光纖研磨機(jī)的設(shè)計(jì)

#圖4.8深圳雷塞57HS09兩相步進(jìn)電機(jī)圖與其配合的驅(qū)動(dòng)器是MD556細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。JEAI|1II|-二一——卜鬥控制器|￡功率放大卜七*｛疸疤~=_總云鼻?TOC\o"1-5"\h\zII|fL一-廠」|IL―廠-I——III11ILJ圖4.9步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的組成框圖圖4.9中，控制系統(tǒng)由控制器和功率放大電路等組成，通常統(tǒng)稱為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。步進(jìn)電機(jī)的控制器一般包含脈沖分配器和加速控制電路，可以由硬件組成，也可以用軟件實(shí)現(xiàn)。

圖4.10MD556細(xì)分驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，具有如下優(yōu)點(diǎn):⑴一種離散運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行裝置，與現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著內(nèi)在的聯(lián)系，很容易與其它數(shù)字器件進(jìn)行接口;位置誤差無(wú)積累;位置采用開環(huán)方式控制，不需要位置反饋環(huán)節(jié)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;采用混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，除停轉(zhuǎn)期間消耗電能少外，還具有記憶功能，可以在停電時(shí)將轉(zhuǎn)子鎖定在特定的位置上;動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速;系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，設(shè)計(jì)容易。無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)及調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)主要是用于控制研磨盤的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，根據(jù)以前的研磨研究，系桿的運(yùn)動(dòng)一般在140r/min左右，而研磨速度也是在40r/min到50r/min之間，我們不允許其最大轉(zhuǎn)速超過(guò)200r/min。取作用在工件上的正力:N=100N所以工件與磨具間的摩擦力F為:F=yN其中，卩產(chǎn)為工件與磨具間的摩擦系數(shù)。取摩擦系數(shù)卩=0.5,計(jì)算得F=50N。設(shè)計(jì)工件距中心輪軸線的最遠(yuǎn)距離(偏心距)e=9mm,則工件對(duì)機(jī)床主軸最大的阻力矩T為：T=Fe=0.45N.M(4.1)由此可算出電動(dòng)機(jī)的功率：P亠9550P亠9550n°45%2°°.12kw9550x0.84.2)式中：n1—主軸的轉(zhuǎn)速，本文機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速取200r/min耳一主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，本文通過(guò)計(jì)算取0.8。根據(jù)功率及轉(zhuǎn)速要求，本設(shè)計(jì)選用寧波北侖減速器電機(jī)廠生產(chǎn)的90YCW-40W單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，此型號(hào)采用蝸輪結(jié)構(gòu)減速，兩臺(tái)電機(jī)的蝸輪減速比分別為10和20，其它參數(shù)相同。圖4.11寧波北侖生產(chǎn)的90YCW-40W單相電動(dòng)機(jī)其具體參數(shù)如下：功率:40W工作電壓：20V額定轉(zhuǎn)速：1350r/min極數(shù)：4速度可調(diào)范圍:90?1350轉(zhuǎn)/分額定轉(zhuǎn)矩：0.28N.M啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：0.22N.M電容器容量：2.5“f電容電壓：450V與其配合的調(diào)速控制器是JWF無(wú)級(jí)調(diào)速器，其具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：四位LED直接顯示經(jīng)減速器后的轉(zhuǎn)速，減速比可修改。設(shè)定顯示原理：取反饋線圈的脈沖數(shù)/減速比二輸出減速。減速比設(shè)定后，長(zhǎng)期存儲(chǔ)于微電腦芯片，每次使用無(wú)需重新設(shè)定。圖4.12JWF無(wú)級(jí)調(diào)速器2.4本章小節(jié)本章首先給出了光纖研磨機(jī)的整體結(jié)構(gòu)和原工作系統(tǒng)及原理。工作系統(tǒng)原理具有一定的科學(xué)性和可行性，但也存在一定的缺陷，有待進(jìn)一步改進(jìn)。而其整體結(jié)構(gòu)主要是分為三個(gè)部分：研磨盤主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及研磨加壓機(jī)構(gòu)，各機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：（1）研磨盤主運(yùn)動(dòng)主要分為主軸的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和研磨盤的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主軸的設(shè)計(jì)采用行星式運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，研磨盤固定在行星齒輪上，行星齒輪有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是繞自身的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)是隨著桿系的轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪的運(yùn)動(dòng)化為繞自身中心自轉(zhuǎn)和繞內(nèi)齒輪中心公轉(zhuǎn)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，所以行星齒輪的運(yùn)動(dòng)就是研磨盤的運(yùn)動(dòng)。（2）升降運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)升降臺(tái)的下行和下行。采用桿系螺母?jìng)鲃?dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，升降速度快，定位準(zhǔn)確。（3）加壓方式是中心浮動(dòng)加壓方式，夾具上各光纖連接器端面所受壓力均勻，無(wú)受力沖擊；通過(guò)氣壓系統(tǒng)加壓，具有阻力小、速度快、反應(yīng)靈敏、傳動(dòng)平穩(wěn)，加壓準(zhǔn)確的特點(diǎn)。3光纖研磨機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)及電路的的改進(jìn)設(shè)計(jì)3.1氣動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)3.1.1原氣動(dòng)系統(tǒng)缺陷及改進(jìn)依據(jù)上章圖2.3說(shuō)明了原氣動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，在理論上是可行的，但是我們不能忽略了光纖研磨機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，由于機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)了，不失理論的可行性和實(shí)踐的科學(xué)性，因此我們只能從氣動(dòng)系統(tǒng)入手。我們發(fā)現(xiàn)該氣系統(tǒng)沒(méi)有考慮到夾具的背壓，而在機(jī)器的結(jié)構(gòu)中夾具是具有一定重量的，當(dāng)啟動(dòng)氣動(dòng)系統(tǒng)后，氣缸在氣體壓力的作用下開始下行，但是由于有夾具的自重，活塞杠會(huì)在自重的作用下自行下降，這就相當(dāng)于失控了，因此當(dāng)該機(jī)器用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)我們必須考慮背壓。經(jīng)過(guò)分析，了解了氣缸的工作原理及氣動(dòng)系統(tǒng)原理，根據(jù)液體力學(xué)得到了兩個(gè)理論可行的背壓方案。方案1是在氣壓缸里加個(gè)彈簧或換成尼阻缸，但由于市場(chǎng)上尼阻缸適用性還不是很大，在這暫用彈簧取代尼阻缸，方案2是加個(gè)背壓回路，但是由于是氣動(dòng)系統(tǒng)，它不像液壓系統(tǒng)，由于回路與大氣連接，在液壓系統(tǒng)里能實(shí)現(xiàn)的背壓回路在氣壓中不一定能達(dá)到理想效果。經(jīng)過(guò)初步的分析，若要實(shí)現(xiàn)此氣動(dòng)系統(tǒng)的背壓功能，要增加相當(dāng)復(fù)雜的氣壓回路且大的降低了氣動(dòng)系統(tǒng)的利用率，因此加背壓回路的并不是一個(gè)理想的方案，而相對(duì)方案2而言，方案1在氣缸里加彈簧來(lái)抵消夾具自重是一個(gè)較為簡(jiǎn)單且實(shí)用的方案，盡管彈簧力與位移并非線性關(guān)系，但是由于氣缸本身運(yùn)動(dòng)行程較小，經(jīng)過(guò)變形后所產(chǎn)生的反力不及系統(tǒng)壓的十分之一，因此其產(chǎn)生的影響可以忽略，所以本氣動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn)即滿足了原設(shè)計(jì)要求。3.1.2氣動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn)方案工況分析根據(jù)設(shè)計(jì)要求，氣動(dòng)系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)高壓快速研磨（粗磨）和低壓緩慢研磨（精磨）其工況圖如圖3.1所示：圖3.1氣動(dòng)系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作工況圖由圖可見，工作循環(huán)為粗磨f精磨f快退，完成氣動(dòng)工作循環(huán)。高壓研磨（粗磨）加工過(guò)程中：電磁鐵1得電換向，氣缸活塞向下移動(dòng)，直到電磁鐵2得電換向，即完成粗加工，低壓研磨加工完成電磁鐵動(dòng)作如圖3.2所示。高壓研磨（精磨）加工過(guò)程中：電磁鐵2得電換向，氣缸活塞繼續(xù)向下移動(dòng)，直到電磁鐵3得電換向，即完成精加工，高壓研磨加工完成電磁鐵動(dòng)作如圖3.2所示?？焱诉^(guò)程中：電磁鐵3得電換向，氣缸活塞開始向上移動(dòng)，直到復(fù)位到最初研磨位置，即完成快退，快退過(guò)程電磁鐵動(dòng)作如圖3.2所示。二沅YA1YA2YA3++快速回程+圖3.2電磁鐵得電動(dòng)作順序圖氣壓缸的設(shè)計(jì)氣壓缸的設(shè)計(jì)首先要以工作條件為設(shè)計(jì)依據(jù)，參考上章表2.1給出的加工要求以及以前做的光纖研磨實(shí)驗(yàn)調(diào)研得到最具合適的加工條件，可得到汽缸的相關(guān)參數(shù)。加入彈簧后，由于彈簧會(huì)產(chǎn)生一定的反彈力，相對(duì)而言會(huì)降低了作用在氣缸上的工作壓力，因此系統(tǒng)壓力要相對(duì)以前而言提高一點(diǎn)。汽缸相關(guān)參數(shù)如下：（1）汽缸提供壓力范圍：P=0?IMPa（此設(shè)計(jì)中設(shè)定為0.6MPa）;（2）汽缸行程：L=30mm；（3）汽缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間：推出T]=12s；縮回T2=8s；（4）負(fù)載力：F=50N；（5）汽缸運(yùn)動(dòng)的方向：上下垂直運(yùn)動(dòng)；依據(jù)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)考慮受力情況，可知雙作用缸更適合此氣動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件。取負(fù)載率n=8%，則汽缸缸徑D為：；4Fi4x50D=一=—=12.2mm（3.1）砂耳丫3.14x5x105x0.85式中：D——汽缸缸徑，mm；F負(fù)載力，N；

