珩磨机控制系统设计与实现.pdf

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1、珩磨机控制系统设计与实现盛维杰，李维嘉(华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074)DesignandImplementationoftheHoningMachineControlSystemSHENGWei—jie，LIWei—jia(SchoolofNavalArchitecture&OceanEngineering．SchoolofHuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)摘要：根据珩磨机车床加工工艺原理和控制要M4架构的STM32嵌入式方案取代了传统的工控求

2、，设计珩磨机控制系统，实现了对珩磨机的精确运机和PLC方案，有效控制了成本，简化了设计，提高动控制。阐述了利用Cortex—M4架构的STM32了系统稳定性。开发机床控制器的设计思路以及利用主从式CAN—1加工原理及控制要求open工业总线构建系统通讯控制网络。关键词：珩磨机；STM32F407；Cortex—M4；机珩磨口是利用安装于珩磨头圆周上的一条或多床控制；CANopen条油石，由涨开机构(有旋转式和推进式两种)将油中图分类号：TH39石沿径向涨开，使其压向工件孔壁，以便产生一定文献标识码：B的面接触，同时使珩磨头旋转和往复运动，零件不文章编

3、号：1001—2257(2013)03—0035—03动；或珩磨头只作旋转运动，工件往复运动，从而实Abstract：Accordingtothehoningmachine现珩磨。latheprocessprincipleandthecontrolrequire—珩磨头进给方式主要分为定量进给和定压进ments，wedesignthehoningmachinecontrolsys—给。定量进给珩磨时，进给机构以恒定的速度扩张terntoachieveprecisemotioncontro1．Thispaper进给，使磨粒强制性地切人工件。当油石产生堵

4、塞describesdesignideasoftheSTM32machinetool切削力下降时，进给量大于实际磨削量，此时珩磨压controllerofCortex—M4architecture，aswellasu—力增高，从而使磨粒脱落、破碎，切削作用增强。定singtheMaster—slaveCANopenindustrialbuses压进给时，由于工件表面凹凸不平，需要实时调整珩tobuildsystemcommunicationandcontrolnet—磨头的进刀量，以保证工件承受恒定的磨削力。works．珩磨时由于珩磨头旋转并往复运动

5、或珩磨头旋Keywords：honingmachine；STM32F407；Cor—转工件往复运动，使加工面形成交叉螺旋线切削轨tex—M4；Machinecontrol；CANopen迹，两次行程间珩磨头相对工件在周向错开一定角度，这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹亦不会重复。此外，珩磨头每转一转，油0引言石与前一转的切削轨迹在轴向上有一段重叠长度，使前后磨削轨迹的衔接更平滑均匀。珩磨是一种摩擦切削工艺。珩磨机是通过对珩磨工艺属于高尺寸精度、高形状精度和高表珩磨头的伸缩控制完成对工件表面的加工，实现对面质量要求的切削加工工艺，需要在

6、加工中满足以工件尺寸、圆整度、直线度和表面粗糙度的要求。现下控制要求l_3]。主要用在汽车工业、工程机械和航空工业等制造业a．选择手动加工可以进行主轴旋转、进给点动、中珩磨工件内孑L。通过介绍分析珩磨机加工原理和往复点动和往复循环等独立运动。控制要求结合现代数字控制技术提出基于Cortex一b．自动加工根据输入的加工参数和控制指令，收稿日期：2012—11—12完成自动加工循环并动态显示加工状态和加工数据《机械与电子22013(3)·35·曲线。2．3GPRS远程控制模块C．自动加工中长行程进给加工，短行程消除形GPRS通讯模块用于远程监测和远程控制

7、，将状误差，可以在每个循环周期中记录出现最大力矩绗磨机系统的危险错误信号传递给系统维护人员，的位置，并自动在最大力矩处短行程修复，以满足零以便系统故障得到较快较好的排查。GPRS通信模件加工形状精度要求。块通过串口与STM32F407主控制器通信。d．系统出现故障时，实时报警并显示故障原因；3系统程序设计当出现危险动作时(例如手伸到加工工作台)，机床应立即停止工作，并报警。3．1基于CANopen工业总线通讯控制网络CANopen是控制器局域网络(controllerarea2控制系统硬件设计network)的简称，它是一种串行多主站控制器局域CA珩

8、磨机控制系统的硬件由主控制器、信号采集网总线N，具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时板、GPRS远程控制模