王程桂，岳 東，葛 輝，李根平

?

基于STM32的五金鉗弧面磨削系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王程桂1,2，岳 東1,2，葛 輝1,2，李根平1

(1. 南京郵電大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院，江蘇 南京 210023；2. 南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 南京 210023)

以廣泛應(yīng)用的五金鉗類(lèi)工具為加工對(duì)象，以STM32F103ZET6為硬件電路的核心處理器，設(shè)計(jì)完成了一套自動(dòng)化磨削裝備人機(jī)交互操作系統(tǒng)，并根據(jù)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成了機(jī)械磨削平臺(tái)。該系統(tǒng)集成了一套基于嵌入式系統(tǒng)的五金鉗類(lèi)工具磨削加工的自動(dòng)化裝備，同時(shí)嵌入了弧面磨削的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)算法，可根據(jù)弧面尺寸和形狀的不同，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸入?yún)?shù)，自動(dòng)計(jì)算出插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的路徑，完成自動(dòng)化磨削加工。調(diào)試結(jié)果顯示，該系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，差補(bǔ)準(zhǔn)確。

五金鉗；STM32F103ZET6；弧面磨削

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，同時(shí)伴隨著中國(guó)社會(huì)老齡化進(jìn)程的加劇，中國(guó)的人口紅利正在消失。制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本，中國(guó)政府提出了中國(guó)制造2025的目標(biāo)[1]。在人口紅利消耗殆盡的今天，五金工具的加工工藝依舊非常的落后，大量依賴(lài)人工，加工工藝還是采用傳統(tǒng)手工和部分工藝半自動(dòng)化的生產(chǎn)相結(jié)合的方式，這種生產(chǎn)方式和工藝，對(duì)作業(yè)人員要求高，同時(shí)培訓(xùn)周期長(zhǎng)，作業(yè)效率較低，除此之外加工環(huán)境也對(duì)工人健康危害較大[2]。

世界發(fā)達(dá)國(guó)家五金鉗類(lèi)行業(yè)較富盛名的企業(yè)有易爾拓工具、日本的田島工具、美國(guó)的世達(dá)工具和史丹利五金工具以及德事隆旗下的力易得工具。上述公司的五金鉗拋光打磨產(chǎn)線都達(dá)到了高度自動(dòng)化，這主要得益于其鉗子粗胚加工是在高度自動(dòng)化產(chǎn)線上完成的，自動(dòng)化產(chǎn)線主要是通過(guò)高靈活度的機(jī)械臂(即通過(guò)機(jī)械臂來(lái)模擬人的手臂完成抓取、放置、移位等動(dòng)作)夾持鉗子粗胚來(lái)完成后期的打磨拋光工作[3-4]。而這也是國(guó)內(nèi)中小型五金企業(yè)未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)而不及國(guó)外同行的地方，由此拉大了國(guó)內(nèi)與國(guó)外同行的現(xiàn)實(shí)差距，即從前期粗胚的生產(chǎn)到后期粗胚的打磨拋光都缺乏有效的工業(yè)化自動(dòng)化手段[5]。

目前，我國(guó)五金行業(yè)生產(chǎn)的五金鉗一般以澆鑄為主，這樣生產(chǎn)出來(lái)的鉗子粗胚抗高溫能力差、硬度低，無(wú)法作為粗胚使用國(guó)外的自動(dòng)化機(jī)械臂產(chǎn)線來(lái)拋光磨削[6]。現(xiàn)有弧面磨削工序主要靠工人手工操作，有少數(shù)企業(yè)已經(jīng)嘗試使用弧面插補(bǔ)來(lái)進(jìn)行弧面磨削。圓弧插補(bǔ)[7-9]技術(shù)受到精度和速度的約束，速度快、精度低會(huì)導(dǎo)致磨削后的弧面不夠光滑、凹凸不平；精度高、速度慢則無(wú)法滿足工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的需求。因此，設(shè)計(jì)完成一套具有柔性的智能多工位一體化五金鉗類(lèi)工具自動(dòng)化磨削裝備意義重大[10]。

