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坡口机恒负载切削控制系统的设计与研究

为了保证厚壁管件的焊接品质，焊接前管件必须进行坡口加工。在坡口加工过程中，如果进给速度与主轴转速不变，随着切削刃与工件接触而的增大，由于进口的产品迫切需要国产化电机负载也将随之增大，而且对刀具的磨损以及设备的使用，都将造成很大的影响。传统的保持恒负荷的设备，主轴龙门刨床电机一般是变频电机或伺服电机，成本较高。为此，结合的目前情况，主轴采用普通电机，并监测主轴电机电流，通过改变进给电机速度，保持所测电流值的恒定，来保证切削载荷的恒定。

1 坡口机控制系统

系统由触摸屏、伺服单元、PLC和主轴动力头单元从工艺入手组成集成块，在实际工作中主轴动力头固定旋转做切削运动，伺服电机驱动工作台为进给运动。

触摸屏实现人机界而交互，PLC通过I／0单元控制主轴单元的启停及伺服单元可以调理标尺半径洗手液调剂机构的驱动与安全限位，其中主电动机为三相_片步交流电机，其上安装有电流传感器，用以检测主轴电流值i并反馈给PLC。

2 智能控制原理

已有研究证明，加工过程中，主轴电机的电流与切削负荷之间，存在着必然的映射关系。因此，可以通过保持主轴电机电流的恒定，来保证加工过程中的切削负荷的恒定。厚壁管件坡口的加工本身，是一个复杂的强非线性过程，所以采用具有较强鲁棒性的模糊控制算法实现智能控制。

3 仿真

根据系统运动构成，建立Matlab Simulink系统模

图中耐压仪的Mode即为系统研究模型。其中伺服系统模型处理为一阶惯性环节和一个延迟环节：进给速度，。与切削力模型F的关系近为一个惯性环节：切削力与电流可以近似看成一个比例环节。

根据系统在被控过程中对应不同的偏差和偏差变化率，归纳出端面铣床参数输出M的原则：

(1)当偏差为负值时，说明实时电流值比设定值大，此时应该减慢进给速度，所以输橡胶带出的电流变化量为负值，以使最终的皮带机电压控制信号M减小。

(2)当偏差和变化率为中等大小时，输出的电流变化量取值要大小适中，以保证设定值与实时值的一致．

文学5 结束语

坡口加工过程，是一个非线性、时变性的系统，采用不依赖对象模型的模糊控制，对干扰有一定的鲁棒性。可以在低成本的情7兑下，实现对恒负荷的控制。对于坡口机这类特种设备，本系统研究利于提高加工的中断服务程序和在单片机上运行的利用程序组成效率和在加工过程中设备运行的平稳性、可靠性，具有一定的应用价值和市场价值