廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 崔明軍華僑大學(xué)機電及自動化學(xué)院 路 平

基于光敏電阻的磨床對刀儀器的研究

廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 崔明軍華僑大學(xué)機電及自動化學(xué)院 路 平

磨床對刀操作復(fù)雜、難以掌握、事故易發(fā)，怎樣才能使磨床對刀操作易學(xué)、簡單。本課題應(yīng)用光敏電阻傳感器及信號采集儀器對平面磨床的對刀操作進行研究，對磨床的自動控制、自動對刀方面有所突破。

磨床對刀儀；光敏電阻；自動對刀；智能制造

1 來源

1)機床從傳統(tǒng)型向自動化、智能化發(fā)展的大趨勢。

在整個社會生產(chǎn)力的發(fā)展過程中，生產(chǎn)工具正由傳統(tǒng)型向著智能化自動化發(fā)展。多方觀點表明，數(shù)控化智能型生產(chǎn)工具的時代即將來臨。

2)磨床新員工培訓(xùn)、實訓(xùn)教學(xué)的需要。

針對制造業(yè)人才的培養(yǎng)體系中，各工科院校開設(shè)了《工程訓(xùn)練》課程、《金工實習(xí)》課程、《磨工技能實訓(xùn)》等課程，每年企業(yè)也有大量的磨床操作工培訓(xùn)。教學(xué)目標(biāo)上：要求學(xué)生必須掌握平面磨床、外圓磨床的基本操作技能，會開機、磨削平行墊鐵工件。

教學(xué)現(xiàn)況分析：基礎(chǔ)薄，學(xué)生以前幾乎沒有接觸過磨床，生疏感。磨床操作比車床、銑床復(fù)雜，按鈕開關(guān)多，學(xué)生掌握難度較大。實訓(xùn)中違規(guī)操作和錯誤操作頻繁，安全隱患多，造成的傷人事故也多。

表1 磨床安全操作事故列表

培訓(xùn)新員工、學(xué)生實訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)，磨床對刀慢，有時一次對刀用10分鐘。對刀錯誤也常發(fā)生，例如某鉆模板批量20片一起磨平面，其中一塊板下面有毛刺，對刀找最高點后就只磨這塊板，時間長（2小時），最后該工件厚度不夠報廢。

因此，以課題“平面磨床的安全操作性能提高的研究”，進行研究。本課題計劃應(yīng)用傳感器技術(shù)、信號采集處理技術(shù)，對磨床的對刀操作內(nèi)容進行研究，希望能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，改善安全操作性能。

2 目的

1)改善磨床實訓(xùn)教學(xué)。對刀過程變?nèi)菀?，對刀變快，對刀安全性提高?/p>

2)提高智能化教學(xué)的程度。教學(xué)過程應(yīng)用智能化的對刀儀器裝置，用明天的科技，培養(yǎng)今天的學(xué)生。

3 方案

用傳感器采集工件高度H1、砂輪高度H2的信號，通過儀器對比，當(dāng)：

H1〈H2，儀器顯示工件與砂輪之間的間隙值；

H1=H2，對刀正好；

H1〉H2，過切，報警。

技術(shù)路線：擬采用信號采集處理技術(shù)，對傳感器信號進行采集、處理。通過合適的傳感器測量砂輪高度、工作臺高度，產(chǎn)生電信號，通過數(shù)據(jù)調(diào)制卡，信號傳輸?shù)接嬎銠C，比較砂輪高度信號H1、工作臺高度信號H2，當(dāng)（工作臺高度信號2+安全值）低于砂輪高度信號1，產(chǎn)生對刀錯誤信號，啟動嗡鳴報警器提醒操作者。

圖1 砂輪自動對刀系統(tǒng)圖

4 實驗裝置的建立

1)傳感器：光敏電阻；2)發(fā)光源：激光；3)顯示及報警：電燈泡，翁鳴器；4)控制元件：集成電壓比較器LM358N。

圖2 測試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡圖

圖3 信號采集安裝示意圖

圖4 光線的發(fā)射與接收

5 實驗的結(jié)果及分析

圖5 實驗結(jié)果一：有間隙燈泡發(fā)亮

圖6 實驗結(jié)果二：無間隙時燈泡熄滅

實驗心得：當(dāng)砂輪與工件的距離為1mm時，擋住了光線，光敏電阻無光，燈熄滅。因此該設(shè)施的修正值為1mm。對刀過程中，燈亮，表明距離大于1毫米；燈熄滅了，表明距離變?yōu)?毫米，接下來的對刀過程應(yīng)注意，小心對刀。

6 結(jié)論

以光敏電阻為傳感器，比較工件高度、砂輪高度，產(chǎn)生電信號，對刀過程可視、直觀。

應(yīng)用傳感器技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)，對磨床的對刀等操作內(nèi)容進行研究，改善安全操作性能，降低事故的發(fā)生。同時，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

[1]盛煒佳.磨床AEMS系統(tǒng)的LabVIEW仿真與DSP實現(xiàn)[D].浙江大學(xué),2010.

[2]王曉東,謝閱,李鳳保.基于虛擬儀器技術(shù)的軋輥磨床自動測控系統(tǒng)[J].控制工程,2005.

[3]黃智.基于虛擬儀器的砂帶磨削性能參數(shù)測試系統(tǒng)的研究[D].重慶大學(xué),2005.

崔明軍（1977—），男，廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師、華僑大學(xué)機械工程在職研究生，研究方向：機械制造，智能制造，實訓(xùn)教學(xué)。

路平，女，華僑大學(xué)機電及自動化學(xué)院副教授，研究方向：數(shù)字化設(shè)計，快速制造。

項目來源：廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級科研項目（2016YKY009平面磨床安全操作性能提高的研究）。