本文介紹的基于STM32的五金鉗弧面磨削系統(tǒng)，以SolidWorks三維設(shè)計(jì)圖為基礎(chǔ)，結(jié)合圓弧插補(bǔ)技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)五金鉗弧面的自動(dòng)磨削。結(jié)果顯示磨削效率高、磨削結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

1 弧面磨削插補(bǔ)原理及功能設(shè)計(jì)

五金鉗粗胚需要磨削的部位包括大面、小面、倒角、弧面等部分，其中大面、小面以及倒角皆為平面磨削，難度相對(duì)較小，磨削難點(diǎn)在于弧面磨削。本文針對(duì)弧面磨削系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)弧面的自動(dòng)化磨削。

鑒于五金鉗的加工特點(diǎn)，磨削需求主要在磨削速度上，而對(duì)于磨削精度要求相對(duì)較低。現(xiàn)有的五金鉗粗胚弧面設(shè)計(jì)要求皆為圓弧面，針對(duì)這一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，采用兩軸圓弧插補(bǔ)技術(shù)、控制技術(shù)來(lái)構(gòu)成控制系統(tǒng)。采用固定磨削轉(zhuǎn)輪，通過(guò)兩軸抓取五金鉗粗胚走弧線的方案，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪對(duì)其表面進(jìn)行磨削。

1.1 五金鉗的弧面磨削插補(bǔ)原理

通過(guò)圖1~2，可幫助理解五金鉗的弧面磨削插補(bǔ)原理。圖1是五金鉗弧面磨削過(guò)程中轉(zhuǎn)輪與弧面相切示意圖，其中中間部分為五金鉗的平面圖，左邊的大圓為五金鉗待磨削弧面所在的平面圓；右邊3個(gè)圓為磨削轉(zhuǎn)輪在磨削過(guò)程中的不同位置，分別對(duì)應(yīng)起點(diǎn)、中途和結(jié)束。圖2中整個(gè)圓即為圖1中的五金鉗弧面所在圓，其中實(shí)線段為五金鉗待磨削弧面示意圖，其中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)也是弧線上頂點(diǎn)，點(diǎn)為弧線所在圓心，為弧線下坐標(biāo)，點(diǎn)為弧線與軸的交點(diǎn)，為圓的半徑。其坐標(biāo)分別是(0,0)，(,)，(,)，(0,)。

圖1 五金鉗弧面在磨削時(shí)與轉(zhuǎn)輪相切示意圖

圖2 待磨削弧面示意圖

由圓內(nèi)三角關(guān)系可得

由五金鉗弧面的實(shí)物磨削特點(diǎn)可知，只有當(dāng)五金鉗弧面所在圓和轉(zhuǎn)輪弧面所在圓之間的圓心距保持在一定的范圍以?xún)?nèi)才能完成弧面的磨削，所以本次弧面磨削的設(shè)計(jì)將以此為原則。如圖3所示，五金鉗待磨削弧面圖中實(shí)線段，點(diǎn)為轉(zhuǎn)輪所在圓的圓心，點(diǎn)為待磨削圓弧磨削起點(diǎn)所在的圓心位置，點(diǎn)為待磨削圓弧磨削終點(diǎn)所在的圓心位置；其中點(diǎn)，1點(diǎn)分別為磨削終點(diǎn)和磨削起點(diǎn)時(shí)的切點(diǎn)位置，2點(diǎn)為轉(zhuǎn)輪所在圓與軸的交點(diǎn)。，分別為圓弧和轉(zhuǎn)輪的半徑。

