專利名稱：一種用于水晶球磨削/拋光機(jī)的控制方法及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水晶球磨削/拋光機(jī)的控制方法及控制裝置，尤其是能實(shí)現(xiàn)對(duì)水晶球磨削/拋光機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的控制方法及控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，水晶球磨削/拋光機(jī)通常是由人工操作實(shí)現(xiàn)對(duì)水晶球各個(gè)三角面的磨削和拋光，由于水晶球上每個(gè)三角面的角度、位置各不相同，因此，人工很難在精度上保證每個(gè)三角面均勻一致，容易出現(xiàn)大小面的現(xiàn)象，導(dǎo)致上下半球的接線不準(zhǔn)嚴(yán)重影響水晶球的外觀，而且，人工操作速度慢，生產(chǎn)效率不高，材料損耗較多，操作過程中產(chǎn)生的沖力還會(huì)使磨削/拋光機(jī)上磨/拋盤的損耗比較大，影響磨/拋盤的使用壽命，從而使水晶球的生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的水晶球磨削/拋光機(jī)精度差，生產(chǎn)成本高的不足，本發(fā)明提供了一種對(duì)水晶球磨削/拋光機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的控制方法及實(shí)施該方法的控制裝置，這種方法可以使磨削/拋光機(jī)在全自動(dòng)狀態(tài)下對(duì)水晶球進(jìn)行磨削和拋光，不僅保證了水晶球上各三角面均勻一致，精度極高，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種用于水晶球磨削/拋光機(jī)的控制方法，其特殊之處是將置于磨削/拋光機(jī)上水晶球的運(yùn)動(dòng)分解為X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)，且X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)由各自獨(dú)立對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并按如下步驟進(jìn)行控制①對(duì)各參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)定；②通過X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的角度或位置傳感器反饋的信息，控制裝置發(fā)出指令分別驅(qū)動(dòng)各電機(jī)使X、Y、Z軸位于各自的初始位置；③Y軸電機(jī)將安裝有水晶球的機(jī)架沿Y軸設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的角度；④X軸電機(jī)將安裝有水晶球的機(jī)架沿X軸設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的角度；⑤Z軸電機(jī)帶動(dòng)安裝有水晶球的機(jī)架向下移動(dòng)，當(dāng)水晶球接觸到磨削/拋光機(jī)的磨/拋盤時(shí)，Z軸位置平衡傳感器將信號(hào)反饋給控制裝置，控制裝置發(fā)出指令使Z軸電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或降低速度，從而機(jī)架也停止下移或開始緩慢下移；⑥Z軸電機(jī)帶動(dòng)機(jī)架向下慢速移動(dòng)設(shè)定的距離，對(duì)水晶球的單個(gè)X軸面進(jìn)行磨削或拋光；⑦Z軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)架上移設(shè)定的距離，使機(jī)架抬起，完成單個(gè)X軸面的磨削或拋光；⑧重復(fù)步驟④、⑤、⑥、⑦直至設(shè)定數(shù)量的X軸面磨削或拋光完畢；
⑨重復(fù)步驟③、④、⑤、⑥、⑦、⑧直到設(shè)定數(shù)量的Y軸面的磨削或拋光完畢；⑩完成所有磨削或拋光工作后，將各電機(jī)恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。
需初始化的參數(shù)主要包括各電機(jī)方向以及定時(shí)器的設(shè)定，X軸方向步進(jìn)電機(jī)需要運(yùn)行的步數(shù)、以及X軸軸面的個(gè)數(shù)、Y軸軸面的個(gè)數(shù)、每個(gè)軸面角度的步數(shù)轉(zhuǎn)換、Z軸的工作臺(tái)面步數(shù)、慢速運(yùn)行的步數(shù)、返回臺(tái)面的高度步數(shù)、停留時(shí)間設(shè)定以及串行接口的通訊速率；實(shí)施該控制方法的控制裝置至少包括控制模塊、分別用于X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向驅(qū)動(dòng)的三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)各步進(jìn)電機(jī)的與控制模塊相連的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，以及顯示器和鍵盤，控制模塊主要由帶有或可擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換接口及足夠串、并行接口的單片機(jī)及其外圍常規(guī)電路組成，各步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、顯示器、鍵盤和X、Y、Z軸零位置傳感器、Z軸平衡傳感器分別通過接口或直接與單片機(jī)連接，Y軸角度傳感器可經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后與單片機(jī)連接或者直接與單片機(jī)連接。
