基于单片机的内圆磨床控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 系统开发的背景及意义

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床，而内圆磨床是对工件内径进行打磨的磨床。磨床控制系统设计的难点在于精度的控制。磨削是轴承加工的最后一道工序，它对精度光洁度和一致性的要求很高。轴承内圆磨床是用来对轴承套圈内径进行加工，随着汽车、火车、航天等工业的发展，对轴承内径的精度提出了越来越高的要求。提高轴承质量的关键是实现内圆磨床的高精度、高效率和数控化。我国现在有大量的普通磨床，但是在轴承磨削上的使用中它们的精度达不到要求，所以需要性能优良、价格低廉的数控系统与之配套，来增加内圆磨床的精度。除了磨床之外，还有砂轮的磨损，工艺变形也是导致误差的原因。为了满足这些要求，因此设计了以mcs-51系列单片机为核心，以步进电机为控制对象，利用接触式高精度微位移测量仪器—电感式测微仪作为数据采集传感器的轴承内圆磨床磨削过程的实时控制系统，来实现对轴承内径的高精度打磨。在内圆磨床中要实现自动化控制必须用上单片机的功能，系统在单片机编写好的程序下运行，从而真正实现机电一体化运作系统。用单片机控制磨头电机、磨床进给小车的电机，实现内径磨削的自动控制，数控磨床可以实现多品种的中、小批量生产自动化，可以提高生产效率，减少成本，提高加工精度。自动测量反馈装置的应用提高了机床自动化程度，节省了很多需要手动操作的部分，减少了工作量。磨床是磨削行业的一个重要部分，随着工业的发展，市场对机械零件的加工精度要求日益提高，磨削加工变得越来越重要。

1.2 系统开发目的

2. 研究内容和预期目标

2.1主要研究内容：

本课题主要是在了解 步进电机的工作原理和c语言编程的基础上，与单片机结合使用，设计基于单片机的内圆磨床控制系统的设计。主要的研究内容有：

1、学习掌握mcs51处理器的基本原理。

3. 研究的方法与步骤

3.1、方案

本课题的方案设计涉及到四个部分。单片机控制系统，步进电机及驱动器，内圆磨床还有电感测量系统。磨床使用m250内圆磨床。电感测量仪使用双触点的，卡在轴承内径不断对内径进行测量，并把测量到的信号反馈到单片机，由单片机对其进行识别。单片机根据电感测量仪的信号对步进电机进行控制。单片机系统中编写的程序要能根据电感测量仪测得的信号对轴承进行粗磨、精磨、光磨。其中，精磨之后，考虑到磨头的损耗，需要在最后光磨前进行修刀，这样更能保证打磨的精度。这样就必须设定三个参数，我们将其称为参数a、参数b和参数c。当电感测微仪测到的值小于a时，控制其进行粗磨，此时进给速度可以快一点。当测量值达到a时控制其进行精磨，此时就要控制进给速度，将进给速度放慢。当测量值达到b时撤出磨头进行修刀。使用金刚石刀头对磨头进行修刀。让磨头接触到金刚石刀头后，控制步进电机进行线位移。完成修刀后再让磨头进入轴承孔内进行光磨，光磨要将进给速度调到最慢，以此保证加工精度。当测量值达到c时结束打磨，加工完成。

系统的方框图如图2-1所示

4. 参考文献

[1]肖金球. 单片机原理与接口技术. 清华大学出版社,2004

[2]王为青. 程国钢；单片机keil cx51应用开发技术. 人民邮电出版社,2006

[3]何立民. 单片机高级教程应用与设计. 北京：北京航空航天大学，2002

5. 计划与进度安排