摘要：關鍵詞：類別：自動化測試 工業(yè)控制——數(shù)控加工技術

AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。

本文就介紹了應用AT89C51單片機測量數(shù)控車床切削力的新方法，重點闡述了單片機實現(xiàn)連續(xù)自動采樣、A/D轉換、標度變換及數(shù)據(jù)處理的方法。

1 問題的提出

在數(shù)控車床的加工中，切削力的測量甚為重要。通過對切削力的測量可以分析與研究數(shù)控車床各零部件、機構或結構的受力情況和工作狀態(tài)，驗證設計和計算結果的正確性，確定整機工作過程中的負載譜和某些物理現(xiàn)象的機理。因此，他對發(fā)展設計理論、保證數(shù)控機床安全可靠地運行以及實現(xiàn)數(shù)控機床自動加工、自動檢測、自動控制和切削力過載報警等都具有十分重要的作用和適用價值。

2 系統(tǒng)硬件接口電路的設計

系統(tǒng)硬件原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)以AT89C51單片機為控制核心，外圍電路針對單片機的功能特點而設計，充分利用了AT89C51單片機片內(nèi)資源豐富的特點，簡化了外圍電路，提高了可靠性。下面對系統(tǒng)中主要功能模塊與硬件可靠性技術逐一分析。

部分參考程序如下：

主程序：ORG 0A00H

MOV R1,#30H；輸入數(shù)據(jù)區(qū)起始地址

MOV R4,#03H；模擬量總路數(shù)送R4

MOV R2,#00H;IN0地址送R2

SETB EA

SETB EX0

SETB IT0

MOV R0,#0F0H

MOV A,R2

MOVX @R0,A

SJMP $ ;等待中斷

中斷服務程序：

ORG 0003H

AJMP CINT1

ORG 0100H

CINT1: MOV R0,#0F0H

MOVX A,@R0

MOV @R1,A

INC R1

INC R2

MOV A,R2

MOVX @R0,A

DJNZ R4, LOOP；若未采集完3路，則轉LOOP

CLR EX0； 若采集完3路，則關INT0中斷

LOOP: RETI

END

3.2 標度變換子程序框圖

由實驗結果得知，本系統(tǒng)由A/D轉換成的數(shù)字量與數(shù)控車床切削力的值呈線性關系。因此，標度變換的數(shù)學公式為：

Ax=A0+（Am-A0）（Nx-No）/（Nm-No）

A0 ── 一次測量儀表的下限

Am ── 一次測量儀表的上限

Ax ── 實際測量值

N0 ── 儀表下限所對應的數(shù)字量

Nm ── 儀表上限所對應的數(shù)字量

Nx ── 測量值所對應的數(shù)字量

為了使程序簡單，一般把被測參數(shù)的起點A0（輸入信號為0）所對應的A/D轉換值為0，即N0=0，這樣公式變?yōu)椋?/p>

Ax= Nx/Nm（Am-A0）+A0

結束語

應用單片機測量數(shù)控車床切削力，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中連續(xù)自動采樣、實時顯示、過載報警，以便操作人員進行監(jiān)控和管理生產(chǎn)，有效地防止了因切削用量過大而損壞數(shù)控車床的現(xiàn)象發(fā)生。