P工作壓力，MPa；H負(fù)載率。從上面計(jì)算的結(jié)果可知汽缸缸徑D=12.2m才能滿足要求?？紤]汽缸行程（L=30mm）要求及其它因素，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取標(biāo)準(zhǔn)缸徑D=20mm，d=8mm。因此本設(shè)計(jì)選擇日本SMC公司的產(chǎn)品，型號(hào)為CDM2B20-30A（1）驗(yàn)算汽缸力的大?。?.2)3.2)-土X(°.°22-0.°°82)決5X105決昨-133N驗(yàn)算的氣缸力大于50N,選擇的汽缸符合設(shè)計(jì)要求。（2）耗氣量的計(jì)算：取汽缸的容積效率為nv=0.85，汽缸為單活塞桿的雙作用缸，其氣體流量為TOC\o"1-5"\h\z兀(D2-d2)sq-x—3.3)-5.54X103.3)-5.54X10-3L/s3.14x(0.022-0.0082)0.03X42x0.85其彈簧設(shè)計(jì)方案如下：1）根據(jù)工作情況及具體條件，查看機(jī)械設(shè)計(jì)表16-2，選擇碳素彈簧鋼作為彈簧的材料，級(jí)別選B級(jí)，查得其彈性模量E=207500MPa，切變模量2)G=83000MPa,許用切用力[T]=720MPa。由于夾具的自重為1.358Kg,即相當(dāng)于13N，為克服自重，彈簧的預(yù)壓要達(dá)到13N以上，因此設(shè)計(jì)出來(lái)的彈簧原長(zhǎng)要大于行程30mm。2)選擇放旋繞比C（通常取5~8），此時(shí)取C=7.5,則算得曲度系數(shù)K=4C-K=4C-10.615+4C-4C=1.14(3.4)（3）根據(jù)安裝空間初設(shè)彈簧中徑D=12mm,根據(jù)C值估取彈簧絲直徑d=1.2mm。4）計(jì)算彈簧絲直徑：(fKC(3.5)d'>1.6max—0.955(3.5)b]經(jīng)計(jì)算先前設(shè)定的d=1.2mm>0.955mm，即符合要求。5）根據(jù)變形條件算出彈簧的工作圈數(shù)對(duì)于壓縮彈簧：n二Gd九/8FC3，代入數(shù)值得n=9.13圈，取n=10圈。maxmax分別求出彈簧的尺寸D=13.2mm、D=10.8mm、H=40,符合設(shè)計(jì)要求。210驗(yàn)算穩(wěn)定性。對(duì)于壓縮彈簧b二蘭0=3.3<3.7,—端或兩端固定都能保持D其穩(wěn)定性。8)綜合以上得到一個(gè)彈簧的各類參數(shù)：節(jié)距P=4mm圈數(shù)n=10彈簧絲直徑d=1.2mm彈簧圈中徑D=12mm原長(zhǎng)度H=40mm0平均剛度Ky=1.36N/mm螺旋升角a=6.06°總控制電路改進(jìn)設(shè)計(jì)原控制電路缺陷及改進(jìn)依據(jù)原控制電路主要是分為三個(gè)部分，無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)控制、步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制及研磨電氣系統(tǒng)控制，各個(gè)控制電路之間沒(méi)有相互的聯(lián)系。但是如今的科學(xué)技術(shù)要求機(jī)器盡量能夠一體化，太多的操作反而影響了工人的工作效率，這點(diǎn)是工廠辦廠的大忌，工廠一般都是引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提高工廠的生產(chǎn)效率。因此原電路的缺陷就是沒(méi)能實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化和智能化，改進(jìn)就要從這個(gè)方向入手?？傠娍仉娐吩O(shè)計(jì)1.方案1最初改進(jìn)設(shè)計(jì)是讓步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和研磨的電氣系統(tǒng)相關(guān)上，即通過(guò)觸點(diǎn)開關(guān)來(lái)聯(lián)系二者，其設(shè)計(jì)方案是按下步進(jìn)電機(jī)下行的控制按鈕后，步進(jìn)電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，絲杠帶動(dòng)升降臺(tái)開始下行。當(dāng)下降到一定的距離后，預(yù)先設(shè)計(jì)好的行程開關(guān)1響應(yīng)，控制步進(jìn)電機(jī)的常閉觸點(diǎn)響應(yīng)，觸點(diǎn)斷開，步進(jìn)電機(jī)斷電，而控制研磨電氣系統(tǒng)的常開觸點(diǎn)響應(yīng)閉合，研磨氣電系統(tǒng)通電，光纖研磨機(jī)開始進(jìn)行研磨。而當(dāng)研磨結(jié)束后開始返程，活塞復(fù)位后馬上響應(yīng)行程開關(guān)2，控制控制研磨電氣系統(tǒng)的常閉觸點(diǎn)響應(yīng)斷開，研磨電氣系統(tǒng)失電停止動(dòng)作，而控制步進(jìn)電機(jī)的常開觸點(diǎn)響應(yīng)閉合，步進(jìn)電機(jī)電路再次得電，但此次必須通一個(gè)脈沖發(fā)射器，反向給脈沖信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)，使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，即使升降臺(tái)開始上行復(fù)位。對(duì)于研磨盤主軸運(yùn)動(dòng)是通過(guò)兩個(gè)無(wú)級(jí)調(diào)速控制器來(lái)控制的，并不需要實(shí)現(xiàn)和步進(jìn)電機(jī)及研磨電氣系統(tǒng)的相互控制。通過(guò)研磨實(shí)驗(yàn)，選定最合適的研磨轉(zhuǎn)速，其啟動(dòng)和停止都是通過(guò)手動(dòng)操作無(wú)級(jí)電機(jī)調(diào)速器實(shí)現(xiàn)的。下面是控制電路系統(tǒng)原理圖：圖3.3電路系統(tǒng)原理圖插上電源開關(guān)，按下啟動(dòng)開關(guān)SB1,繼電器線圈KM3得電自鎖，常開觸點(diǎn)KM3閉合。顯示燈亮燈，按下研磨主軸開關(guān)，控制無(wú)級(jí)馬達(dá)進(jìn)行調(diào)速，穩(wěn)速后按步進(jìn)電機(jī)控制器上的下行按鈕，夾具開始下降。當(dāng)下降到SO1時(shí),SOI閉合，氣動(dòng)系統(tǒng)開始響應(yīng)，由于KM2繼電器未響應(yīng)，常閉觸點(diǎn)KM2仍然閉合，此時(shí)KM1響應(yīng)，步進(jìn)電機(jī)支線上的常閉觸點(diǎn)KM1斷開，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。如果不安循環(huán)按鈕，即KM1響應(yīng)后，后面的常開觸點(diǎn)KM1閉合YA1得電，根據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)圖可知夾具開始下行，開始進(jìn)行高壓研磨。同時(shí)計(jì)時(shí)器KT1也響應(yīng)，當(dāng)KT1到了預(yù)設(shè)的時(shí)間時(shí)，常開按鈕KT1閉合和常閉按鈕KT1斷開，此時(shí)YA1不響應(yīng)，YA2和KT2同時(shí)響應(yīng)，此時(shí)開始進(jìn)行高壓研磨，計(jì)時(shí)器KT2開始計(jì)時(shí)，當(dāng)高壓研磨的時(shí)間過(guò)了后，即KT2響應(yīng)，常開按鈕KT2閉合和常閉按鈕KT2斷開。此時(shí)KM2未響應(yīng)，因此YA3通電，夾具開始反向運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)動(dòng)到SO2位置時(shí)才停，此時(shí)KM2響應(yīng)，常開按觸點(diǎn)KM2閉合和常閉觸點(diǎn)KM2斷開,線圈YA3失電，氣缸停止運(yùn)動(dòng)。同時(shí)繼電器線圈KM4得電自鎖，常開觸點(diǎn)KM4閉合，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)脈沖發(fā)射器得電向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)射信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)開始反轉(zhuǎn)，即升降臺(tái)開始上行，直到上升到行程開關(guān)SO3時(shí)，繼電器線圈KM4失電，常開觸點(diǎn)失點(diǎn)斷開，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。若要停機(jī)，只需按下停車按鈕SB2,繼電器線圈KM3失電，常開觸點(diǎn)KM3斷開，機(jī)器停止工作。2.方案2以上就是最初改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，該方案理論上具有可行性，經(jīng)過(guò)老師及專業(yè)人士的指導(dǎo)，認(rèn)識(shí)到了上面這個(gè)方案同樣存在缺陷，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中還存一定的問(wèn)題，其中整個(gè)系統(tǒng)硬件化和缺乏智能性是兩個(gè)突出的問(wèn)題，因此針對(duì)問(wèn)題進(jìn)一步研發(fā)了一個(gè)更具智能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)便的方案。此方案是主要是對(duì)SC100微電腦運(yùn)動(dòng)控制器更進(jìn)一步的開發(fā)，充分利用其優(yōu)點(diǎn)，讓研磨機(jī)更具簡(jiǎn)便性和科學(xué)性。這就是利用SC100微電腦運(yùn)動(dòng)控制器的可編程性來(lái)完成機(jī)器的整個(gè)工作環(huán)節(jié)。下一章詳細(xì)的介紹SC100微電腦運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品，包括其特性、指令、操作流程和功能等重要指標(biāo)，在這就不再介紹該控制器了。經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，可知程序控制器端子必須具有以下幾個(gè)功能：1.三個(gè)輸出口2.兩個(gè)輸入口由于SC100控制器端口只有兩個(gè)輸出因此不能滿足設(shè)計(jì)要求，但是SC100控制器有另外一個(gè)附件，那就是P2擴(kuò)展口，通過(guò)一個(gè)光攬連接，使控制器與擴(kuò)展板連接，而擴(kuò)展板本身有4個(gè)輸出口，因此能滿足設(shè)計(jì)要求，其端子連線圖如下：OcooooooOOooOo1413L2U109AT654321FlSC100控*ffib14iiiz11jq1~n￡OcooooooOOooOo1413L2U109AT654321FlSC100控*ffib14iiiz11jq1~n￡8EOK1M3KM3CZJI-0V-DV[0%注寒電蜿]'隹圖3.4SC1OO控制器及擴(kuò)展板端子接線圖在上圖中，控制器仍然控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過(guò)工作主電源給入電壓，而擴(kuò)展板的電源和控制器光隔電源是同一個(gè)電源，通過(guò)電攬將SC1OO和擴(kuò)展板連接。其輸出和輸入端口都由擴(kuò)展板提供，其口輸入口為7和9,分別為回原點(diǎn)限位開關(guān)和氣缸回位限位開關(guān)；而11、12和13分別是三個(gè)輸出端口，分別控制三個(gè)換向閥的工作，通過(guò)這些端口控制執(zhí)行件就能完成光纖研磨機(jī)的整個(gè)工作環(huán)節(jié)。其電路圖如下：SBLSB￡42SCV圖3.5系統(tǒng)工作原理圖SC1OO控制器的編程:

