2 需要進行刀具過載保護的機床的特點及主要工作

1. 不同規格的刀具所允許的切削載荷不同，多數刀具在破損時都還達不到主電機的額定功率。
2. 相同型號的機床，由于出廠日期不同，機床的傳動效率也不同。所以，同品種同模數的刀具在不同的機床上加工，穩定切削時的主電機功率就不同,而且有的差別很大。
3. 由于刀具的材質和刃磨不同，而且不同廠家的刀具，其穩定切削時的主電機功率也有所差別。因此，每一刀具的穩定切削時的主電機功率，只能在特定的機床上，由操作人員根據當時的加工情況而定,不能預先給出某一刀具所對應的穩定切削時的主電機功率。

3 控制系統的硬件設計

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1. 系統初始化程序
   系統上電復位后8031從地址000H開始執行程序，首先對系統初始化，完成設置棧指針，計數器/定時器工作方式，計數器/定時器初值，中斷方式，軟標志初態值設置以及內部和外部RAM 單元清零等工作。50H-7FH為堆棧區域，棧頂的位置由SP指示，初始化程序中SP 特殊功能寄存器寫入60H。
   8031單片機提供了5個中斷請求源，2個中斷優先級，可實現兩級中斷服務嵌套。5個中斷請求源為兩個外部中斷請求，兩個片內定時器/計數器溢出中斷和一個外部中斷。這個外部中斷是AD574轉換結束后，通知8031CPU取數，CPU響應這一中斷請求，暫停正在做的工作，保護好現場后去取數，將數放入數據存儲器后再恢復現場，繼續原來的工作。
2. 中斷服務程序
   本系統的中斷服務程序是T₀采樣中斷服務程序，另外還有一個AD574申請CPU取數的外部中斷服務程序。前者主要完成模擬信號的采樣，數據處理和報警停車等功能。它是本系統軟件的核心部分。T₀中斷服務程序主要由采樣子程序SUM P，保護子程序PRO T等組成，其流程圖如圖5 所示:
   
   圖5 T₀中斷服務程序流程圖
   系統響應T₀定時中斷后，CPU執行了一條由中斷系統提供的硬件LCALL指令，轉向T₀中斷服務程序入口，中斷服務程序首先恢復T₀計數器初值，隨后保護現場。現場保護完成以后進入信號采樣階段，即執行采樣子程序，在采樣完畢后調用A/D轉換程序AD574將數據進行轉換，其中還包括A/D轉換的中斷服務程序。采樣和A/D 轉換循環三次后，進入數字濾波程序，將中值(一個周期內三個采樣點數值處于中間的值) 作為刀具穩定切削時的穩態值保存起來。繼續調用采樣子程序(內含數字濾波程序) ，又獲得一個新的中值，在保護子程序內，新中值與穩態值進行比較，當大于某數時，系統發出自動停車信號切斷主回路。其中，報警信號由8031 P_1.0位發出，停車信號由P_1.1位發出。
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3. 保護子程序PRO T
   保護子程序就是將每次的數字濾波后留下的采樣值與計算機最先保存的刀具穩定切削時的穩態值相比較，若采樣值較穩態值大且兩者的差值超過一定的裕度，則單片機清P_1.0位接通外電路，使揚聲器發出報警信號; 若此差值更大，且大于更大的裕度時，則單片機P_1.1位發出信號，使外電路的交流接觸器失電，從而切斷主電路，實現自動停車。

5 結束語