深孔鉆削過程中的智能控制.pdf

1、深孔加工在機(jī)械加工領(lǐng)域中占有非常重要的地位。但由于深孔加工特殊特點(diǎn)，一直制約著深孔加工的發(fā)展。由于刀具和刀桿的長度與直徑之比大，對受力變化敏感，當(dāng)毛坯硬度不均勻時(shí)，極容易發(fā)生刀桿扭曲和折斷等問題，導(dǎo)致零件報(bào)廢，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行及加工質(zhì)量。因此有必要采取措施對深孔加工過程進(jìn)行控制，但深孔加工的過程復(fù)雜，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型，用經(jīng)典和現(xiàn)代控制理論很難實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的要求。同時(shí)由于深孔加工的封閉性，使得普通刀具監(jiān)測方法和儀器無法應(yīng)用于深

2、孔加工的狀態(tài)檢測，因此也就無法對加工過程進(jìn)行有效的控制。 針對深孔加工控制過程中的難點(diǎn)，本文在全面歸納、總結(jié)國內(nèi)外深孔鉆削的基礎(chǔ)上，將模糊控制理論運(yùn)用于深孔加工控制過程中，提出了以刀具扭矩為控制量，以模糊控制為控制系統(tǒng)的控制方案。 首先、對深孔加工過程中刀具進(jìn)行了力學(xué)分析，建立了刀具力學(xué)模型。確定了以刀具扭矩為控制系統(tǒng)輸入量，同時(shí)提出了通過扭矩傳感器測量刀具扭矩的測量方案。 其次、設(shè)計(jì)出適合深孔加工過程的模糊控制

3、器。以刀具扭矩為輸入量，通過模糊控制系統(tǒng)的判斷，調(diào)節(jié)進(jìn)給電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制進(jìn)給量，使刀具扭矩穩(wěn)定在最優(yōu)的工作扭矩，從而達(dá)到保護(hù)刀具的同時(shí)提高深孔加工生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的目的。模糊控制系統(tǒng)的硬件是以單片機(jī)AT89C52為核心，以TLC1543為A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器組成。 最后、通過Matlab中的Simulink對控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，此控制系統(tǒng)能有效地穩(wěn)定刀具扭矩，控制加工過程。 本課題實(shí)現(xiàn)了對深孔加工的智能控制，提高