控制模塊可選用型號(hào)為AVRMEGA128的單片機(jī)，該單片機(jī)具有A/D轉(zhuǎn)換功能和幾十個(gè)I/O口，足以滿足本裝置對(duì)接口數(shù)量的要求。
控制模塊也可選用MCS51系列的單片機(jī)，該單片機(jī)必須擴(kuò)展有接口電路，接口電路包括RS232串行通訊接口、A/D轉(zhuǎn)換接口和8255或其它并行接口芯片或芯片組。
為使控制裝置更加完善，單片機(jī)外擴(kuò)展RAM存儲(chǔ)器，顯示器則使用128X64帶漢字的顯示模塊。
本發(fā)明的有益效果是，通過將水晶球的運(yùn)動(dòng)分解為X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)后，按本發(fā)明提供的控制方法和控制裝置進(jìn)行控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)水晶球磨削/拋光過程的完全自動(dòng)化，從而提高水晶球的精度，并降低水晶球的生產(chǎn)成本。而且本發(fā)明中水晶球與磨/拋盤之間接觸時(shí)為柔性接觸，即水晶球接觸磨/拋盤表面時(shí)，一經(jīng)感應(yīng)器感知、反饋，控制裝置就會(huì)發(fā)出指令，使驅(qū)動(dòng)水晶球運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或降低轉(zhuǎn)速，減少水晶球與磨/拋盤的硬碰撞，達(dá)到大幅度提高水晶球的成品率和精度的效果。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明中控制裝置的電氣原理框圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中控制裝置的電氣原理圖。
圖中，1、控制模塊，2、鍵盤，3、顯示器，4、X、Y、Z軸零位置傳感器，4.1、X軸零位置傳感器，4.2、Y軸零位置傳感器，4.3、Z軸零位置傳感器，5、Z軸平衡傳感器，6、Y軸角度傳感器，7、X軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，8、X軸步進(jìn)電機(jī)，9、Y軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，10、Y軸步進(jìn)電機(jī)，11、Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，12、Z軸步進(jìn)電機(jī)，13、AVR MEGA128單片機(jī)，14、MAX232串行通訊接口，15、7805穩(wěn)壓電源，16、RAM存儲(chǔ)器，17、并行接口8255芯片，18、74HC138地址譯碼器。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的控制方法是將置于磨削/拋光機(jī)上水晶球的運(yùn)動(dòng)分解為X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)，X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)由各自獨(dú)立對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的角度或位置分別通過角度或位置傳感器感知并反饋給控制裝置，通過控制裝置按如下步驟進(jìn)行控制①對(duì)各參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)定，參數(shù)主要包括各電機(jī)方向以及定時(shí)器的設(shè)定，X軸方向步進(jìn)電機(jī)需要運(yùn)行的步數(shù)、以及X軸軸面的個(gè)數(shù)、Y軸軸面的個(gè)數(shù)、每個(gè)軸面角度的步數(shù)轉(zhuǎn)換、Z軸的工作臺(tái)面步數(shù)、慢速運(yùn)行的步數(shù)、返回臺(tái)面的高度步數(shù)、停留時(shí)間設(shè)定以及串行接口的通訊速率；X軸每個(gè)軸面的運(yùn)行步數(shù)通過公式S=360/J*NM,]]>其中S為步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的步數(shù)，J為X軸面的個(gè)數(shù)，N為磨削/拋光機(jī)中帶動(dòng)機(jī)架的渦輪蝸桿的比例，M為步進(jìn)電機(jī)每步的角度，Z軸步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)的步數(shù)由所需移動(dòng)的距離除以步進(jìn)電機(jī)每步所移動(dòng)的距離得到，其它參數(shù)通過試驗(yàn)后得出的最佳值來確定，各步進(jìn)電機(jī)的速度通過對(duì)定時(shí)器的工作方式和相關(guān)參數(shù)來控制；②通過X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的角度或位置傳感器反饋的信息，控制模塊發(fā)出指令分別驅(qū)動(dòng)各電機(jī)使X、Y、Z軸位于各自的初始位置；③Y軸電機(jī)將安裝有水晶球的機(jī)架沿Y軸設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的角度；④X軸電機(jī)將安裝有水晶球的機(jī)架沿X軸設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的角度；⑤Z軸電機(jī)帶動(dòng)安裝有水晶球的機(jī)架向下