設(shè)計(jì)要求：升降臺(tái)下降30mm，低壓研磨4秒，高壓研磨8秒，氣缸回程，升降臺(tái)再退回到原位。設(shè)計(jì)分析：57HS09兩相步進(jìn)電機(jī)為1.8°步距角，即二百個(gè)脈沖每轉(zhuǎn)，當(dāng)MD556兩相細(xì)分步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器在8細(xì)分時(shí)，而絲杠的螺距為5mm,因此脈沖當(dāng)量為每毫米320個(gè)脈沖。參數(shù)清單：間隙補(bǔ)償0參數(shù)清單：間隙補(bǔ)償0程式清單：00：lspeed50001:aspeed5000002:hspeed300004：p-move9600設(shè)定低速度為500P/Sec設(shè)定加速度為50000P/Sec設(shè)定高速度為3000P/Sec開始下行9600步，長(zhǎng)度為30mm05:c-done05等待運(yùn)行停止05:c-done05等待運(yùn)行停止06：io-out1X07：delay400006：io-out1X07：delay400008：io-out0X09：io-outX110：delay800011：io-outX012：io-outXX1：inbit1310：inbit1511：io-outXX016：p-move960017：c-done1718：end氣缸開始高壓研磨延時(shí)4秒高壓研磨停止氣缸開始低壓研磨延時(shí)8秒氣缸停止研磨氣缸開始快退檢查氣缸是否回復(fù)到原位檢查氣缸是否回復(fù)到原位氣缸停止運(yùn)動(dòng)升降臺(tái)上行等待上行停止程序結(jié)束由于現(xiàn)暫缺擴(kuò)展板，因此輸出口只有兩個(gè)，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)電磁換向閥的控制，經(jīng)過(guò)分析，暫時(shí)用用延時(shí)繼電器來(lái)控制換向閥，即只需要在氣動(dòng)系統(tǒng)開始前給一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，然后通過(guò)原設(shè)計(jì)的氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)研磨過(guò)程，返程時(shí)仍用行程開關(guān)給控制器信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的上行，因此在整個(gè)系統(tǒng)中需要再加兩個(gè)延時(shí)繼電器也能完成上面的功能。在此過(guò)程SC100只需提供一個(gè)輸出口和一個(gè)輸入口就能達(dá)到目的。其SC100控制器端子的接線圖如下改動(dòng):SC10W子接線示慧圖：齧匚:二2p&fi7其SC100控制器端子的接線圖如下改動(dòng):SC10W子接線示慧圖：齧匚:二2p&fi72J11rtTa圭T±?5d785C了q-1.10PTO盤

DIK型

FUL述姑出口:?綣電器圖3.6SC100單控接線圖其具體的編程：參數(shù)清單：間隙補(bǔ)償其具體的編程：參數(shù)清單：間隙補(bǔ)償0程式清單：00：lspeed50001:aspeed5000002:hspeed300004：p-move960005:c-done0506：io-outX107:delay400008：inbit081009：inbit101110：io-outX011:p-move960012：c-done1213：end設(shè)定低速度為500P/Sec設(shè)定加速度為50000P/Sec設(shè)定高速度為3000P/Sec開始下行運(yùn)9600步，長(zhǎng)度為30mm等待運(yùn)行停止開始?jí)毫ρ心パ訒r(shí)4秒檢查氣缸是否回復(fù)到原位檢查氣缸是否回復(fù)到原位氣缸停止運(yùn)動(dòng)升降臺(tái)上行等待上行停止程序結(jié)束本章小節(jié)系統(tǒng)的原方案存在很多缺陷，每一次改進(jìn)都至少針對(duì)了這其中最主要的缺點(diǎn)設(shè)計(jì)的，因此能不但改善機(jī)器的性能。其中有兩個(gè)最主要的改進(jìn)：（1）原氣動(dòng)系統(tǒng)缺少背壓系統(tǒng)，這就會(huì)使剛受壓工作壓力的活塞馬上掉下來(lái)，解決的方案可以用用個(gè)背壓支路，或改進(jìn)氣缸，即可換成尼阻缸或在氣缸里設(shè)計(jì)個(gè)彈簧來(lái)抵消其自重。（2）原電氣總系統(tǒng)都是孤立的，關(guān)聯(lián)性很小，這就會(huì)影響機(jī)器的工作效率，改進(jìn)的方案是從電氣結(jié)合或開發(fā)SC100可編程控制器的功能，充分利用其可編程性來(lái)連貫的控制整個(gè)機(jī)器的工作進(jìn)程。4光纖研磨機(jī)的電氣系統(tǒng)改進(jìn)后的安裝、調(diào)試及實(shí)驗(yàn)研究4.1器件選擇4.1.1氣動(dòng)控制元件的選擇1.氣源處理二聯(lián)件圖4.1江蘇常熟AC5010-10氣源二聯(lián)件氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，氣動(dòng)二聯(lián)件是指空氣減壓閥和油霧器，有些品牌的電磁閥和氣缸能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)油潤(rùn)滑（靠潤(rùn)滑脂實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑功能），便不需要使用油霧器！過(guò)濾度一般為50-75ym，調(diào)壓范圍為0.5-10Mpa，如需過(guò)濾精度為5-10ym，10-20ym，25-40ym，及調(diào)壓為0.05-0.3Mpa，0.05-lMpa二大件無(wú)管連接而成的組件稱為二聯(lián)件。二大件是多數(shù)氣動(dòng)系統(tǒng)中不可缺少的氣源裝置，安裝在用氣設(shè)備近處，是壓縮空氣質(zhì)量的最后保證。三大件的安裝順序依進(jìn)氣方向分別為空氣過(guò)濾器、減壓閥和油霧器。空氣過(guò)濾器和減壓閥組合在一起可以稱為氣動(dòng)二聯(lián)件。有些場(chǎng)合不能允許壓縮空氣中存在油霧，則需要使用油霧分離器將壓縮空氣中的油霧過(guò)濾掉。減壓閥可對(duì)氣源進(jìn)行穩(wěn)壓，使氣源處于恒定狀態(tài)，可減小因氣源氣壓突變時(shí)對(duì)閥門或執(zhí)行器等硬件的損傷。過(guò)濾器用于對(duì)氣源的清潔，可過(guò)濾壓縮空氣中的水份，避免水份隨氣體進(jìn)入裝置。油霧器可對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤(rùn)滑，可以對(duì)不方便加潤(rùn)滑油的部件進(jìn)行潤(rùn)滑，大大延長(zhǎng)機(jī)體的使用壽命。本設(shè)計(jì)中使用的是江蘇常熟的AC5010-10氣源二聯(lián)件，其氣動(dòng)高壓符合要求能實(shí)現(xiàn)0.6MPa穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。見圖4.1。2.減壓閥減壓閥是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時(shí)借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)，在進(jìn)口壓力不斷變化的情況下，保持出口壓力在設(shè)定的范圍內(nèi)，保護(hù)其后的生活生產(chǎn)器具。氣體減壓閥是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的一個(gè)必備配件，主要作用是將氣源的壓力減壓并穩(wěn)定到一個(gè)定值，以便于調(diào)節(jié)閥能夠獲得穩(wěn)定的氣源動(dòng)力用于調(diào)節(jié)控制。按結(jié)構(gòu)形式可分為膜片式、彈簧薄膜式、活塞式、杠桿式和波紋管式；按閥座數(shù)目可人為單座式和雙座式；按閥瓣的位置不同可分為正作用式和反作用式。根據(jù)所需的系統(tǒng)壓力和壓力變化，本機(jī)器選擇寧波寧波北侖耀弘機(jī)電設(shè)備有限公司的JMKAR-2000型減壓閥。圖4.2JMKAR—2000減壓閥3.節(jié)流閥節(jié)流閥是通過(guò)改變節(jié)流截面或節(jié)流長(zhǎng)度以控制流體流量的閥門。將節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)則可組合成單向節(jié)流閥。節(jié)流閥和單向節(jié)流閥是簡(jiǎn)易的流量控制閥，在定量泵液壓系統(tǒng)中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。節(jié)流閥沒(méi)有流量負(fù)反饋功能,不能補(bǔ)償由負(fù)載變化所造成的速度不穩(wěn)定，一般僅用于負(fù)載變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。經(jīng)過(guò)氣流量分析，選用上海雙旭電子有限公司的RE-02型單向節(jié)流閥，圖4.3為上海雙旭的RE-02型單向節(jié)流閥。

