專利名稱：高精度針閥體噴孔研磨加工的控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種高精度針閥體噴孔研磨加工的控制系統及方法。本系統及方法還可廣泛應用于各種類型高精度實時加工控制領域。
背景技術：
柴油機的發動機是柴油機的核心部件，發動機的性能與眾多因素有關。其中各缸之間的噴油嘴流量一致性，也即流量偏差的大小對發動機總體性能的影響非常大。如果流量偏差較大，則發動機各缸之間的扭矩將增大，輸出功率降低，發動機振動大，噪音大，且燃燒不充分，排放煙度大。隨著汽車排放標準的不斷提高，對柴油機噴油嘴的流量偏差要求越來越嚴格。噴油嘴由針閥體和針閥組成，針閥體尖端的噴孔數目為1-8個，甚至更多，孔徑0.15-1.0mm。針閥體噴孔流量偏差低，則噴油嘴的流量一致性高。德國B0SCH，日本東洋電裝等行業內領先企業一般通過擠壓研磨方式提高針閥體噴孔流量的一致性，最終針閥體流量偏差可達±2%，在理想的情況下，最高可達±1%。國內由于設備所限，流量偏差長期處于較差的水平，目前無法生產達到歐III排放標準的柴油機。我國在2008年頒布的標準《柴油機噴油器總成技術條件》中的第3.9.2中規定“噴油器的最大和最小流量 值對被測噴油器的流量算術平均值的偏差率應不大于±3%，否則應進行流量分組。”在第3.9.3中規定“同一流量分組中的噴油器最大和最小流量值對改組標定值的流量偏差率應不大于±2%”。目前國內各生產廠家加工針閥體噴孔時尚使用“流量分檢——加工——流量檢測——加工—— 流量檢測……”的方法進行加工，耗費大量人力物力，而且流量偏差依然很大，所以不得不進行流量分組，幾乎所有的出廠產品都是分組后裝配到柴油機上的。
目前，能夠進行針閥體噴孔研磨，降低噴油嘴流量偏差的設備很少。主要有以下幾家公司生產的設備:1.美國的Dynetics Corporation所研制的小孔研磨設備,采用工控機控制系統,通過液壓缸活塞位置換算得到針閥體噴孔流量。詳見US5807163。
2.美國Extrude Hone公司所研制的擠壓研磨設備，同樣采用工控機控制系統,提供一種通過壓力換算來實現流量控制的方法，隨著孔的擴大，壓力下將，當壓力降低至一定水平，認為噴孔流量達到預設值。詳見專利US5054247。
3.德國Sonplas公司所研制擠壓研磨設備,提供一種與Extrude Hone公司的壓力換算相同的方法來進行控制針閥體噴孔研磨加工。詳見Sonplas公司的各種擠壓研磨設備的產品說明書。
以上提及的美國的Dynetics Corporation、美國Extrude Hone公司和德國 Sonplas公司幾家著名公司之所以采用間接方法獲取流量，主要原因是具有高排放標準的柴油機針閥體噴孔的孔徑非常小，一般在0.1-0.25mm范圍內，流量非常小，研磨過程中流量一般小于1000 ml/min,流量較小,難以測量,且在針閥體研磨過程中，流量在持續動態地變化，測量實時流量更加不易。目前，對于通過采集脈沖信號來測量流量的算法，通用算法有兩種，(I)在被測流量單個脈沖信號的周期時間內，累積標準流量脈沖信號的數量M1，則被測流量Q=Ml*Qs，其中Qs為標準流量信號的單個脈沖所代表的流量。(2)在單個標準流量的脈沖周期時間內，累積被測流量的脈沖數M2，則被測流量Q=M2*K，其中K為特定系統的流量系數，系統不同則K不同。方法(I)適用于流量較小的系統中，方法(2)適用于流量較大的系統中。本發明的控制系統中，流量較小，方法(2)不太適用，加工過程中，流量不斷變化，方法(I)對于流量不斷變化的研磨控制系統，所得流量值不斷變化，且每一個值受到的干擾都較多，數據不易穩定，故其在一段時間內的均值意義不大。另有結合方法(I) (2)的改進算法，一般為固定M3個被測流量的脈沖周期作為流量處理時間，在該時間內，累積標準流量脈沖信號數量M4，則被測流量Q=M4/M3*Qs。對于本系統，流量不斷變化，則M3個被測流量的脈沖周期時間也不斷變化，其表現為計算流量的時間間隔不斷變化，且無法預測和控制。因此，需要一種適用于擠壓研磨系統的小流量實時算法。發明內容