移動(dòng)，當(dāng)水晶球接觸到磨削/拋光機(jī)的磨/拋盤時(shí)，Z軸位置傳感器即將信號(hào)反饋給控制裝置，控制裝置發(fā)出指令使Z軸電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或降低速度，從而機(jī)架也停止下移或開始緩慢下移，機(jī)架停止下移后，也可令其停留設(shè)定的一段時(shí)間，再發(fā)出指令使電機(jī)帶動(dòng)機(jī)架繼續(xù)慢速向下移動(dòng)，然后再次停留一段時(shí)間；⑥Z軸電機(jī)帶動(dòng)機(jī)架向下慢速移動(dòng)設(shè)定的距離，對(duì)水晶球的單個(gè)X軸面進(jìn)行磨削或拋光；⑦Z軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)架上移設(shè)定的距離，使機(jī)架抬起，完成單個(gè)X軸面的磨削或拋光；⑧重復(fù)步驟④、⑤、⑥、⑦直至設(shè)定數(shù)量的X軸面磨削或拋光完畢；⑨重復(fù)步驟③、④、⑤、⑥、⑦、⑧直到設(shè)定數(shù)量的Y軸面的磨削或拋光完畢；⑩完成所有磨削或拋光工作后，將各電機(jī)恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。
為實(shí)施上述控制方法，本發(fā)明提供了相應(yīng)的控制裝置，如圖1所示控制裝置主要包括控制模塊(1)、三套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(7)、(9)、(11)和步進(jìn)電機(jī)(8)、(10)、(12)、顯示器(3)和鍵盤(2)，X、Y、Z軸零位置傳感器(4)、Z軸平衡傳感器(5)、Y軸角度傳感器(6)幾部分?？刂颇K(1)只須滿足具有A/D轉(zhuǎn)換接口、串行接口、足夠的并行接口及編程功能即可，一般情況下，要求其至少有一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換接口、一個(gè)串行接口、14個(gè)I/O接口，控制模塊(1)可以是由帶有A/D轉(zhuǎn)換接口及足夠串、并行接口的單片機(jī)及其外圍常規(guī)電路組成，如選用型號(hào)為AVRMEGA128的單片機(jī)，控制模塊(1)也可以由可擴(kuò)展有A/D轉(zhuǎn)換接口、接口電路的其它單片機(jī)及其外圍常規(guī)電路組成，如單片機(jī)選用MCS51系列的單片機(jī)，該單片機(jī)外部擴(kuò)展由MAX232串行通訊接口和并行接口8255或其它并行接口芯片、任意10位A/D轉(zhuǎn)換接口構(gòu)成的接口電路，各步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(7)、(9)、(11)、顯示器(3)、鍵盤(2)和各傳感器(4)、(5)、(6)分別通過接口與單片機(jī)連接。圖2中給出了本發(fā)明可采用的控制裝置的具體實(shí)施例，控制模塊(1)包括AVR MEGA128單片機(jī)(13)、7805穩(wěn)壓電源(15)、AVRMEGA128單片機(jī)(13)外部擴(kuò)展有MAX232串行通訊接口(14)和62256RAM存儲(chǔ)器(16)，X、Y、Z軸零位置傳感器(4.1)、(4.2)、(4.3)、Z軸平衡傳感器(5)、Y軸角度傳感器(6)以及分別用于X、Y、Z軸三方向的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(7)、(9)、(11)直接通過AVRMEGA128單片機(jī)(13)上的接口與其連接，Z軸平衡傳感器(5)為兩個(gè)位置傳感器(5.1)、(5.2)，分設(shè)于Z軸左右兩邊，各位置傳感器均可采用霍爾開關(guān)型傳感器，本實(shí)施例中采用的是型號(hào)為A3144的霍爾開關(guān)型傳感器，三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(8)、(10)、(12)分別與對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(7)、(9)、(11)相連，本實(shí)施例中步進(jìn)電機(jī)全部為三相步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)均為SJ-380，其控制信號(hào)與MEGA128單片機(jī)(13)直接連接，顯示器(3)和鍵盤(2)經(jīng)過并行接口8255芯片(17)接于AVRMEGA128單片機(jī)(13)上，地址譯碼器74HC138(18)用于訪問不同器件時(shí)地址譯碼，顯示器使用128X64帶漢字的顯示模塊，以方便人機(jī)對(duì)話。
用本發(fā)明提供的控制方法及控制裝置對(duì)水晶球磨削/拋光機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，具體工作過程如下從鍵盤上發(fā)出開始工作的指令后，控制裝置就開始正常的工作過程。
首先單片機(jī)發(fā)出指令使各個(gè)步進(jìn)電機(jī)找零位，方向信號(hào)先被送到各個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上，然后單片機(jī)發(fā)出脈沖信號(hào)給各步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)行設(shè)定步數(shù)后，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；控制模塊又送出與上面方向相反的方向信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器上，隨后單片機(jī)又發(fā)出脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)開始反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，控制模塊同時(shí)檢測(cè)各軸零位置傳感器的信號(hào)，當(dāng)某個(gè)軸位置傳感器信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，說明該軸已經(jīng)到達(dá)零位置，則控制模塊發(fā)出指令使對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，控制裝置繼續(xù)發(fā)送脈沖信號(hào)，直到所有步進(jìn)電機(jī)都找到各自的零位置。