圖4.3上海雙旭RE-02單向節(jié)流閥圖4.4所示為單向節(jié)流閥結(jié)構(gòu)圖，它是單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的組合控制閥。當(dāng)氣流由P口向A口流動(dòng)時(shí)。經(jīng)過(guò)節(jié)流閥節(jié)流；反方向流動(dòng)，即由A向P流動(dòng)時(shí)，單向閥打開，不節(jié)流。]-)i'.|)j“亡彈I亠疏冏閥+v-存潦【11V角渋摘塚＞圖4.4單向節(jié)流閥的工作原理節(jié)流閥的外形結(jié)構(gòu)與截止閥并無(wú)區(qū)別，只是它們啟閉件的形狀有所不同。節(jié)流閥的啟閉件大多為圓錐流線型，通過(guò)它改變通道截面積而達(dá)到調(diào)節(jié)流量和壓力。節(jié)流閥供在壓力降極大的情況下作降低介質(zhì)壓力之用。介質(zhì)在節(jié)流閥瓣和閥座之間流速很大，以致使這些零件表面很快損壞一即所謂汽蝕現(xiàn)象。為了盡是減少汽蝕影響，閥瓣采用耐汽蝕材料(合金鋼制造)并制成頂尖角為140?180的流線型圓錐體，這還能使閥瓣能有較大的開啟高度，一般不推薦在小縫隙下節(jié)流。4.換向閥氣壓控制換向閥，是利用氣體壓力來(lái)使主閥芯運(yùn)動(dòng)而使氣體改變流向的一種氣閥。按控制方式不同分為加壓控制、卸壓控制和差壓控制三種。加壓控制是指所加控制信號(hào)壓力是逐漸上升.當(dāng)氣壓增加到閥芯動(dòng)作壓力時(shí)，主閥便換向；卸壓控制是指所加氣控信號(hào)壓力是減小，當(dāng)減小到某一壓力值時(shí)，主閥換向；差壓控制是使主閥芯兩端壓力差作用下?lián)Q向。按照氣體在管道的流動(dòng)方向，如果只允許氣體向一個(gè)方向流動(dòng)，這樣的閥叫做單向型控制閥，比如單向閥，梭閥等；可以改變氣體流向的控制閥叫做換向閥，比如常用的二位二通換向閥，二位三通換向閥，二位五通換向閥，三位五通換向閥等。按照操縱方式可分為電磁閥，機(jī)械閥，氣控閥，人控閥。其中電磁閥又可以分為單和雙電控閥兩種；機(jī)械閥可分為球頭閥，滾輪閥等多種；氣控閥也可分為單氣控和雙氣控閥；人力閥可以分為手動(dòng)閥，腳踏閥兩種。按工作原理可以分為直動(dòng)閥和先導(dǎo)閥，直動(dòng)閥就是靠人力或者電磁力，氣動(dòng)力直接實(shí)現(xiàn)換向要求的閥；先導(dǎo)閥是由先導(dǎo)頭和閥主體2部分構(gòu)成，有先導(dǎo)頭活塞驅(qū)動(dòng)閥主體里面的閥桿實(shí)現(xiàn)換向。由于系統(tǒng)要求壓力為p=0.5MPa,q=5.54x10-3(L/S)，查表16-9，并由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得流量小于q=41.67(L/min),選用上海ZHOLO公司生產(chǎn)的，其型號(hào)為3V210-08的二位三通電磁換向閥。圖4.5上海ZH0L0公司的3V210-08二位三通電磁換向閥5?梭閥梭閥是屬于直行程閥門，是閥體與執(zhí)行器合二為一體的閥，其優(yōu)點(diǎn)體積小、安裝方便，所有的梭閥工作原理大致是差不多的。根據(jù)工作條件及氣體流量要求，選擇上海ZHOLO公司生產(chǎn)的KS-08型梭閥。圖4.6上海ZHOLO公司生產(chǎn)的KS-08型梭閥梭閥的工作原理如圖4.7所示，梭閥相當(dāng)于兩個(gè)單向閥組合的閥，其作用相當(dāng)于“或門”。其工作原理與液壓梭閥相同。梭閥有兩個(gè)進(jìn)氣口P1和P2,—個(gè)出口A，其中P1和P2都可與A口相通、但Pl和P2不相通。P1和P2中的任一個(gè)有信號(hào)輸入，A都有輸出。若P1和P2都有信號(hào)輸入，則先加入側(cè)或信號(hào)壓力高側(cè)的氣信號(hào)通過(guò)梭閥的工作原理如圖1所示，梭閥相當(dāng)于兩個(gè)單向閥組合的閥，其作用相當(dāng)于“或門”。其工作原理與液壓梭閥相同。梭閥有兩個(gè)進(jìn)氣口P1和P2，一個(gè)出口A,其中P1和P2都可與A口相通、但P1和P2不相通。P1和P2中的任一個(gè)有信號(hào)輸入，A都有輸出。若P1和P2都有信號(hào)輸入，則先加入側(cè)或信號(hào)壓力高側(cè)的氣信號(hào)通過(guò)A輸出，另一側(cè)則被堵死，僅當(dāng)P1和P2都無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，A才無(wú)信號(hào)輸出。梭閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用較廣，它可將控制信號(hào)有次序地輸入控制執(zhí)行元件，常見的手動(dòng)與自動(dòng)控制的并聯(lián)回路中就用到梭閥。符號(hào)p、—R—pi圖4.7梭閥內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)圖4.1.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。目前，生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開發(fā)，研制

的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒(méi)有。僅僅處于一種盲目的仿制階段。這就給用戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。簽于上述情況，我們決定以廣泛的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)為例。敘述其基本工作原理。望能對(duì)廣大用戶在選型、使用、及整機(jī)改進(jìn)時(shí)有所幫助。本次設(shè)計(jì)使用的是深圳雷塞57HS09兩相步進(jìn)電機(jī)，其具體結(jié)構(gòu)如下：圖4.8圖4.8深圳雷塞57HS09兩相步進(jìn)電機(jī)圖與其配合的驅(qū)動(dòng)器是MD556細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。~1L——I1JL——I1J4.9步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的組成框圖圖4.9中，控制系統(tǒng)由控制器和功率放大電路等組成，通常統(tǒng)稱為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。步進(jìn)電機(jī)的配器和加速控制也可以用軟件實(shí)控制器一般包含脈沖分電路，可以由硬件組成,現(xiàn)。電源。步進(jìn)電機(jī)的配器和加速控制也可以用軟件實(shí)圖4.10MD556細(xì)分驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，具有如下優(yōu)點(diǎn):⑴一種離散運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行裝置，與現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著內(nèi)在的聯(lián)系，很容易與其它數(shù)字器件進(jìn)行接口;位置誤差無(wú)積累;位置采用開環(huán)方式控制，不需要位置反饋環(huán)節(jié)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;采用混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，除停轉(zhuǎn)期間消耗電能少外，還具有記憶功能，可以在停電時(shí)將轉(zhuǎn)子鎖定在特定的位置上;動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速;系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，設(shè)計(jì)容易。無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)及調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)主要是用于控制研磨盤的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，根據(jù)以前的研磨研究，系桿的運(yùn)動(dòng)一般在140r/min左右，而研磨速度也是在40r/min到50r/min之間，我們不允許其最大轉(zhuǎn)速超過(guò)200r/min。取作用在工件上的正力:N=100N所以工件與磨具間的摩擦力F為:F=yN其中，卩產(chǎn)為工件與磨具間的摩擦系數(shù)。取摩擦系數(shù)卩=0.5,計(jì)算得F=50N。設(shè)計(jì)工件距中心輪軸線的最遠(yuǎn)距離(偏心距)e=9mm,則工件對(duì)機(jī)床主軸最大的阻力矩T為：T=Fe=0.45N.M(4.1)由此可算出電動(dòng)機(jī)的功率：

