1引言

目前在油泵油嘴行業(yè)中,，傳統(tǒng)的油嘴加工,，多數(shù)依靠個人技能所決定的手工操作，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,，生產(chǎn)效率低,，勞動強度大，廢品率高,。

本系統(tǒng)是對一種電火花機床設計的,，采用負極放電方式即采用黃銅對工件的放電達到加工目的。通過試驗得到黃銅對工件的耗損比值,，用程序控制所需要的加工深度,，加工出來的油嘴座面完全符合要求，提高了加工速度,，保證了加工精度,，完全取代了傳統(tǒng)的風磨加工。

2設計思想

根據(jù)油嘴加工工藝及加工工件的參數(shù)，由步進電機驅(qū)動電極移動,，要準確地自動實時采樣,，，改變步進電機的工作頻率,，以控制步進電機的進給量,，為了符合油嘴的座面要求，在加工過程中,，根據(jù)試驗得到的耗損比值,，利用查表法編程方法來對電極進行實時修正，這是控制砂輪電機完成的,。根據(jù)不同的粗坯工件的加工深度,，采取相應的頻率以及控制運行的步數(shù)。其工序順序控制邏輯包括：

(1)快速趨進：為了提高工作效率,，在工件安裝好后,，步進電機必須快速趨進被加工工件的表面。

(2)快速退回：當加工完預置的加工量后,，步進電機必須退回到初始位置,。

(3)粗磨：對于加工尺寸大的毛坯，為了提高工作效率,，可選擇單獨進行粗加工,，粗加工時，步進電機以粗磨速度進給,，同時通過改變放電電壓,，切換放電電容，控制放電火花,，放電快,，提高加工速度。

(4)精磨：當加工尺寸較小,，為了保證座面的角度和光潔度,，采用精磨的方式，精磨時,，放電火花小,，加工電壓低，這也是通過軟件控制繼電器切換加工電壓和放電電容實現(xiàn),。

(5)粗精磨：本系統(tǒng)可進行粗精磨加工一次完成,。在開始加工時采用粗磨，當加工到一定范圍以內(nèi)(如3絲),，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為加工,，這樣既提高了加工速度,，又保證了精度和光潔度。系統(tǒng)在兩種加工方式下能控制火花放電量,。

我們選用三相拍步進電機(45BF3)作為電極的進給驅(qū)動部件。被控制的步進電機有正轉(zhuǎn)(進刀),、反轉(zhuǎn)(退刀)和停轉(zhuǎn)三種基本工作方式,，正反轉(zhuǎn)又各有不同的運行頻率(即進刀或退刀速度)要求，進刀,、退刀速度是根據(jù)軟件進行調(diào)整的,。當步進電機三相繞組按A→AB→B→BC→C→CA→A的順序得電，就可實現(xiàn)正轉(zhuǎn),，反之,，若按A→AC→C→BC→B→AB→A的順序得電，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn),，若輸出狀態(tài)始終保持不變,，電機也就停止了運行，利用8031的P1口的P1．0,、P1．1,、P1．2控制電機的三相繞組，達到控制其運行方式,。

在加工過程中,，同時要控制加工電壓、切換放電電容,，當修復加工電極時,，要切換工件、電機的電壓,。這些都是軟件來控制各個繼電器按一定的時序的開,、閉實現(xiàn)。

3系統(tǒng)硬件設計

本系統(tǒng)硬件由四個部分組成,，即由8031單片機,、2764EPROM以及74LS373組成的基本系統(tǒng)，驅(qū)動電路,、采樣電路和顯示與鍵盤掃描電路,。這里主要介紹基本系統(tǒng)及驅(qū)動電路。

3．1基本系統(tǒng)

系統(tǒng)設立了5位顯示器和7個按鍵,，顯示器分別顯示加工的模式狀態(tài),、設置值、加工剩余量,，七個按鍵分別為：啟動,、復位,、暫停、十位置數(shù)位,、個位置數(shù)位,、置數(shù)功能鍵、加工模式選擇,，當置數(shù)按鍵起作用后,，可給十位和個數(shù)置數(shù)，加工模式選擇可選擇粗磨,、粗精磨加工方式,。在軟件中將1～99絲的加工量根據(jù)一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應的數(shù)據(jù)存入一個表中，在加工時根據(jù)不同的加工量取相應的表中的數(shù)據(jù)即可,。

用串行輸入,、并行輸出移位寄存器74LSl64連接LED顯示器與鍵盤。系統(tǒng)原理圖如圖1所示,。



3．2驅(qū)動電路

驅(qū)動電路圖如圖2所示,。

程序控制8031P1口輸出數(shù)據(jù)，通過74LS07驅(qū)動器使步進電機正,、反轉(zhuǎn),，考慮到本系統(tǒng)在加工過程中高低頻輻射及現(xiàn)場電網(wǎng)波動引起的干擾，因此采用光電隔離,，如圖2所示,。

當P1．0輸出為高電平，則74LS07第1腳輸出為低電平,，此時光耦二極管導通,，發(fā)光三極管也即導通，三極管T也導通,，使繞組受到24V的激勵,，反之則光隔離，繞組不受電壓激勵,。二極管D1起保護作用發(fā)光二極管D2指示電機的每相的工作狀態(tài),，也為維修帶來方便，同樣可用程序控制P1口其它位輸出,。74LS373也可以作為繼電器的控制或為以后擴展控制作用,。



4系統(tǒng)軟件框圖

框圖如圖3所示，系統(tǒng)上電復位后,，從8000H單元開始執(zhí)行程序,。首先進行系統(tǒng)初始化，然后進行顯示調(diào)用和鍵掃描及按鍵處理,。當按置數(shù)鍵后,，可對十位,、個位調(diào)整設置相應的加工步數(shù)，按啟動鍵后,，系統(tǒng)啟動定時器中斷,，進入加工狀態(tài)，加工完成后,，顯示其狀態(tài)并退刀,，電極退回到原位。

根據(jù)步進電機正反轉(zhuǎn)的控制狀態(tài),，確定出相應的控制字，然后存入一個表中,，在程序中根據(jù)加工的狀態(tài)取相應的控制字輸出,。步進電機的步進步數(shù)也是根據(jù)步進電機的步進當量和電極的耗損系統(tǒng)來確定相應的控制參數(shù)，將1～99絲的控制數(shù)存入一表中,，在加工時與表中相應的單元進行比較,。而步進電機轉(zhuǎn)速的快慢，可以通過改變定時常數(shù)來實現(xiàn)速度的調(diào)整,。

在設計軟件過程還加進了干擾自動保護措施,。在程序運行時，利用8031的定時器跟蹤程序,，當程序正常時,，定時器不斷得到復位，若由于干擾使程序出錯,，定時器便能夠使程序返回到出錯點,，從而使程序繼續(xù)運行。



5結(jié)束語

本系統(tǒng)已在某油嘴油泵廠投入使用,，實踐表明,，該系統(tǒng)性能可靠，操作也很方便,，給企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟效益,。

參考文獻：
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