各軸步進(jìn)電機(jī)到達(dá)零位置后，開始對(duì)水晶球進(jìn)行磨削/拋光。
控制模塊設(shè)定Y軸面的角度，同時(shí)發(fā)出方向信號(hào)和脈沖信號(hào)到Y(jié)軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使Y軸步進(jìn)電機(jī)開始運(yùn)動(dòng)；同時(shí)在控制模塊的A/D轉(zhuǎn)換接口上檢測(cè)角度傳感器的變化，將傳感器檢測(cè)到的角度與設(shè)定的角度相比較，如果相同則停止向Y軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號(hào)，否則繼續(xù)發(fā)送脈沖信號(hào)，直到檢測(cè)到的角度與設(shè)定的角度相同為止，控制模塊才停止發(fā)送脈沖信號(hào)到Y(jié)軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
然后控制模塊設(shè)定X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)，隨后向X軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送方向信號(hào)和脈沖信號(hào)，使該軸步進(jìn)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，直到X軸轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)為零時(shí)，停止對(duì)該軸發(fā)送脈沖信號(hào)，X軸的一個(gè)面轉(zhuǎn)動(dòng)完成。
其后控制模塊依次發(fā)送方向信號(hào)、脈沖信號(hào)至Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使Z軸步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)機(jī)架沿Z軸方向向下移動(dòng)，當(dāng)水晶球接觸到磨/拋盤的瞬間，位于Z軸兩端的Z軸平衡傳感器的信號(hào)就會(huì)發(fā)生變化，信號(hào)被反饋到控制模塊后，控制模塊立即停止向Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)隨即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)控制裝置設(shè)定后續(xù)Z軸步進(jìn)電機(jī)要運(yùn)行的步數(shù)，并改變向Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出的脈沖信號(hào)的頻率，使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度降低或者控制裝置暫停向Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號(hào)，使Z軸步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)一段設(shè)定的時(shí)間，然后再繼續(xù)向Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號(hào)，運(yùn)行設(shè)定數(shù)量的步數(shù)后，停止發(fā)送脈沖信號(hào)，同時(shí)發(fā)出使Z軸步進(jìn)電機(jī)反方向運(yùn)動(dòng)的方向信號(hào)，改變Z軸步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向，重新設(shè)定步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的步數(shù)，再發(fā)送脈沖信號(hào)至Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，此時(shí)Z軸步進(jìn)電機(jī)就會(huì)帶動(dòng)機(jī)架向上移動(dòng)，直到Z軸設(shè)定步數(shù)為零時(shí)，停止對(duì)Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號(hào)，Z軸步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
這樣便完成了對(duì)X軸單個(gè)面的磨削/拋光，接著控制裝置對(duì)判斷X軸面的磨削/拋光數(shù)量是否為設(shè)定值，(該值在初始化時(shí)設(shè)定)，如果與設(shè)定值不同，則面號(hào)設(shè)定為下一個(gè)X軸面，再重復(fù)上述對(duì)Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制過程，完成X軸方向所有設(shè)定面的磨削/拋光，當(dāng)與設(shè)定值相同時(shí)，則說明對(duì)X軸方向所有設(shè)定面的磨削/拋光已完成，然后繼續(xù)下面的過程。