圖3 五金鉗弧面磨削起點(diǎn)和終點(diǎn)示意圖

其坐標(biāo)分別為(0,0)，1(1,1)，2(0,2)，(3,3)，(4,4)，(5,5)。

軸方向伺服電機(jī)步長(zhǎng)為D，步數(shù)為

在得到軸方向步數(shù)后，即可開(kāi)始進(jìn)行磨削工作。具體步驟如下：

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)要求

考慮到本系統(tǒng)需要重復(fù)進(jìn)行磨削動(dòng)作，即每一次五金鉗粗胚弧面工序磨削完成后，磨削系統(tǒng)都需要回到原位準(zhǔn)備下一次磨削，同時(shí)由于五金鉗的種類(lèi)多樣性，其規(guī)格和尺寸都不盡相同，本系統(tǒng)需要完成以下設(shè)計(jì)要求：

(1)通過(guò)軟件控制系統(tǒng)，手動(dòng)控制兩個(gè)軸的移動(dòng)，既可以單獨(dú)控制某軸移動(dòng)，也可以同時(shí)控制兩個(gè)軸配合進(jìn)行插補(bǔ)；

(2)通過(guò)控制系統(tǒng)，在完成磨削工作后能夠使各軸回到設(shè)計(jì)的起始點(diǎn)；

(3)進(jìn)行兩軸圓弧插補(bǔ)，即在控制系統(tǒng)選擇五金鉗樣式后，可根據(jù)提前存儲(chǔ)好的五金鉗圖紙數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算插補(bǔ)路徑并完成五金鉗的弧面磨削。

2 機(jī)械磨削平臺(tái)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的機(jī)械部分主要包括：軸滑臺(tái)、同步夾持機(jī)構(gòu)以及磨削機(jī)構(gòu)。

軸滑臺(tái)包括軸滑臺(tái)、軸滑臺(tái)、伺服電機(jī)、同步輪以及同步輪帶，如圖4所示。每個(gè)滑臺(tái)通過(guò)一對(duì)伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制其在滾珠絲杠上來(lái)回移動(dòng)的方向和步數(shù)，兩軸配合完成五金鉗弧面的插補(bǔ)。

圖4 XZ軸滑臺(tái)

(1.軸滑臺(tái)；2.軸滑臺(tái)及滾珠絲杠)

同步夾持機(jī)構(gòu)，包括夾持安裝座、安裝在夾持安裝座上的同步機(jī)構(gòu)、安裝在同步機(jī)構(gòu)上的夾具以及安裝在夾持安裝座上的電磁閥(氣缸)，如圖5所示。同步夾持機(jī)構(gòu)左右兩個(gè)夾持鉗口分別通過(guò)鉗口固定板固定在左右兩個(gè)電磁閥上，兩個(gè)電磁閥將五金鉗粗坯緊密地?cái)D壓夾持在中間位置。在磨削時(shí)，兩個(gè)電磁閥配合完成五金鉗的夾持直到磨削完成再轉(zhuǎn)移。

圖5 同步夾持機(jī)構(gòu)

(1. 電磁閥(夾持元件)；2.軸滾珠絲杠)

磨削機(jī)構(gòu)的基座上有一個(gè)滑臺(tái)控制磨削機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)，由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪以及張緊輪相互配合形成緊繃的砂帶，三相電機(jī)緊貼砂帶形成一個(gè)完整的五金鉗磨削機(jī)構(gòu)，如圖6所示。在磨削時(shí)，控制系統(tǒng)通過(guò)控制伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)整磨削機(jī)構(gòu)的上下位置直至達(dá)到設(shè)定要求。磨削機(jī)構(gòu)保持不動(dòng)，保持三相電機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)砂帶旋轉(zhuǎn)完成磨削。

圖6 磨削機(jī)構(gòu)

(1. 支撐基座；2. 磨削張緊輪；3. 三相電機(jī)；4. 滾珠絲杠；5. 磨削輪)

在磨削過(guò)程中，需將五金鉗由其他工位移至到弧面磨削機(jī)所在工位的同步夾持機(jī)構(gòu)上，隨即調(diào)整磨削機(jī)構(gòu)到所設(shè)定的原點(diǎn)位置(一般一批工件調(diào)整一次即可)并保持固定狀態(tài)，然后軸滑臺(tái)配合夾持機(jī)構(gòu)夾持五金鉗進(jìn)行磨削工作，如圖7所示。