本發明目的在于，針對已有技術的缺陷，提供一種高精度針閥體噴孔研磨設備的控制系統及方法，通過嵌入式控制系統接收流量計發出的脈沖信號，基于強實時性操作系統，進行瞬時流量的實時計算，并藉此來控制系統動作，從而保證針閥體噴孔的研磨精度， 降低針閥體噴孔的流量散差，提高噴油嘴流量的一致性。
為達上述目的，本發明的主要思路為:1.以ARM嵌入式控制器為數據和信息處理的核心，將加工設備組的各個加工設備、鍵盤和控制按鍵面板、溫度傳感器和壓力傳感器通過擴展I/O接口和A/D轉換接口接入嵌入式控制器，IXD顯示器通過IXD控制器連接到嵌入式控制器上，嵌入式控制器通過擴展I/O 口將控制信號連接到被控設備組上的各個設備。加工過程中，嵌入式控制器通過流量計、壓力傳感器和溫度傳感器實時獲取系統加工的流量值，壓力和溫度值，從而通過對連接在擴展I/O 口上的設備進行控制，通過IXD顯示器進行信息輸入和輸出的人機交互。
2.由于計算時數值存取的精確性和實時性要求，采用復雜指令結構CISC的硬件系統和windows或Linux非實時性軟件操作系統難以滿足加工要求。本發明采用基于精簡指令結構RISC的嵌入式ARM控制器與強實時性嵌入式操作系統ReWorks的相結合的基本環境，通過對操作系統配置、裁剪，使其正好能滿足加工系統的功能需求，提高加工系統響應的實時性，從而保證了加工結果的精確性和穩定性。
3.加工過程的流量處理子程序，固定流量計算的間隔時間T，在該間隔時間T內， 采集被測流量脈沖的數量M，去掉間隔時間T起始階段非完整脈沖所用時間11，以及間隔時間T結束階段非完整脈沖所用時間t2，通過公式Q= (M/ (T-tl-t2))/K來計算實時流量，其中K為制定系統的流量系數。該算法的特點在于被測流量脈沖數量不斷變化，但流量計算和顯示時間固定為T ;采集和處理每一個流量脈沖，保證流量脈沖采集的完整性；計算是去掉間隔時間T頭尾的非完整脈沖所用時間，將計算公式的誤差集中在時間項(T-tl-t2)中， 而該項由控制系統的晶振頻率和倍頻關系決定。由于現在的晶振頻率完全W足中低頻脈沖的計算需求，該算法可以很容易即將實時流量的精度保證在千分之一以下。滿足本系統需求。
根據上述思路，本發明釆用如下技術方案:一種高精度針閥體噴孔研磨加工的`控制系統，包括一個嵌入式控制器、一塊鍵盤和控制按鍵面板、一個IXD顯示器、一個IXD控制器、三個擴展I/O接口模塊、一個I/O接口模塊、一個SDRAM、一個NAND FLASH、兩個A/D轉換接口、一個溫度傳感器和一個壓力傳感器、 一個位置傳感器、一個加工截止閥、一個相關加工設備組和一個流量計，其特征在于:所述的嵌入式控制器與SDRAM、NAND FLASH相連組成控制系統的核心模塊，提供控制系統軟件運行的基礎環境；嵌入式控制器通過第一擴展I/O接口模塊與鍵盤和控制按鍵面板相連，接收從鍵盤和控制按鍵發出的指令；嵌入式控制器通過I/O接口模塊與研磨流道中的流量計相連，采集實時流量信號；嵌入式控制器通過第一 A/D轉換接口與研磨流道出口處的溫度傳感器相連，通過第二 A/D轉換接口與研磨流道出口處的壓力傳感器相連，獲取系統的溫度和壓力狀態信號；嵌入式控制器通過第二擴展I/O接口模塊與位置傳感器相連，接收設備裝夾位置信號；嵌入式控制器通過第三擴展I/O接口模塊與加工截止閥和相關加工設備組相連，向加工截止閥和相關加工設備組發出運行控制指令；嵌入式控制器通過LCD控制器與LCD顯示器相連，對加工參數進行設置和顯示加工狀態及結果。
所述的嵌入式控制器，其特征在于:采用基于精簡指令結構RISC的嵌入式ARM控制器與強實時性嵌入式操作系統ReWorks的相結合的基本環境，通過對操作系統配置、裁剪，使其正好能滿足加工系統的功能需求，提高加工系統響應的實時性。
所述的I/O接口模塊，包括一個高速光耦，其特征在于:所述的高速光耦的輸入端與流量計相連接，并與輸入端電源相連，高速光耦的輸出端與嵌入式控制器的I/o接口相連，并與輸出端電源相連。
所述的第一、第二擴展I/O接口模塊，包括一塊I2C擴展芯片，一塊電磁隔離芯片和防抖電路，其特征在于:所述的防抖電路與鍵盤和控制按鍵面板或位置傳感器相連，接收輸入信號，防抖電路的輸出與電磁隔離芯片的輸入相連，電磁隔離芯片的輸入端還與輸入端電源相連，電磁隔離芯片的輸出端與I2C擴展芯片相連，電磁隔離芯片的輸出端還與輸出端電源相連，I2C擴展芯片的輸出端與嵌入式控制器的I/O接口相連。
