基于光敏電阻的磨床對刀儀器的研究

廣西機電職業技術學院 崔明軍華僑大學機電及自動化學院 路 平

基于光敏電阻的磨床對刀儀器的研究

廣西機電職業技術學院 崔明軍華僑大學機電及自動化學院 路 平

磨床對刀操作復雜、難以掌握、事故易發，怎樣才能使磨床對刀操作易學、簡單。本課題應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)機床從傳統型向自動化、智能化發展的大趨勢。

在整個社會生產力的發展過程中，生產工具正由傳統型向著智能化自動化發展。多方觀點表明，數控化智能型生產工具的時代即將來臨。

2)磨床新員工培訓、實訓教學的需要。

針對制造業人才的培養體系中，各工科院校開設了《工程訓練》課程、《金工實習》課程、《磨工技能實訓》等課程，每年企業也有大量的磨床操作工培訓。教學目標上：要求學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。

教學現況分析：基礎薄，學生以前幾乎沒有接觸過磨床，生疏感。磨床操作比車床、銑床復雜，按鈕開關多，學生掌握難度較大。實訓中違規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

培訓新員工、學生實訓中發現，磨床對刀慢，有時一次對刀用10分鐘。對刀錯誤也常發生，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。本課題計劃應用傳感器技術、信號采集處理技術，對磨床的對刀操作內容進行研究，希望能提高學生學習的積極性，改善安全操作性能。

2 目的

1)改善磨床實訓教學。對刀過程變容易，對刀變快，對刀安全性提高。

2)提高智能化教學的程度。教學過程應用智能化的對刀儀器裝置，用明天的科技，培養今天的學生。

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：

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。

技術路線：擬采用信號采集處理技術，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，產生電信號，通過數據調制卡，信號傳輸到計算機，比較砂輪高度信號H1、工作臺高度信號H2，當（工作臺高度信號2+安全值）低于砂輪高度信號1，產生對刀錯誤信號，啟動嗡鳴報警器提醒操作者。

圖1 砂輪自動對刀系統圖

4 實驗裝置的建立

1)傳感器：光敏電阻；2)發光源：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 測試系統的硬件結構簡圖

圖3 信號采集安裝示意圖

圖4 光線的發射與接收

5 實驗的結果及分析

圖5 實驗結果一：有間隙燈泡發亮

圖6 實驗結果二：無間隙時燈泡熄滅

實驗心得：當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，表明距離變為1毫米，接下來的對刀過程應注意，小心對刀。

6 結論

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

應用傳感器技術、虛擬儀器技術，對磨床的對刀等操作內容進行研究，改善安全操作性能，降低事故的發生。同時，通過該系統的應用，能提高學生學習的積極性。

[1]盛煒佳.磨床AEMS系統的LabVIEW仿真與DSP實現[D].浙江大學,2010.

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

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

崔明軍（1977—），男，廣西機電職業技術學院講師、華僑大學機械工程在職研究生，研究方向：機械制造，智能制造，實訓教學。

路平，女，華僑大學機電及自動化學院副教授，研究方向：數字化設計，快速制造。

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