圖7 機(jī)械機(jī)構(gòu)示意圖

3 硬件電路設(shè)計(jì)與搭建

3.1 電路系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

根據(jù)磨削系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，首先對(duì)軸滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)特定弧線的重現(xiàn)，其次應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、系統(tǒng)可靠性高等因素。

基于以上考慮，本系統(tǒng)選用STM32F103ZET6作為控制芯片(圖8)，該芯片資源豐富、可擴(kuò)張能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)弧面磨削系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制等功能，完成程序的執(zhí)行和數(shù)據(jù)處理；使用型號(hào)為AMS60-M01330的伺服電機(jī)并搭配CZA0423L驅(qū)動(dòng)器作為滑臺(tái)和磨削機(jī)構(gòu)的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元；選擇型號(hào)為YS90S-2的三相異步電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)磨削機(jī)構(gòu)。上下位機(jī)間實(shí)現(xiàn)RS-232串口通信，該通信協(xié)議簡(jiǎn)單、操作快捷方便。弧面磨削系統(tǒng)和自動(dòng)化產(chǎn)線系統(tǒng)使用RS-485通信。機(jī)械平臺(tái)的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。

系統(tǒng)硬件配置(圖8)為STM32系列，其是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的32位閃存微控制器，采用Thumb-2指令集，專(zhuān)為要求高性能、低功耗、低成本的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，時(shí)鐘頻率可達(dá)72 MHz，內(nèi)置最高達(dá)128 K閃存。同時(shí)，該系列MCU拓展性能強(qiáng)，運(yùn)算速度快，具備串口和調(diào)試接口，便于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。

圖8 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

表1 機(jī)械運(yùn)動(dòng)平臺(tái)參數(shù)表

3.2 光耦隔離電路

本控制系統(tǒng)主要用于控制電磁閥的電路、電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖給定等。特別是電磁閥類(lèi)型的感性負(fù)載，在通斷時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生回流干擾。為了避免干擾，需采用隔離電路發(fā)送信號(hào)。考慮到TLP114和P521都是光耦，不同的是二者響應(yīng)時(shí)間不同，前者為0.8 ms，后者為3 ms。系統(tǒng)給電機(jī)方向和電磁閥的輸出信號(hào)都屬于開(kāi)關(guān)量，而給與伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)為速度非?？斓拿}沖信號(hào)，需要很快地響應(yīng)速度及頻率，設(shè)計(jì)采用TLP114作為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)隔離單元，P521作為剩余所有開(kāi)關(guān)信號(hào)的隔離單元。如圖9所示，上方的隔離電路為控制系統(tǒng)輸入電路，下方的兩個(gè)電路為控制系統(tǒng)的輸出電路。

圖9 光耦隔離電路

3.3 通信電路

通信電路用于弧面磨削工位和自動(dòng)化產(chǎn)線總控芯片之間的信號(hào)傳輸，在自動(dòng)化產(chǎn)線系統(tǒng)中，由總控芯片向本工位控制芯片STM32發(fā)送磨削任務(wù)，然后本工位進(jìn)行磨削任務(wù)的操作，在任務(wù)完成后需要向總控芯片反饋完成信息并等待下一個(gè)任務(wù)信息的到來(lái)，如圖10所示。圖中上方3個(gè)TLP118電路為信號(hào)隔離電路，使得芯片控制端與電機(jī)控制端不直接相連，第4個(gè)則是485通信電路，用于芯片間的通信。

