1 引言

   　 切削加工离不开刀具，刀具是机床和加工中必不可少的设备，而且刀具工作是否正常将直接影响到产品的加工质量。但在加工过程中，刀具经常会因过载而被损坏，如崩断、卷刀等，所以对刀具进行过载保护就显得很重要了。一般地，对于工件的一次装夹，加工中心要完成好几道工序，如果在加工第一道工序时刀具就已经崩断，那么后几道工序的完成就形成很大的浪费。特别是在流水线上进行加工，如果加工的工件在流水线的末端流出时才被检测出由于刀具过载引起的产品报废，那么很多工序就是严重浪费。而人工却很难确认哪台机床的刀具出现问题,必须把整个流水线停下来进行逐台检查，这样便降低了生产效率。如果不能及时发现刀具故障，轻则导致工件报废，重则导致机床部件损坏，使机床的精度严重下降。因此，对刀具进行过载保护有着相当重要的意义。

    2 需要进行刀具过载保护的机床的特点及主要工作

       1. 不同规格的刀具所允许的切削载荷不同，多数刀具在破损时都还达不到主电机的额定功率。

       2. 相同型号的机床，由于出厂日期不同，机床的传动效率也不同。所以，同品种同模数的刀具在不同的机床上加工，稳定切削时的主电机功率就不同,而且有的差别很大。

       3. 由于刀具的材质和刃磨不同，而且不同厂家的刀具，其稳定切削时的主电机功率也有所差别。因此，每一刀具的稳定切削时的主电机功率，只能在特定的机床上，由操作人员根据当时的加工情况而定,不能预先给出某一刀具所对应的稳定切削时的主电机功率。

    　由于需要进行过载保护的机床刀具有以上特点，所以设计的保护线路应满足要求: 稳定切割后,发出刀具保护调整指令，保护线路即能完成检测该切削状态下主电机电流信号的大小，并跟踪这一信号，超过即报警，继续增加就立即停车，而且要达到实现保护后，不论电机的电流多大，都能够立即制动停车的要求。本文设计了用单片机实现对刀具过载保护的控制线路。这套线路稳定可靠，能迅速切断任何有损刀具的过载电流，适用于精度和实时性要求较高的场合。

    3 控制系统的硬件设计

  　  按设计要求，本控制系统要能对刀具稳定切削状态下的主电机电流进行自动检测，并实时监测主回路电流，判断刀具过载后，发出报警信号和制动停车信号。因为单片机只能处理电压信号，不能处理电流信号，而刀具过载时变化的是主回路电流，所以需要将变化的电流信号转化成变化的电压信号供单片机处理。本系统采用小电阻和升压变压器来实现。