Tn1-

9550Tn1-

9550n0.45x2009550x0.8沁12kw(4.2)式中：n1—主軸的轉(zhuǎn)速，本文機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速取200r/min耳一主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，本文通過(guò)計(jì)算取0.8。根據(jù)功率及轉(zhuǎn)速要求，本設(shè)計(jì)選用寧波北侖減速器電機(jī)廠生產(chǎn)的90YCW-40W單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，此型號(hào)采用蝸輪結(jié)構(gòu)減速，兩臺(tái)電機(jī)的蝸輪減速比分別為10和20，其它參數(shù)相同。圖4.11寧波北侖生產(chǎn)的90YCW-40W單相電動(dòng)機(jī)其具體參數(shù)如下：功率:40W工作電壓：20V額定轉(zhuǎn)速：1350r/min極數(shù)：4速度可調(diào)范圍:90?1350轉(zhuǎn)/分額定轉(zhuǎn)矩：0.28N.M啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：0.22N.M電容器容量：2.5“f電容電壓：450V與其配合的調(diào)速控制器是JWF無(wú)級(jí)調(diào)速器，其具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：四位LED直接顯示經(jīng)減速器后的轉(zhuǎn)速，減速比可修改。設(shè)定顯示原理：取反饋線圈的脈沖數(shù)/減速比二輸出減速。減速比設(shè)定后，長(zhǎng)期存儲(chǔ)于微電腦芯片，每次使用無(wú)需重新設(shè)定。圖4.12JWF無(wú)級(jí)調(diào)速器4.1.3電器控制元件的選擇1.SC100微電腦運(yùn)動(dòng)控制器SC100可編程控制器是帶指令集的SC100控制器是一種使用簡(jiǎn)單、編程容易、功能強(qiáng)大、價(jià)格實(shí)惠的步進(jìn)電機(jī)控制器，用于執(zhí)行各種單向、循環(huán)、往復(fù)、延時(shí)等動(dòng)動(dòng)，距離、速度、加速度、停留時(shí)間等參數(shù)可由鍵盤或指令輕易設(shè)定。步進(jìn)控制信號(hào)和主要I/O口采用光電隔離，抗干擾能力強(qiáng)。SC100控制器內(nèi)含20余條操作指令、6項(xiàng)參數(shù)設(shè)定，功能強(qiáng)大。對(duì)于許多用途，用戶可根據(jù)需要自行編寫控制程序,然后用控制器面板上的按鍵輸入，液晶顯示器顯示相應(yīng)的指令和數(shù)據(jù)。對(duì)于特殊或十分復(fù)雜的用途，用戶可委托本公司工程師編制軟件。指標(biāo)性能控制軸數(shù)：?jiǎn)屋S；輸出脈沖頻率范圍：0?50000個(gè)脈沖/秒；連續(xù)輸出脈沖頻率最大范圍：0?262143個(gè)脈沖；加速度設(shè)置范圍：5000?500000脈沖/秒2；輸入口：原點(diǎn)、正反限位及三路通用輸入（光電隔離）；輸出口：2個(gè)（帶光電隔離，最大輸出電流0.5A@24V）；可編程口：4個(gè)（需另配接線板）；工作狀態(tài)：1、自動(dòng)模式2、手動(dòng)模式3、參數(shù)模式4、編程模式；升降速曲線：可任意調(diào)整（由低速度、加速度和高速度確定）；自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行功能：可編程，通過(guò)面板和外接端子可控制自動(dòng)運(yùn)行或手動(dòng)運(yùn)行的啟動(dòng)和停止；參數(shù)設(shè)定功能：可設(shè)定長(zhǎng)度、工作次數(shù)、點(diǎn)動(dòng)速度、間隙補(bǔ)償、脈沖當(dāng)量、參數(shù)密碼、程序密碼；程序編輯功能：可任意插入、刪除、清除和修改程序，具有跳轉(zhuǎn)行號(hào)判錯(cuò)功能。指令特點(diǎn)：任意可編程；編程行數(shù)：最大100行；顯示功能：英文指令顯示、中文信息提示；編程指令：19條操作命令；程序和數(shù)據(jù)安全：系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)采用密碼方式。圖4.13SC100微電腦運(yùn)動(dòng)控制器表4-1為其端口信號(hào)說(shuō)明

P1PP2P戎能鉀號(hào)棺號(hào)丄VPD電塾12^V]W光隔離左難獨(dú)檜；v（i■號(hào)2GND直SiUfr入電理尾_—1DQL+梵隔騫右瑯臉楡入館號(hào)IC■斗可軸準(zhǔn)諭心出口4DIR2方向鰹制牯號(hào)編鬣開琮斗OPTO直時(shí)■出就溟SV4PUL2轟申境劇號(hào)號(hào)4ft極開跨5pm：育南挫無(wú)愜罟?jié)M輕無(wú)曙占STQP悴止巔入1S罟&PULISTAKr寤動(dòng)鮒入傭號(hào)7HOME死爲(wèi)需廉點(diǎn)輸幾悄號(hào)丁GND直湫fr兀審麻啞呂OrN：S1叩TO立遠(yuǎn)摘出電淖5V￥OLN29GNDi-sufrx電涿地10OIN3■0GNP直瀟彷幾電漲竝11OOTH"光障離檢出口涵概弁越±1GNT)直就ifr入電麻地12OOXJT；:光問(wèn)壽輸田口爲(wèi)程丟曙12TO?可雄程輸入常出打卞13OGND光離槍譏楓逐地■3106可梨釋輸入輸出口6O\TiD更隔揭愉入電俺12-2JVros丁幡樹tMfr出口5：5mi可加毬輸扎物出口-1表4.1SC100控制器端口信號(hào)說(shuō)明表操作流程控制器總是工作在四種狀態(tài)之一：自動(dòng)待機(jī)狀態(tài)、手動(dòng)待機(jī)狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置狀態(tài)、編程狀態(tài)；上電或按“F4”鍵（即復(fù)位）后，控制器總是處于自動(dòng)待機(jī)狀態(tài)下，四種狀態(tài)分別由四條主菜單（自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、參數(shù)模式、編程模式）表示，用“模式”鍵可以進(jìn)行循環(huán)切換。按“確認(rèn)”或“啟動(dòng)”鍵可以使系統(tǒng)進(jìn)入不同的工作狀態(tài)（如設(shè)置狀態(tài)或運(yùn)行狀態(tài)）。下圖為操作流程：

圖4.14SC100控制器操作流程示意圖SC100的指令有以下20個(gè):序號(hào)名稱及其參數(shù)形式指令中文信息1lspeedXXXX低速度設(shè)置指令(lowspeed)2aspeedXXXX加速度設(shè)置指令(accelspeed)3hspeedXXXX高速度設(shè)置指令(highspeed)4h—move±1找原點(diǎn)指令(homemove)5p—moveXXXX移動(dòng)指定脈沖指令(distancemove)

6m-move移動(dòng)指定長(zhǎng)度指令(distancemove)7v-move±1連續(xù)移動(dòng)指令8c-doneXX檢測(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指令(checkdone)9d-stop光滑制動(dòng)指令(decelstop)10pause暫停指令11delayXXXX延時(shí)指令12jumpXX無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令13LoopXXXXXX循環(huán)指令14io—outXXXXX輸出口控制指令15inbitXXXX輸入位檢測(cè)指令16cntT計(jì)數(shù)器加1指令17cnt-0計(jì)數(shù)器清零指令18j-cntXXXXXX計(jì)數(shù)跳轉(zhuǎn)指令119empty空行指令20end結(jié)束指令表4.2指令說(shuō)明表注：控制程序編輯區(qū)最多可以容納100條指令，每一條指令對(duì)應(yīng)唯一的行號(hào)，其中行號(hào)為自動(dòng)編號(hào)，從00到99按順序排列，用戶可以在編輯區(qū)中插入或刪除某行，也可以清除編輯區(qū)中全部的指令。程序中的最后一條指令固定為“end”。具體的指令及其數(shù)如上表所示。