圖10 通信電路

MAX3485是用于RS-485與RS-232通信的芯片，具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器，傳輸速率最高可實(shí)現(xiàn)10 Mbp，屬于半雙工應(yīng)用設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)器具有短路電流限制，并可以通過(guò)熱關(guān)斷電路設(shè)置為高阻狀態(tài)，防止過(guò)度的功率耗損。同時(shí)接收器具有失效保護(hù)性，即當(dāng)輸入開(kāi)路時(shí)，能夠確保邏輯高電平輸出。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，需要使得控制管腳為低電平；在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，控制管腳為高電平。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要是為了控制系統(tǒng)的運(yùn)行并確保機(jī)械磨削平臺(tái)能夠準(zhǔn)確運(yùn)作，主要包括系統(tǒng)初始化模塊、通信模塊、電機(jī)控制模塊、傳感器模塊。在系統(tǒng)初始化后，系統(tǒng)一直掛起等待流水線系統(tǒng)主控芯片的磨削任務(wù)信息，待五金鉗到達(dá)預(yù)設(shè)定位置，主控芯片由金屬接近開(kāi)關(guān)反饋的信息向弧面磨削系統(tǒng)發(fā)送磨削任務(wù)信號(hào)?；∶婺ハ飨到y(tǒng)在接到磨削任務(wù)信號(hào)后即根據(jù)得到的信息從預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中得到本次任務(wù)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而計(jì)算待磨削弧面的方向、角度以及步數(shù)，然后磨削系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行弧面磨削。磨削完成后，向主控發(fā)送本工位磨削任務(wù)已完成的信息，若沒(méi)有得到下一個(gè)任務(wù)的信息，系統(tǒng)就一直處于等待狀態(tài)。系統(tǒng)軟件控制流程圖如圖11所示。

圖11 系統(tǒng)軟件控制流程圖

為了面向不同型號(hào)的五金鉗磨削對(duì)象，秉承著多參數(shù)可調(diào)節(jié)的原則，盡可能在最大程度上實(shí)現(xiàn)磨削自動(dòng)化并實(shí)現(xiàn)單步測(cè)試，特設(shè)計(jì)如圖12所示的人機(jī)交互系統(tǒng)。其中包括：圖12(a)可根據(jù)待磨削對(duì)象的尺寸需求，設(shè)置電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向和距離，并進(jìn)行夾持氣缸等多種電磁閥的單步調(diào)試；圖12(b)可根據(jù)待磨削對(duì)象的位置需求，結(jié)合具體情況設(shè)置磨削轉(zhuǎn)輪的合適起點(diǎn)位置和電機(jī)運(yùn)行速度。

圖12 人機(jī)交互界面

5 系統(tǒng)磨削效果測(cè)試

為了驗(yàn)證該系統(tǒng)的實(shí)際磨削能力，選用五金鉗實(shí)物進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。系統(tǒng)測(cè)試目的是檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)用性、穩(wěn)定性以及存在的問(wèn)題。在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，先將系統(tǒng)初始化，然后將五金鉗按照設(shè)計(jì)擺放位置放定，隨即在人機(jī)交互系統(tǒng)上選定五金鉗待磨削類(lèi)型和尺寸并根據(jù)實(shí)際條件調(diào)整轉(zhuǎn)輪的位置，最后進(jìn)行系統(tǒng)磨削效果測(cè)試。

五金鉗磨削前后的實(shí)物對(duì)比如圖13所示。通過(guò)實(shí)物磨削測(cè)試，可以看出，即便磨削前的五金鉗弧面粗糙不堪，磨削后的弧面光滑明亮，與市面上售賣(mài)的五金鉗弧面光滑程度無(wú)差異。說(shuō)明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)五金鉗弧面的自動(dòng)化磨削，達(dá)到了預(yù)期的效果。

圖13 五金鉗弧面磨削測(cè)試

6 結(jié) 論

本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32的五金鉗弧面磨削系統(tǒng)，搭建了該系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)、硬件電路和控制方法，在工作過(guò)程中，針對(duì)五金鉗磨削需求的特點(diǎn)將弧面所在圓心和轉(zhuǎn)輪圓心距離保持在一個(gè)特定的范圍，針對(duì)性完成五金鉗弧面手工磨削的機(jī)器換人策略。經(jīng)過(guò)測(cè)試，一次弧面磨削耗時(shí)約為10~15 s，與之相對(duì)的是手工磨削耗時(shí)數(shù)以分鐘計(jì)，可以看出，該系統(tǒng)可以極大地提高磨削效率，能夠滿足工業(yè)磨削需求，具有很強(qiáng)的工業(yè)價(jià)值和實(shí)用意義。

[1] 周濟(jì). 智能制造—“中國(guó)制造2025”的主攻方向[J]. 中國(guó)機(jī)械工程, 2015, 26(17): 2273-2284.

