[00920419]数控环模智能修复机及其控制系统开发

课题来源与背景：随着养殖业的快速发展，饲料产业也在飞速发展，同样也带动了饲料加工机械的兴起。环模是饲料加工机械中的关键部件，用于饲料的熟化和成型，在使用过程中容易发生堵塞和喇叭口磨损现象。环模造价昂贵，对饲料厂家来说，延长环模的使用寿命、增加其生产能力是非常值得注意的一件事。环模修复可以有效提高环模使用寿命，降低生产成本。修复环模普遍采用手工操作钻床进行，工人劳动强度极大，且因重复性劳动极易疲劳，导致操作差错，使工件质量得不到保证。现在市场上也有环模修复机，但都是人工对孔，不能实现全自动，而且价格高，针对性差，对具体的企业适应性差，因此企业急需发展一个“数控环模智能修复机”。技术原理及性能指标：系统采用嵌入式微控制器及各种外围集成芯片为硬件基础，以实时多任务操作系统为支撑，采用了模块化、集成化的设计方案研制了一套具有自主知识产权，支持工业总线标准和接口，适合中、小型企业使用的嵌入式智能数控平台---环模用数控环模智能修复机。实现了智能模孔定位、电机三维运动的自动控制等功能，实现了环模的自动修复。性能指标：适用环模直径范围：Ф400～Ф850mm。环模孔直径范围：Ф1.4～Ф20mm。环模壁厚：数控环模智能修复机适用修复的环模壁厚10～50mm。环模修复机转动分度误差：控制器控制修复机钻头转动一周的精度应在＜±0.002°。钻头上下移误差：控制器控制修复机主轴上下移动的定位精度应在＜±0.005mm。模孔定位误差：控制器智能找孔的定位精度应在＜±0.05mm。技术的创造性与先进性：国内市场上还未发现环模智能修复机。国外同类产品购价高昂，国内中小企业难以接受。手动操作存在操作烦琐、速度慢、修复质量容易受人为因素影响等问题。该项目开发的智能修复机立足国内中小企业的实际，以企业的实际生产工艺为开发的依据，开发的产品具有很强的针对性，采用人性化设计，每一步骤都用汉字提示，降低了使用难度。系统采用嵌入式技术，针对专门的工艺，设计专用的软件，且融入了自己的专利技术，系统稳定可靠，在国内同类产品中处于领先水平；具备自主知识产权，已获得发明专利3项；并获得软件著作权1项。系统采用独创的分度算法、浮动探孔法等技术，保证了模孔探测的准确性和电机三维空间运动控制的平稳性；提供标准的软件接口，便于今后升级。技术的成熟程度，适用范围和安全性：该项目技术成熟，产品运行安全可靠，适用于环模喇叭口加工或修复，可逐步取代传统的手动修复，对于提高环模成品率、减少人工成本、改善工人工作条件，推动工业智能化具有积极的推动作用。应用情况及存在的问题：数控环模智能修复机已在桂林市新洲机械设备有限公司进行试用，因改系统商品化工艺仍有不足，市场化需进一步完善。