2.繼電器繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。本設(shè)計(jì)中選用的是深圳金正方圓科技有限公司生產(chǎn)的HH52P電磁繼電器。圖4.15深圳金正方圓生產(chǎn)的HH52P電磁繼電器3.計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器在本設(shè)計(jì)中主要是為研磨階段設(shè)定一個(gè)時(shí)間的，本設(shè)計(jì)選用的是福州力樂(lè)電氣有限公司生產(chǎn)的ST3P系列富士時(shí)間繼電器圖4.16ST3P系列富士時(shí)間繼電器

4.2硬件的布置及安裝機(jī)架設(shè)計(jì)見附錄圖。面板設(shè)計(jì)(1)操作面板操作面板是機(jī)器運(yùn)行的控制界面，關(guān)系到機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)是否得體完善，同時(shí)也要方便操作員操作，因此操作面板是機(jī)器面板設(shè)計(jì)的主項(xiàng)之一。下面是操作面板簡(jiǎn)圖:圖4.17操作面板簡(jiǎn)圖圖4.18操作面板實(shí)圖(2)表面板圖4.19表面板簡(jiǎn)圖圖4.20表面板實(shí)圖(3)元件布置圖4.21氣動(dòng)系統(tǒng)器件布置圖4.22電器元件布置圖4.23控制元件安裝圖4.3調(diào)試及實(shí)驗(yàn)研究4.3.1FluidSim軟件的功能和特點(diǎn)1.FluidSim價(jià)紹FluidSIM?3.6FESTO版本號(hào)3.eh.n.003氣動(dòng)孩術(shù)，1S.05.20052S7T-^322S2090728^521B1-2258114610-530'?Fes'hD1d：a\ti?3[mhHKG19S6-2005?ArtS./etemS'SortwareGmbH1995-2005Eisoftvod.oomwww.tlTLjna閃m.加jobi也1團(tuán)時(shí)971800圖4.24FluidSIM3.6

FluidSIM軟件由德國(guó)Festo公司和Paderborn大學(xué)聯(lián)合開發(fā)，是專門用于液壓與氣壓傳動(dòng)的軟件。FluidSIM軟件可設(shè)計(jì)液壓回路相配套的電氣控制回路，如圖4.25中圖1。通過(guò)電氣控制液壓回路，能充分展現(xiàn)各種開關(guān)和閥的動(dòng)作過(guò)程。FluidSIM軟件將CAD功能和仿真功能緊密聯(lián)系在一起。在繪圖過(guò)程中，F(xiàn)luidSIM軟件將檢查各元件之間連接是否可行，可對(duì)基于元件物理模型的回路圖進(jìn)行實(shí)際仿真，觀察到各元件的物理量值，如氣缸的運(yùn)動(dòng)速度、輸出力、節(jié)流閥的開度、氣路的壓力等，這樣我們就能夠預(yù)先了解回路的動(dòng)態(tài)特性，從而正確的估計(jì)回路實(shí)際運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)。如圖4.25中圖2,這樣就使回路圖繪制和相應(yīng)液壓系統(tǒng)仿真相一致，從而能夠在設(shè)計(jì)完回路后，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，并演示回路動(dòng)作過(guò)程。圖1電氣控制與液壓回路■"Wb3ui3圖1電氣控制與液壓回路■"Wb3ui3KI3■3鼻■u圖2電占?jí)夯芈贩抡鎴D屮圖4.25FluidSIM的繪畫及動(dòng)作圖FluidSim功能FluidSIM軟件的CAD功能是和回路的仿真功能緊密聯(lián)系在一起，這是一般通用的計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件（如：AUTOCAD等）不具備的，該類通用軟件繪制專業(yè)圖形時(shí)往往效率不高。FluidSIM軟件符合DIN電氣一氣動(dòng)回路圖繪制標(biāo)準(zhǔn)，CAD功能是針對(duì)流體而專門設(shè)計(jì)的，用戶界面直觀，易于學(xué)習(xí)。它的圖庫(kù)中有100多種標(biāo)準(zhǔn)液壓、氣動(dòng)、電氣元件。如圖3所示，左邊是FluidSIM的元件庫(kù)，包含創(chuàng)建新的回路所必需的氣動(dòng)和電氣元件，窗口頂端的菜單欄列出了需要模擬和建立回路的所有功能。在繪圖時(shí)可把圖庫(kù)中的元件直接拖到制圖區(qū)生成該元件的原理圖，各種元件接口間氣路的連接，只需在兩個(gè)連接點(diǎn)之間按住鼠標(biāo)左鍵移動(dòng)，即可自動(dòng)生成所需的氣路，并且可根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)已生成氣路的位置,避免了氣路之間的相互交叉。該軟件的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它的查錯(cuò)功能，例如在繪圖過(guò)程中,FluidSIM軟件將檢查各元件之間的連接是否可行，較大地提高了繪制原理

圖的工作效率。載牛［曲一堯甘念亡X口XEi'JUitflttfluliniUrPiE^iwrpiS.d&-■:';.>;:'.■回.■:"ihAPU■Fl：4*4Ttl>]?tl-FEr*;iin-a+;■~iBRH±J-^napRg一"-■■■:h:.:tn圖的工作效率。載牛［曲一堯甘念亡X口XEi'JUitflttfluliniUrPiE^iwrpiS.d&-■:';.>;:'.■回.■:"ihAPU■Fl：4*4Ttl>]?tl-FEr*;iin-a+;■~iBRH±J-^napRg一"-■■■:h:.:tn■鼻■旦A忑工猊■im"rrjaw?h'rl'b士…<HB-IDki匚二I\y"■比吐?-TF>1j知哼■!=棗QfI、檢f二J,1站托竝wnr圖4.26FluidSIM的操作界面FluidSIM軟件可以對(duì)繪制好的回路進(jìn)行仿真，通過(guò)強(qiáng)大的仿真功能可以實(shí)時(shí)顯示和控制回路的動(dòng)作，因此可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的錯(cuò)誤，幫助我們?cè)O(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、效率較高的最優(yōu)回路。在仿真中我們還可以觀察到各元件的物理量值，如氣缸的運(yùn)動(dòng)速度、輸出力、節(jié)流閥的開度等，這樣能夠預(yù)先了解回路的動(dòng)態(tài)特性，從而正確的估計(jì)回路實(shí)際運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)。另外該軟件在仿真時(shí)還可顯示回路中關(guān)鍵元件的狀態(tài)量，如氣缸活塞桿的位置、換向閥的位置、壓力表的壓力、流量計(jì)的流量。這些參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的氣動(dòng)控制系統(tǒng)是非常重要的。從而充分發(fā)揮了實(shí)踐在設(shè)計(jì)中的導(dǎo)向作用。FluidSIM仿真軟件是各種知識(shí)的綜合應(yīng)用，必須掌握氣液壓傳動(dòng)技術(shù)、繼電器控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、軟件的使用操作技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、PLC控制技術(shù)等多學(xué)科的專業(yè)知識(shí),才能熟練地操作和使用它。FluidSIM仿真軟件中使用獨(dú)立的氣壓及控制元件，很容易連接成不同的氣動(dòng)控制回路，對(duì)這些元件不同的組合，可以得到不同回路，也就會(huì)有不同的實(shí)驗(yàn)效果。從基本元件認(rèn)識(shí)、基本回路連接到復(fù)雜控制回路聯(lián)動(dòng)，每個(gè)環(huán)節(jié)可以反復(fù)練習(xí)，使學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)增多，提高了學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生整體構(gòu)思能力，提高和鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。FluidSIM軟件的主要特征是1）CAD功能和仿真功能緊密聯(lián)系在一起。FluidSIM軟件符合DIN電氣一液壓（氣壓）回路圖繪制標(biāo)準(zhǔn)，CAD功能是專門針對(duì)流體而特殊設(shè)計(jì)的，例如在繪圖過(guò)程中，F(xiàn)luidSIM軟件將檢查各元件之間連接是否可行。最重要的是可對(duì)基于元件物理模型的回路圖進(jìn)行實(shí)際仿真，并有元件的狀態(tài)圖顯示，這樣就使回路圖繪制和相應(yīng)液壓（氣壓）系統(tǒng)仿真相一致，從而能夠在設(shè)計(jì)完回路后，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，并演示回路動(dòng)作過(guò)程。2）系統(tǒng)學(xué)習(xí)的概念。FluidSIM軟件可用來(lái)自學(xué)、教學(xué)和多媒體教學(xué)液壓（氣壓）技術(shù)知識(shí)。液壓（氣壓）元件可以通過(guò)文本說(shuō)明、圖形以及介紹其工作原理的動(dòng)畫來(lái)描述；各種練習(xí)和教學(xué)影片講授了重要回路和液壓（氣壓）元件的使用方法。3）可設(shè)計(jì)和液壓氣動(dòng)回路相配套的電氣控制回路。彌補(bǔ)了以前液壓與氣動(dòng)教學(xué)中，學(xué)生只見液壓（氣壓）回路不見電氣回路，從而不明白各種開關(guān)和閥動(dòng)作過(guò)程的弊病。電氣一液壓（氣壓）回路同時(shí)設(shè)計(jì)與仿真，提高學(xué)生對(duì)電氣動(dòng)、電液壓的認(rèn)識(shí)和實(shí)際應(yīng)用能力。FluidSIM軟件用戶界面直觀，采用類似畫圖軟件似的圖形操作界面，拖拉圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，面向?qū)ο笤O(shè)置參數(shù)，易于學(xué)習(xí)，用戶可以很快地學(xué)會(huì)繪制電氣—液壓（氣壓）回路圖，并對(duì)其進(jìn)行仿真。4.3.2電控電路的仿真基于FluidSim軟件上的仿真主要是對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),也就是主要針對(duì)加壓研磨過(guò)程的光纖研磨機(jī)進(jìn)行高壓研磨，再次是低壓研磨，最后氣缸快速回程，完成一個(gè)工作循環(huán)。以下便是FluidSim對(duì)本光纖研磨一個(gè)仿真。根據(jù)實(shí)驗(yàn)加工的要求和電路設(shè)計(jì)的方案，首先機(jī)的仿真截圖：■HHna知t比》旺n*ntuirtfan：1t商豪■￡：屬FQlEtWlWTT..滋呻It-...■^lEZwrtam..^rtf圖5.2咼壓研磨fli込圖5.3低壓研磨圖5.4快速回程4.3.3光纖研磨機(jī)的調(diào)試在試驗(yàn)中，通過(guò)理論知識(shí)，把SC100控制系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)及其它電器元件連接起來(lái)，按下啟按鈕，控制面板上的顯示區(qū)域都出現(xiàn)顯示內(nèi)容，調(diào)好SC100控制模式為自動(dòng)模式，按下啟動(dòng)鍵，升降臺(tái)開始下降，并且在下行指定距離后停止下行，同時(shí)氣動(dòng)系統(tǒng)被瞬間觸發(fā)，氣缸開始動(dòng)作。等完成規(guī)定的時(shí)間內(nèi)的研磨后就開始返程到原氣缸位置，此時(shí)升降臺(tái)開始上行。下圖為研磨后的光纖端面：圖5.5研磨后的7號(hào)光纖端面

