在喷雾冷却切削中基于模糊技术温度控制器的研究

摘要

基于绿色制造的理念，设计了一种能够保证金属切削质量的温度控制系统。控制系统的核心是由单片机MC68HC908GR8、红外线测温仪、键盘和数码管、比例电磁阀组建起来的单片机温度控制器。控制器和喷雾冷却切削系统相配合强化了切削区换热过程，从而降低了切削区的温度。温度控制器以自组织模糊控制理论作为设计的理论基础。在温度控制器运行期间，控制器通过键盘设定一个期望的切削区温度，然后通过红外线测温仪实时采集切削区的温度信号，并将此温度信号送入单片机，单片机计算出采集的信号与设定的温度之间的偏差、偏差变化，再按照自组织模糊控制规则得到两路输出控制信号，一路控制气体流量比例电磁阀，一路控制液体流量比例电磁阀，阀的不同开度对应不同的喷雾冷却效果，从而达到控制切削区温度的目的。这就保证了切削区温度可以保持在规定的范围内，以达到较好的切削质量。 文章通过Matlab对模糊控制规则进行设计和修正；通过Protel99se 对由Motorola公司的单片机构成的控制器硬件电路进行设计；通过Code Warrior对单片机的软件进行编程和调试。文章最终完成了整个温度控制器的理论设计。 在最后将温度控制器搭建在普通机床上,从理论上研究了各个控制器系统部件的安装结构，为今后此模糊温度控制器在实际机床上的应用奠定了基础。 本课题获得江苏省自然科学基金项目资助（项目编号：BK2006082）