嵌入式電鐓智能控制
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2．2 電鐓系統控制流程
電鐓工藝是根據朔性力學(xué)和傳熱學(xué)原理，利用工件本身的電阻，通過(guò)控制加載在工件上的電流和壓力，使工件通電發(fā)熱，當工件被加熱到塑性變形溫度時(shí)逐漸被鐓粗成型。在嵌入式智能電鐓機上，還設計有自動(dòng)上下料機械手，實(shí)現電鐓過(guò)程的連續自動(dòng)生產(chǎn)。設計中，將電鐓控制過(guò)程分為：上料，預熱，上料復位，熱鐓，上料準備，熱鐓結束，熱鐓復位，下料等過(guò)程。
在這些過(guò)程中，動(dòng)作之間的協(xié)調配合不但可以提高生產(chǎn)效率，而且還可以提高加工質(zhì)量。采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統，可以大大優(yōu)化工作過(guò)程中各動(dòng)作的協(xié)調配合。μC／OS-II是一種可剝奪內核的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統，具有良好的實(shí)時(shí)性能和多任務(wù)功能，結構小巧、執行效率高、占用空間小。在μC／OS-Ⅱ操作系統上，將控制流程中的一些加工步驟并行觸發(fā)，使加工流程更加緊湊高效，有助于提高電鐓生產(chǎn)效率。
2．3 核心控制電路
核心控制電路是嵌入式硬件的最小系統，存儲操作系統、應用軟件及提供硬件運行平臺。在核心控制系統中主要是采用ARM微處理器作為主控制器，電鐓機的控制軟件和工藝參數文件保存在2MB的NorFlash中，控制程序在8MB的SDRAM中執行。RS232通信接口用于PC機下載程序和反饋硬件平臺的調試信息。JTAG是微處理器配置的調試接口，可以使用仿真器通過(guò)JTAG接口對硬件平臺進(jìn)行仿真調試；同時(shí)，JTAG接口還可以實(shí)現Nor Flash程序固化功能。微處理器芯片已經(jīng)提供了LCD控制器，因此不需要外接控制器，使用方便。數據總線(xiàn)輸出壓力、速度、電壓等數據信號量，要經(jīng)過(guò)總線(xiàn)驅動(dòng)器保證數據的傳輸無(wú)誤。AD輸入經(jīng)電平轉換后直接輸入到處理器上。
2．4 基于μC／OS―II的控制系統設計
嵌入式智能電鐓控制系統在A(yíng)RM7內核的S3C4480微處理器上移植了μC／OS-II，并開(kāi)發(fā)了電鐓控制系統應用程序。整個(gè)控制系統分為6個(gè)任務(wù)：上料，下料，鐓粗缸，砧子缸，變壓器，人機界面。各任務(wù)優(yōu)先級從高到低如下分配：砧子缸8，鐓粗缸12，變壓器14，上料16，下料20，人機界面24。任務(wù)間通過(guò)預先創(chuàng )建的信號量進(jìn)行任務(wù)切換。為了保證控制位移的實(shí)時(shí)采集，位移傳感器信號以中斷方式輸入。
人機界面在移植到S3C4480的μC／GUI基礎上設計。由于S3C4480有LCD控制器，所以在移植μC／GUI時(shí)，只需要移植μC／GUI驅動(dòng)層9個(gè)函數。
LCD_L0_Init()； 初始化顯示屏并清屏；
LCD_L0_Rinit()； 重新初始化顯示屏，不清屏；
LCD_L0_Off()； 關(guān)閉LCD；
LCD_L0_On()； 開(kāi)啟LCD；
LCD_L0_DrawBitmap()；畫(huà)位圖；
LCD_L0_DrawHLine()；繪水平線(xiàn)；
LCD_L0_DrawVLine()；繪垂直線(xiàn)；
LCD_L0_FillRect()； 矩形填充框：
LCD_L0_XorPixel； 反轉一個(gè)像素點(diǎn)：
移植完成以后，就可以直接在μC／GUI應用層上設計人機界面。通過(guò)其提供的窗口管理控件，為電鐓控制系統設計了主界面、參數設置界面、調試界面等窗口。在各窗口下，根據功能設置的不同，分別創(chuàng )建了l～4個(gè)子窗口。重繪函數通過(guò)LCD觸摸屏或者時(shí)鐘信號激活，發(fā)送信號量后，由系統調度刷新LCD顯示屏。人機界面簡(jiǎn)單方便，操作設計人性化。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/163865.htm
3 電鐓機控制特性分析
3．1 電鐓常見(jiàn)缺陷
氣門(mén)毛坯成型過(guò)程中，由于各方面的參數影響，會(huì )出現不同類(lèi)型的廢品，主要缺陷有：頭部有裂紋、頂部出現折疊、成型歪斜不均勻。
當毛坯成形時(shí)棒料過(guò)熱、變形量大，在附加拉應力的作用下產(chǎn)生軸向裂紋。折疊產(chǎn)生原因是始鐓溫度與終鐓溫度相差較大，金屬聚集結合不好，有明顯的分界線(xiàn)，形成臺階狀的折疊。而成型歪斜是由于砧子塊棒料接觸電阻相差懸殊，造成兩邊電流不均勻，棒料過(guò)多地流向溫度高的一側，引起歪斜。
從上面分析可見(jiàn)，常見(jiàn)缺陷成因主要可以歸結為：壓力不穩定，電流不均勻，驅動(dòng)系統有時(shí)滯性。
3．2 氣液結合驅動(dòng)
電鐓機振動(dòng)本身是復雜的非線(xiàn)性系統，無(wú)法獲得精確的數值解，為建立電鐓機的振動(dòng)力學(xué)模型，在此做如下假設：
(1)將電鐓機機身、工件、砧子缸看作剛性質(zhì)量塊；忽略電鐓機連接及驅動(dòng)部件之間的間隙對電鐓機振動(dòng)的影響。
(2)將電鐓機機身及鐓粗缸等效為線(xiàn)性彈簧。
(3)只考慮電鐓機縱向方向的振動(dòng)。
由工程振動(dòng)理論知：振動(dòng)系統受到激勵發(fā)生的振動(dòng)，是由有阻尼自由振動(dòng)與穩態(tài)振動(dòng)組成的。如圖3所示為電鐓機等效彈簧一質(zhì)量系統簡(jiǎn)圖，k為彈簧剛度，c為粘性阻尼系數，F為一階躍激勵，所謂階躍激勵就是受到常力F的突然作用，即F(t)=F。
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