控制模塊判斷Y軸面的磨削/拋光數(shù)量是否為設(shè)定值，如果不是將繼續(xù)上述對(duì)X、Z軸兩方向各步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制過程，若磨削/拋光數(shù)量與設(shè)定值相同則繼續(xù)下面的過程。
控制模塊先設(shè)定X軸步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并計(jì)算和設(shè)定該軸需要轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)，然后向X軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器開始工作，當(dāng)該步數(shù)為零時(shí)，控制裝置停止向X軸步進(jìn)電機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)，X軸步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸復(fù)位。
控制模塊先設(shè)定Y軸步進(jìn)電機(jī)與正常工作方向相反的方向信號(hào)，然后向Y軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送方向信號(hào)和脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)Y軸步進(jìn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)架在Y軸方向沿原來的路徑返回到初始位置。
控制模塊先設(shè)定Z軸步進(jìn)電機(jī)與原運(yùn)動(dòng)方向相反的方向信號(hào)，并設(shè)定Z軸需要運(yùn)行的步數(shù)，然后向Z軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送方向和脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)Z軸步進(jìn)電機(jī)向上移動(dòng)到初始位置。
完成上述工作過程后，即完成了對(duì)整個(gè)水晶球的磨削/拋光。
權(quán)利要求
1.一種用于水晶球磨削/拋光機(jī)的控制方法，其特征在于將置于磨削/拋光機(jī)上水晶球的運(yùn)動(dòng)分解為X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)，X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)由各自獨(dú)立對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的角度或位置分別通過角度傳感器或位置傳感器信號(hào)反饋給控制裝置，通過控制裝置按如下步驟進(jìn)行控制(1)對(duì)各參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)定，參數(shù)主要包括各電機(jī)方向以及定時(shí)器的設(shè)定，X軸方向步進(jìn)電機(jī)需要運(yùn)行的步數(shù)、以及X軸軸面的個(gè)數(shù)、Y軸軸面的個(gè)數(shù)、每個(gè)軸面角度的步數(shù)轉(zhuǎn)換、Z軸的工作臺(tái)面步數(shù)、慢速運(yùn)行的步數(shù)、返回臺(tái)面的高度步數(shù)、停留時(shí)間設(shè)定以及串行接口的通訊速率；(2)通過X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的角度或位置傳感器反饋的信息，控制裝置發(fā)出指令分別驅(qū)動(dòng)各電機(jī)使X、Y、Z軸位于各自的初始位置；(3)Y軸電機(jī)將安裝有水晶球的機(jī)架沿Y軸設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的角度；(4)X軸電機(jī)將安裝有水晶球的機(jī)架沿X軸設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的角度；(5)Z軸電機(jī)帶動(dòng)安裝有水晶球的機(jī)架向下移動(dòng)，當(dāng)水晶球接觸到磨削/拋光機(jī)的磨/拋盤時(shí)，Z軸位置傳感器即將信號(hào)反饋給控制裝置，控制裝置發(fā)出指令使Z軸電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或降低速度，從而機(jī)架也停止下移或開始緩慢下移；(6)Z軸電機(jī)帶動(dòng)機(jī)架向下慢速移動(dòng)設(shè)定的距離，對(duì)水晶球的單個(gè)X軸面進(jìn)行磨削或拋光；(7)Z軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)架上移設(shè)定的距離，使機(jī)架抬起，完成單個(gè)X軸面的磨削或拋光；(8)重復(fù)步驟(4)、(5)、(6)、(7)直至設(shè)定數(shù)量的X軸面磨削或拋光完畢；(9)重復(fù)步驟(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)直到設(shè)定數(shù)量的Y軸面的磨削或拋光完畢；(10)完成所有磨削或拋光工作后，將各電機(jī)恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水晶球磨削/拋光機(jī)的控制方法，其特征在于X軸每個(gè)軸面的運(yùn)行