基于嵌入式深孔钻削的液压伺服控制

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1、基于嵌入式深孔钻削的液压伺服控制基于嵌入式深孔钻削的液压伺服控制叶琳，刘昆，邱龙辉(青岛科技人学机电工程学院，山东青岛266061)摘要:介绍了基于ARM处理器的深孔钻削加工的液压伺服控制嵌入式系统的设计,重点分析了系统的构成和控制的策略等.控制策略采用模糊控制算法实现，充分利用了嵌入式系统具有功耗低，体积小，集成度高等特点,改进了深孔钻削加工的液压伺服控制系统，具有较高的实用价值.关键词:嵌入式系统;深孔钻削;模糊算法;液压伺服控制中图分类号:TH37文献标志码:AHydraulicServo-controlbasedonEmbeddedDeep一holeDrilling

2、YELin,LIUKun,QIULonghui(CollegeofElectromechanicalEngineeringjQingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266061,China)Abstract:Thispaperdescribedthedesignofembeddedhydraulicservocontrolsystemofdeep-holedrillingbasedonARMprocessor,andmainlyanalyzedtheconstructofsystemandthecontrollingst

3、rategy.Thefurryalgorithmwasadoptedinthesystem.ltisusefulwiththeadvantageofsmallsize,lowpowerconsumption,highcontrolaccuracyandgoodreliability.Keywords:Embeddedsystem,Deep一holedrilling,Furryalgorithm,Hydraulicservocontrol深孔加工技术可定义为:使用一定压力的冷却润滑液及排屑系统，采用导向良好的深孔刀具，机床和能有效控制其加工稳定性的附加装置，达到高效，高精度地

4、加工深孔的目的.随着生产技术的进步，深孑L零件在材质及毛坯制造，刀具材料，深〜LJJJJ工机床,基础理论研究和检测等方面都有了较大的进展.但是现代深〜LJJI］工技术的发展仍面临着多品种，小批量，新型工程材料及愈来愈高的精度要求的挑战.同一般的钻削加工相比，深孑L钻削存在着排屑难,导向难，冷却润滑难等问题.为了避免在深孔钻削过程中由于工件材料的不均匀，钻头的磨损及扭矩和轴向力的大幅度变化而引起钻头的纵向弯曲，偏移，甚至折断等现象,本文提出采用液压伺服控制的方式，通过对进给量控制，间接控制扭矩和轴向力的变化，从而实现对深孔钻削过程屮稳定性的控制，提高深孔钻削的质量和生产率.1

5、嵌入式液压伺服控制系统的设计1.1动态钻削力的产生及影响因素动态钻削力的产生及影响因素主要可以分为以下几个方面：1）机床，工件以及加工过程控制系统的动态特征是形成深孔钻削动态钻削力的主要原因；2）误差，工件安装不正及机床运动误差（包括主轴回转误差）等引起的动态钻削力；3）由于工件材料金相组织分布的不均匀性造成材料内部各空间位置上的硬度不一致，使得加工过程中作用在刀刃上的力不断变化，从而引起动态钻削力；4）钻削加工中，刀具与工件，刀具与切屑之间都存在着高速的相对运动，其总的效应表现为产生近乎于白噪咅的动态钻削力；5）加工过程中切屑的形成，变形以及折断引起的动态钻削力.由于存在

6、以上因素的影响，将使深孔钻削加工处于一种复杂的动态变化之中•为了提高机床切削的稳定性，除了在机床设计，制造时采取一些方法改善机床的性能外，还可以在机床切削过程中，通过对影响机床稳定性的切削参数做相应的控制来达到目的.由金属切削原理可知：钻削过程的轴向力：F一9.8CFdoFfFKF扭矩：T—9.8CTdol,fTKT式中,C,C为切削补正系数;z,Y,,3/7,Y为切削指数;K,K为修正系数;d.为孔径;f为进给J^L里.由上面公式可以看出，在孔径一定的情况下，要控制轴向力或扭矩的大小，必须控制进给量.1.2系统控制原理及组成木系统采用嵌入式液压伺服控制的方法，对进给量进行

7、控制，间接控制轴向力和扭矩的变化，其系统原理如图1所示.ARM嵌入式处理器是具有极低功耗,极低成本的高性能处理器,具有十分卓越的性能，不仅运算《新技术新工艺》？数字技术与机械加工工艺装备2011年第1期?37?速度快（超过0.9MIPSPMHZ）,精度高（32位），而且便于实时操作系统的移植，真正成为实时多任务系统.SamSungS3C2440是SamSung公司推出的基于16/32位ARM9TDMI—SCPU採用专业稳定的CPU内核电源芯片和复位芯片来保证系统运行的稳定性，并具有丰富的片内外设，即1个10M以太网