基于光敏电阻的磨床对刀仪器的研究

广西机电职业技术学院 崔明军华侨大学机电及自动化学院 路 平

基于光敏电阻的磨床对刀仪器的研究

广西机电职业技术学院 崔明军华侨大学机电及自动化学院 路 平

磨床对刀操作复杂、难以掌握、事故易发，怎样才能使磨床对刀操作易学、简单。本课题应用光敏电阻传感器及信号采集仪器对平面磨床的对刀操作进行研究，对磨床的自动控制、自动对刀方面有所突破。

磨床对刀仪；光敏电阻；自动对刀；智能制造

1 来源

1)机床从传统型向自动化、智能化发展的大趋势。

在整个社会生产力的发展过程中，生产工具正由传统型向着智能化自动化发展。多方观点表明，数控化智能型生产工具的时代即将来临。

2)磨床新员工培训、实训教学的需要。

针对制造业人才的培养体系中，各工科院校开设了《工程训练》课程、《金工实习》课程、《磨工技能实训》等课程，每年企业也有大量的磨床操作工培训。教学目标上：要求学生必须掌握平面磨床、外圆磨床的基本操作技能，会开机、磨削平行垫铁工件。

教学现况分析：基础薄，学生以前几乎没有接触过磨床，生疏感。磨床操作比车床、铣床复杂，按钮开关多，学生掌握难度较大。实训中违规操作和错误操作频繁，安全隐患多，造成的伤人事故也多。

表1 磨床安全操作事故列表

培训新员工、学生实训中发现，磨床对刀慢，有时一次对刀用10分钟。对刀错误也常发生，例如某钻模板批量20片一起磨平面，其中一块板下面有毛刺，对刀找最高点后就只磨这块板，时间长（2小时），最后该工件厚度不够报废。

因此，以课题“平面磨床的安全操作性能提高的研究”，进行研究。本课题计划应用传感器技术、信号采集处理技术，对磨床的对刀操作内容进行研究，希望能提高学生学习的积极性，改善安全操作性能。

2 目的

1)改善磨床实训教学。对刀过程变容易，对刀变快，对刀安全性提高。

2)提高智能化教学的程度。教学过程应用智能化的对刀仪器装置，用明天的科技，培养今天的学生。

3 方案

用传感器采集工件高度H1、砂轮高度H2的信号，通过仪器对比，当：

H1〈H2，仪器显示工件与砂轮之间的间隙值；

H1=H2，对刀正好；

H1〉H2，过切，报警。

技术路线：拟采用信号采集处理技术，对传感器信号进行采集、处理。通过合适的传感器测量砂轮高度、工作台高度，产生电信号，通过数据调制卡，信号传输到计算机，比较砂轮高度信号H1、工作台高度信号H2，当（工作台高度信号2+安全值）低于砂轮高度信号1，产生对刀错误信号，启动嗡鸣报警器提醒操作者。

图1 砂轮自动对刀系统图

4 实验装置的建立

1)传感器：光敏电阻；2)发光源：激光；3)显示及报警：电灯泡，翁鸣器；4)控制元件：集成电压比较器LM358N。

图2 测试系统的硬件结构简图

图3 信号采集安装示意图

图4 光线的发射与接收

5 实验的结果及分析

图5 实验结果一：有间隙灯泡发亮

图6 实验结果二：无间隙时灯泡熄灭

实验心得：当砂轮与工件的距离为1mm时，挡住了光线，光敏电阻无光，灯熄灭。因此该设施的修正值为1mm。对刀过程中，灯亮，表明距离大于1毫米；灯熄灭了，表明距离变为1毫米，接下来的对刀过程应注意，小心对刀。

6 结论

以光敏电阻为传感器，比较工件高度、砂轮高度，产生电信号，对刀过程可视、直观。

应用传感器技术、虚拟仪器技术，对磨床的对刀等操作内容进行研究，改善安全操作性能，降低事故的发生。同时，通过该系统的应用，能提高学生学习的积极性。

[1]盛炜佳.磨床AEMS系统的LabVIEW仿真与DSP实现[D].浙江大学,2010.

[2]王晓东,谢阅,李凤保.基于虚拟仪器技术的轧辊磨床自动测控系统[J].控制工程,2005.

[3]黄智.基于虚拟仪器的砂带磨削性能参数测试系统的研究[D].重庆大学,2005.

崔明军（1977—），男，广西机电职业技术学院讲师、华侨大学机械工程在职研究生，研究方向：机械制造，智能制造，实训教学。

路平，女，华侨大学机电及自动化学院副教授，研究方向：数字化设计，快速制造。

项目来源：广西机电职业技术学院校级科研项目（2016YKY009平面磨床安全操作性能提高的研究）。