步數(shù)通過公式S=360/J*NM,]]>其中S為步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的步數(shù)，J為X軸面的個(gè)數(shù)，N為磨削/拋光機(jī)中帶動(dòng)機(jī)架的渦輪蝸桿的比例，M為步進(jìn)電機(jī)每步的角度，Z軸步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)的步數(shù)由所需移動(dòng)的距離除以步進(jìn)電機(jī)每步所移動(dòng)的距離得到，其它參數(shù)通過試驗(yàn)后得出的最佳值來確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水晶球磨削/拋光機(jī)的控制方法，其特征在于Z軸電機(jī)帶動(dòng)機(jī)架向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，水晶球接觸拋盤即停止運(yùn)轉(zhuǎn)或減緩速度，停留設(shè)定的一段時(shí)間后，繼續(xù)帶動(dòng)機(jī)架慢速向下移動(dòng)，然后再次停留一段時(shí)間。
4.一種實(shí)施水晶球磨削/拋光機(jī)控制方法的控制裝置，至少包括控制模塊、X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的步進(jìn)電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)各步進(jìn)電機(jī)的與控制模塊相連的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，以及顯示器和鍵盤，其特征在于設(shè)有三臺(tái)分別用于驅(qū)動(dòng)X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，控制模塊主要由帶有或可擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換接口及足夠串、并行接口的單片機(jī)及其外圍常規(guī)電路組成，各步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、顯示器、鍵盤和X、Y、Z軸零位置傳感器、Z軸平衡傳感器分別通過接口或直接與單片機(jī)連接，Y軸角度傳感器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后通過接口或直接與單片機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)施水晶球磨削/拋光機(jī)控制方法的控制裝置，其特征在于控制模塊中選用型號(hào)為AVR MEGA128的單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)施水晶球磨削/拋光機(jī)控制方法的控制裝置，其特征在于控制模塊中選用能擴(kuò)展接口電路的MCS51系列單片機(jī)，接口電路包括RS232串行通訊接口和8255或其它并行接口芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求書3或4所述的水晶球磨削拋光機(jī)的控制裝置，其特征在于Z軸平衡傳感器由分置于Z軸兩側(cè)的兩個(gè)位置傳感器組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求書3或4所述的水晶球磨削拋光機(jī)的控制裝置，其特征在于位置傳感器采用霍爾開關(guān)型傳感器，顯示器使用128×64帶漢字的顯示模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求書4或5所述的水晶球磨削拋光機(jī)的控制裝置，其特征在于單片機(jī)外設(shè)有擴(kuò)展的RAM存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于水晶球磨削/拋光機(jī)的控制方法和控制裝置，該方法將置于磨削/拋光機(jī)上水晶球的運(yùn)動(dòng)分解為X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)，三坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)由各自對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且三坐標(biāo)軸方向的角度或位置分別通過角度或位置傳感器反饋給控制裝置，控制裝置至少包括控制模塊、分別用于X、Y、Z三坐標(biāo)軸方向驅(qū)動(dòng)的三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)各步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，以及顯示器和鍵盤，控制模塊主要由帶有或可擴(kuò)展有A/D轉(zhuǎn)換接口及足夠串、并行接口的單片機(jī)及其外圍常規(guī)電路組成。用該控制方法和控制裝置對(duì)水晶球磨削/拋光機(jī)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，大幅提高水晶球的制造精度，成品率，生產(chǎn)效率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B24B51/00GK1657233SQ20051001823
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2005年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者朱志剛 申請(qǐng)人:朱志剛