整，不可避免地會有舍入誤差出現(xiàn)，在加工時若舍入誤差累積量增大，將會嚴重地影響鞋底花紋的加工質(zhì)量。選擇使用絕對坐標處理數(shù)據(jù)，編程時在曲線間記錄上一條曲線的終點到對刀點實際走的脈沖個數(shù)，本條曲線的起點到對刀點應(yīng)該走的脈沖個數(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處所發(fā)出的脈沖數(shù)是準確的，從而把舍入誤差限制在一條曲線內(nèi)。對傳動間隙的補償主要是判斷加工行程方向，當某一個坐標軸接受了反向指令時，該坐標軸在進行脈沖分配控制前，調(diào)用間隙補償子程序，發(fā)出一定數(shù)量的間隙補償進給脈沖，使工作臺自動越過傳動間隙，然后再按指令脈沖移動，就消除了傳動間隙誤差。

圖3 兩維鞋底外廓曲線圖