[2] 中國(guó)制造網(wǎng). 2016年上半年五金工具行業(yè)分析報(bào) 告[EB/OL]. (2016-10-26) [2017-03-28]. http://service. made-in-china.com/market-analysis/industry-analysis-report/695064.html.

[3] BEUDAERT X, LAVERNHE S, TOURNIER C. Direct trajectory interpolation on the surface using an open CNC [J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2014, 75(1-4): 535-546.

[4] BJERKENG M, SCHRIMPF J, MYHRE T, et al. Fast dual-arm manipulation using variable admittance control:implementation and experimental results [C]//Proceeding of the IEEE/RSJ International Conference on Inrelligent Robots and Systems. New York: IEEE Press, 2014: 4728-4734.

[5] ZHENG K J, SHANG B. Circular interpolation algorithms of 5-axis simultaneous CNC system [C]//Pcoceeding of the International Symposium on Sigital Manufacture. Wuhan: Wuhan University of Technology Press, 2006: 407-411.

[6] 蔣平. 我國(guó)五金行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[R]. 北京: 前瞻產(chǎn)業(yè)研究院, 2015.

[7] 唐慧峰. 改進(jìn)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)的研究與仿真[J]. 微計(jì)算機(jī)信息, 2006, 22(5-3): 240-241.

[8] 王帥夫, 劉景林. 基于軌跡控制的改進(jìn)的直接函數(shù)法圓弧插補(bǔ)算法[J]. 測(cè)控技術(shù), 2011, 30(9): 112-115.

[9] QIAN W H. Four-arc approximation to elipses: the best in general [J]. Computer Aided Geometric Design, 2011, 28(4): 257-269.

[10]岳東, 葛輝, 解相朋, 等. 智能多工位一體化五金鉗類(lèi)工具自動(dòng)化磨削裝備及其方法: 中國(guó), 2016100646130 [P/OL]. [2016-11-09]. http://epub.sipo.gov.cn/ pam.action.

Design of Arc Grinding System for Hardware Clamp Based on MCU STM32

WANG Chenggui1,2, YUE Dong1,2, GE Hui1,2, LI Genping1

(1. Institute of Advanced Technology, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing Jiangsu 210023, China; 2. College of Automation, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing Jiangsu 210023, China)

In this paper, a variety of widely used hardware clamp tools were taken as the processing object, and STM32F103ZET6 was adopted as the core processor of the hardware circuit to design a human-computer interaction system of automation grinding equipment. Meanwhile, a completed mechanical grinding platform according to the system was designed as well and grinding automation equipment was integrated based on embedded hardware clamp tools. The system contains a dynamic adjustment of the arc grinding algorithm, which can adjust the input parameters dynamically according to the different arc sizes and shapes. This system will automatically calculate the interpolation of the movement of the path to complete the automated grinding. Finally, the debugging result shows that the system is running smoothly and the interpolation is accurate.

hardware clamp; STM32F103ZET6; arc grinding

TH 164

10.11996/JG.j.2095-302X.2018010116

A

2095-302X(2018)01-0116-07

2017-06-04；

2017-06-22

王程桂(1992–)，男，江蘇興化人，碩士研究生。主要研究方向?yàn)橹悄苤圃旒肮I(yè)自動(dòng)化裝備。E-mail：653092656@qq.com

岳 東(1964–)，男，河南新鄉(xiāng)人，教授，博士。主要研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)化控制、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析與協(xié)調(diào)控制、物聯(lián)網(wǎng)及應(yīng)用、先進(jìn)制造裝備與系統(tǒng)。E-mail：medongy@vip.163.com