圖5.6研磨后的11號(hào)光纖端面4.4本章小節(jié)在本章中，通過(guò)對(duì)控制元件實(shí)物的接觸，了解和接觸到各種新型的控制元件，同是也了解到了各個(gè)元件的工作原理。在仿真和調(diào)試中，利用自己編寫的SC100程序，使機(jī)器得到了理想的工作效果。結(jié)論本設(shè)計(jì)主要的研究課題是光纖研磨機(jī)的改進(jìn)和安裝調(diào)試，通過(guò)對(duì)電控電路和氣動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)，提出了各種可行的方案，同時(shí)分析了各個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，進(jìn)而選擇了最為合適的改進(jìn)方案，同時(shí)也充分開發(fā)利用了各個(gè)控制元件的功能，使改進(jìn)后的光纖研磨機(jī)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單化和自動(dòng)化，為此光纖研磨機(jī)的后期工業(yè)化奠定的基礎(chǔ)。該光纖研磨機(jī)的突出特點(diǎn)是采用獨(dú)特的兩自由度行星式軌道運(yùn)動(dòng)方式，內(nèi)齒輪和桿系轉(zhuǎn)速可調(diào)，研磨運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)加工要求可以調(diào)整，研磨運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)加工要求可以調(diào)整。同時(shí)在智能化上相對(duì)而言也具有明顯的先進(jìn)性。在對(duì)該光纖研磨機(jī)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和改進(jìn)時(shí)，解決了一些理論難題和技術(shù)問(wèn)題，并且獲得了以結(jié)論（1）了解到了一般光纖研磨機(jī)的工作原理，同時(shí)接觸到了更我的光纖研磨機(jī)的設(shè)計(jì)方案和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。（2）自主完成了氣動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。改進(jìn)方案主要是為了解決系統(tǒng)背壓，改進(jìn)措施是用阻尼缸或在現(xiàn)有的氣缸中加入設(shè)計(jì)好的彈簧，這兩個(gè)方案都是理想的措施。（3）自主完成了電氣自動(dòng)化的改進(jìn)設(shè)計(jì)。原設(shè)計(jì)使氣動(dòng)系統(tǒng)和電控電路失去了連貫性，即工作循環(huán)很復(fù)雜。改進(jìn)后的方案更充分的利用了SC100控制器的編程功能，使整個(gè)光纖研磨機(jī)不加其復(fù)雜性卻能實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化。致謝本次設(shè)計(jì)是在許多老師和同學(xué)的熱心幫助下完成的，特別要感謝以下這些人首先要感謝我的畢設(shè)導(dǎo)師孫建章老師。孫建章教授淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度忘我的敬業(yè)精神、平易近人的工作方式以及高尚的人格品質(zhì)使我深受教育。盡管孫老師已經(jīng)退休了，但是孫老師卻能頻繁的來(lái)學(xué)校給我們指導(dǎo)和講解疑難問(wèn)題，同時(shí)在遇到非孫老師專業(yè)的問(wèn)題時(shí)，孫老師還積極幫我聯(lián)系其它專業(yè)老師。孫老師給我講解的知識(shí)使我受益終身。此謹(jǐn)向恩師致以崇高的敬意和衷心的感謝。其次要感謝謝群老師，呂玉山老師，孫建業(yè)老師等指導(dǎo)過(guò)我的老師，他們給我講解了一些理論難題和技術(shù)問(wèn)題，并給我提供了實(shí)驗(yàn)器件和場(chǎng)所。向老師們致辭以崇高的敬意和中新的感謝。最后要感謝幫助我的同學(xué)，是他們給予了我最大的支持，在這祝他們順利通過(guò)畢設(shè)。最后，向所有參加評(píng)閱論文的老師們表示誠(chéng)摯的謝意!參考文獻(xiàn)楊建良，郭照華?光纖材料的研究進(jìn)展?材料導(dǎo)報(bào).1997,23(03):1?2郭野.光纖連接器端面研磨機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真分析.沈陽(yáng)理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007,64?65劉德福，段吉安.光纖端面機(jī)理研究[J].光學(xué)精密工程,2006,12(6):55?59松井伸介?光774^端面①精密加工技術(shù)[J].機(jī)械技術(shù),2000,4(8):7?12KiharaM，NagasawaS,TanifujiT.Returnlosscharacteristicofopticalfiberconnectors[J].JournalofLightwaveTechnology,1996,14(9):1986?1991吳秀麗.各種光機(jī)電部件的超精密研磨.光機(jī)電信息.1995,22(5):2?3呂玉山?薄形零件超精密平面研磨和拋光的若干理論與實(shí)驗(yàn)研究[J].超精密研磨與拋光的機(jī)理.東北大學(xué),沈陽(yáng)中國(guó),1997.12吳宏基，曹利新，劉健.基于行星式平面研磨機(jī)研拋過(guò)程的運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)分析[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2002,38(6):144?147陳白寧，段智敏，劉文波.機(jī)電傳動(dòng)控制.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2002孟慶闖.光纖連接器端面研磨拋光加工工藝?yán)碚摵蛯?shí)驗(yàn)研究.沈陽(yáng)理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006MitsuruKihara，ShinijiNagasawa，TadatoshiTallifuji.Returnlosscharacteristicsofopticalfiberconnectors.JournalofLightwaveTeehnolog,199614(9):1986-1991HirofumiSuzuki，TsunemotoKuriyagawa，KatsuoShoji.PrecisionPolishingofOpticalfiberconnector.ThellthAnnualMeetingoftheAmerieanSocietyforPrecisionEngineering.Califomia:TheAmerieanSoeietyforPrecisionEngineering，1996.557-560N.Suzuki，M.Saruwatari，M.Okuyama.Lowinsertionandhighreturn-lossopticalconnectorswithasphericallyconvex-polishedend.EleetronicsLetters，1986，22(2):110-112馬天，黃勇，楊金龍.光纖連接器.光學(xué)技術(shù)，2002，28(2):160-162高鐘毓.機(jī)電控制工程.北京:清華大學(xué)出版社，2002.濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)第八版，2004，16(3):392-402秦增煌.電工學(xué)電子技術(shù)(下冊(cè)).北京：高等教育出版社宋錦春，蘇東海，張志偉.液壓與氣動(dòng)傳動(dòng).北京：科學(xué)出版社，2006陳理壁.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983附錄A英文原文FIBEROPTICPOLISHINGSYSTEMThisinventionrelatestoopticalfiberpolishingandlappingandinparticulartoremovalofopticalmaterialsuchascladdingfromthefiberandcreatingopticalsurfacesonthefiber.A.1BACKGROUNDOFTHEINVENTIONOpticalfiberinitssimplestformiscomposedoftwoconcentricregionsofglass.Theinnerregionisknownasthecoreandtheouterregionisknownasthecladding.Aplasticcoatingknownasthebufferistypicallyappliedtothefiberandsurroundingthecladdingforprotectionofthefiber.Theindexofrefractionofthecoreisgreaterthantheindexofrefractionofthecladding,thus,lightintroducedtothefiberviaafreeendisguidedbytotalinternalreflection.Thepropagatingmodeiscontainedinthecoreandnon-propagatingevanescentfields,whichdecayrapidlytowardzerodensityradicallyfromthecore-claddingboundary,resideinthecladding.Furthermorethecladding,duetoitsthickness,forallintentsandpurposes,totallycontainstheevanescentfields.Thepropagatingmodeinthecore,canbeaffectedbyperturbingtheevanescentfieldinthecladding.Bydoingso,usefuldevicescanbefabricatedoutoffiber.Oneparticularlyusefuldeviceforfiberopticgyro(FOG)applicationsisknownasanevanescentcoupler.Theevanescentcouplerreliesontheevanescentfieldsinonefibertoexciteapropagatingmodeinanotherfiber,therebycouplingenergyfromonefibertoanother.Becausetheevanescentfieldsdecayrapidlyfromthecorecladdinginterface,itisnecessarytoremovemostofthecladdinginasmallareafrombothfibers,sothattheinteractionmaytakeplace.Removingthecladdingcanbeaccomplishedbyaglasspolishingprocedure.Thefirststepinthepolishingprocedurewouldbetostripsomebuffermaterialinthemiddleofalengthoffiber.Strippingcanbeaccomplishedwithacommerciallyavailable,heatedfilament,wirestripper.Thefiberwouldthenbemountedonacurvedsurface.Thecurvedsurfaceorsubstratecouldbemachinedceramicblockforexample,configuredwithonefacetowhichtheopticalfibercanbeattached.Attachingthefibertothesubstratecanbeaccomplishedwithanadhesive,suchasanepoxy.Thefiber-substrateassemblyismountedtotheoscillatingarmofapolishingmachine.Themachinepolishingwheelwouldtypicallyhavea'finediamondabrasivepadaffixedtoitandthepolishingslurrywoulddripontothepadandbespreadaroundbythefiberasitispolished.Atthecompletionofthepolishingoperation,thefiberwillhaveanopticalflatsurfacepolishedontoit.Acoupleristhenmadebyjoiningtwosuchstructuresattheflatregion.Toachieveagivencouplingperformance,thepolishingmuststopataspecifieddistancefromthecore.Intypicalproductionfiber,thecoretendstowanderslightlywithinthecladding.Therefore,thedistancefromthecoretothecladdingattheendofafixedtimepolishoperation,wouldvaryfromonefiberlengthtoanotherfiberlength.Alsothedistanceoftheflatfromthecoreattheendofthepolishingprocessneedstobesomethingontheorderofafewmicrons.Therefore,notonlyistherenowaytomakeaphysicalthicknessmeasurementduringtheabovedescribedprocesstodeterminedistancefromthecore,buttherewouldbenowaytodevelopanempiricalschemebasedongrindtimetowithintheaccuracyrequired.Currently,theproximitytothecorefromtheopticalflatisdeterminedbyperiodicallyremovingthefiberandsubstratefromthepolishingmachine,launchinglightintothefiber,lookingattheoutputonapowermeter,andperforminganoildroptest.Theoilusedisanindexofrefractionformulatedopticaloilchosentohaveagreaterindexofrefractionthanthecoreofthefiber.Asmorecladdingisremoved,subsequentlyhigherevanescentfielddensityisexposed.Ifthecladdingispolisheddowntotheproximityofthecoreandtheoilisappliedtothepolishedregion,apowerdropwillbenotedonthepowermetersinceaportionofthelightwillcoupleoutofthefiberduetotheinteractionbetweentheevanescentfieldandtheoil.Thecloserthecoreistothepolishedregion,thegreaterthepowerdropwillbe.Anempiricalpolishingprocedurecanthenbeformulatedbasedontheresultsoftheoildroptest.Thiscurrentmethodologyistimeconsumingandcannotbeautomated.AnothermethodisdescribedinU.S.Pat.No.4,630,884whichteachesamethodandapparatusformonitoringandpolishinganopticalfiberwherethepolishingisperiodicallyoroccasionallystoppedtotakereadingsofcoherentlightthencommunicatedintothefluidwaveguidebetweenthepolishingsurfaceandthefiberandcoupledfromthefluidintothefiber.Alightintensitymonitorcoupledtooneendofthefibermeasureslightcoupledintothefiberfromthelightsourcethroughthefluidwaveguide.Alsotaughtistheuseofalongchainpolymersuchaspolypropylenetoimprovelaminarflowofthetransparentfluidconstitutingthefluidwaveguide.Thus,themethodofthispatentrequiresinterruptionofthelappingorpolishingprocesstoobtainreadingsoftheextentthepolishinghasworkedtoproducefibercladdingremoval.Thisinterruptionpreventstheprocessfrombeingefficientlyautomatedtoproducethefaster,reliableandrepeatableresultsofthesubjectinvention.Also,thelubricatingfluid,withorwithouttheadditionofanyadditivetoimprovelaminarflowistemperaturesensitive.Thus,lightcouplingthroughthefluidwaveguideintotheopticalfiberwillvaryfromproceduretoprocedureandduringeachprocedure.Thus,relyingonthefluidwaveguidetocommunicatethelightcoupledintooroutofthecoreandusedasthebasisformeasuringtheprogressofthelappingorpolishingprocesscanintroduceuncertaintyandunreliability.A.2SUMMARYOFTHEINVENTIONItisthusanobjectofthepresentinventiontoprovideanapparatusandmethodforremovalofcladdingfromopticalfiberwhilesimultaneouslyandcontinuouslyintroducinglightatoneendandmeasuringtheamountemergingfromtheoppositeendduringandwithoutanyinterruptionofthepolishingorlappingremovalofthecladding.Itisyetanotherobjectofthepresentinventiontoprovideanapparatusandmethodforopticalfibercladdingremovalthatpermitsmeasurementoftheextentofcladdingremovalbylighttransmissionlossthatisnottemperaturedependentorsensitive.Thepresentinventionisanapparatusandmethodforpolishingorlappinganopticalfibertoremovecladding,tocreateanopticalflatandforothersuchpurposes.Theapparatusincludesameansforabrasivelypolishingtheopticalfiber,anon-couplingandtransmissionattenuatingslurrydisposedbetweentheopticalfiberandtheabrasivepolishingmeans,anilluminationsourcecoupledtooneendofthefiberanalightintensitymeasuringdevicecoupledattheoppositeendofthefiber.Theslurrycompositionissuchthatlighttransitingtheopticalfiberfromthelightsourceatoneendofthefibertothelightintensitymeasuringdeviceattheoppositeendofthefiberisnotcoupledoutofthefiberviatheinterfacingslurryatthelocalewherepolishingistakingplace.Insteadtheslurrycauseslighttransitingthefibertobecomeattenuatedviatheportionofevanescentfieldintheslurry.Thesubjectinventionthuspermitscontinuousandtemperatureinsensitivemeasurementoftheamountofcladdingremovalduringandwithoutinterruptionofthepolishingorlapping.Theinventioncanbeautomatedandinalleventsproducesareproducibleresultfasterandmorereliablythanpriorartmethodsandapparatuses.A.3BRIEFDESCRIPTIONOFTHEDRAWINGSInthedetaileddescriptionofthepresentinventionwhichfollowsreferencewillbemadetotheaccompanyingdrawingsinwhich:FIG.1isasectionalviewthroughanopticalfiber.FIG.2isanoverheadviewoftheapparatusofthepresentinvention.FIG.3isapartialsectionalviewoftheportionofthepresentinventionwherepolishingiseffectedpriortooperation.FIG.4isthesameviewasFIG.3aftersomepolishingactionandopticalfibermaterialremoval.FIG.5isapartialsectionalviewoftheopticalfiberafterremovalofmaterialandcreationofafiatsurfaceinthefiber.A.4DETAILEDDESCRIPTIONOFTHEINVENTIONWithreferencetoFIG.1anopticalfiber10isshownconsistingofaninnercore12surroundedbycladding14whichisthenencasedinandsurroundedbytheprotectiveplasticbuffer16.Thepresentinventionisthepolishingapparatus18showninFIG.2.Theapparatus18iscomprisedoftheabrasivesurface20,showninFIG.2asarotatingdisk.Thearm22isattachedmovablyatthepivotpoint23tothestationarypivotsupport24.Theblock26withfiber10attachedismountedonarm22whichisconfiguredtoreceiveandsecurelyholdthefiberandblock26assemblywhichisthenimmersedintheslurry30interfacingthefiber10withtheabrasivesurface20.Thefiber10isaffixedtotheblock26usingametallicparticulatebearingelasticadhesive,suchasmetallicnailpolishcuredatapproximately40degreesCelsiusforfive(5)minutesandeasilyremovedwithaconventionalsolvent.NailpolishmadebyRevlon,specificallythe"HardasNails"brand,hasbeenfoundtobepreferredformyinvention.Theelasticpropertiesofthenailpolishaftercuringpermitittowithstandthepolishingoperation.Afterpolishingiscompleteditiseasilyremovedfromthefiber10andtheblock26usingacetoneorot