所述的第三擴展I/O接口模塊，包括一塊I2C擴展芯片和一塊電磁隔離芯片，其特征在于:所述的I2C擴展芯片的輸入端與嵌入式控制器的I/O接口相連，I2C擴展芯片的輸出端與電磁隔離芯片的輸入端相連，電磁隔離芯片的輸入端還與輸入端電源相連，電磁隔離芯片的輸出端與相關加工設備組和加工截止閥相連，電磁隔離芯片的輸出端還與輸出端電源相連。
一種應用于所述的控制系統的高精度針閥體噴孔研磨加工的控制方法，包括邏輯控制主程序和流量處理子程序，其中，邏輯控制主程序存儲在嵌入式控制器上，其特征在于:首先初始化嵌入式控制器I/o 口和通訊端口，以保證系統的中斷能正常觸發，與LCD顯示器之間能正常進行人機交互；然后在LCD顯示器上設定或選定加工參數，包括工件型號、 溫度值、壓力值以及加工流量目標值；當檢測到系統滿足加工條件，同時通過位置傳感器檢測到工件已經裝夾完畢，系統打開加工截止閥，開始自動加工；加工過程中，控制系統通過流量計不斷采集系統的實時流量，使用流量處理子程序測量流量；當滿足停機條件時，系統關閉加工截止閥，加工停止；根據停機時系統狀態、實時流量值和加工流量目標值，對加工結果作出預判，顯示在IXD顯示器上。
所述的控制方法中·的流量處理子程序，存儲在嵌入式控制器上，其特征在于具體實現步驟如下:1)響應流量脈沖流量計通過高速光耦連接至嵌入式控制器，每當有流量脈沖進入，上述邏輯控制主程序進入中斷處理函數；2)中斷處理(1)流量脈沖數+1；(2)讀取當前時間值，以用于計算；(3)如果此時的流量脈沖為該時間段的第一個脈沖，則將當前時間記為第一個不完整脈沖所用時間tl，記錄tl，否則跳到下一步；(4)如果當前時間值與設定的流量計算的間隔時間T相等，則將前一次記錄時間t3作為最后一個脈沖時間，令t2=T-t3，記錄t2，否則跳到第(6)步；(5)按照公式Q=(M/(T-tl-t2) ) /K計算實時流量，其中K為制定系統的流量系數；(6)中斷程序結束，退出中斷。
所述流量脈沖采集和處理子程序中，T為固定值，因流量脈沖為連續采集，時間T 的起始位置會發生在流量脈沖的任何位置，所以tl，t2和M值均為實時測量所得，隨流量變化而變化。
本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點:I)本發明采用基于精簡指令結構RISC的嵌入式ARM控制器與強實時性嵌入式操作系統ReWorks的相結合的基本環境，裁剪和配置非常簡便，開發方便。因其強實時性特點，故確保了采集的數據的準確性及計算和加工控制的實時性。
2)采用這種高精度針閥體噴孔研磨加工的控制方法加工針閥體噴孔，具有在線加工和測量的功能，使其針閥體流量一致性極大提高，可達±1%，甚至可達±0.5%。達到國際先進水平。
3)因為具有實時監測流量的功能，所以可以一次達到期望流量，摒棄目前因盲目或憑經驗加工而不得不在加工后進行流量分組的落后工藝，大大提高產品的合格率，節約企業成本。而且本發明對被加工件的前期工藝還具有一定的檢驗功能，能及時糾正前期工藝的紕漏。對提高柴油機行業及相關行業制造水平具有重要意義。


圖1為本發明控制系統原理結構框圖；圖2為本發明一種控制單元的具體實施例結構框圖；圖3為本發明的一種I/O接口模塊和擴展I/O接口模塊具體實施例結構框圖；圖4為本發明控制方法的邏輯控制主程序流程框圖；圖5為本發明流量計算時的動態可調多脈沖周期方法流程框圖。
具體實施方式
下面結合附 圖對與本發明優選實施例進行詳細說明。
實施例一:如圖1所示，本發明的高精度針閥體噴孔研磨加工的控制系統，包含一個嵌入式控制器1、一塊鍵盤和控制按鍵面板2、一個IXD顯示器3、一個IXD控制器4、三個擴展I/O接口模塊5、6和12、一個I/O接口模塊11、一個SDRAM 7、一個NAND FLASH 8、兩個A/D轉換接口 9和10、一個溫度傳感器13和一個壓力傳感器14、一個位置傳感器15、一個加工截止閥 16、一個相關加工設備組17和一個流量計18，其特征在于:所述的嵌入式控制器I與SDRAM7、NAND FLASH 8相連組成控制系統的核心模塊，提供控制系統軟件運行的基礎環境；嵌入式控制器I通過第一擴展I/O接口模塊12與鍵盤和控制按鍵面板2相連，接收從鍵盤和控制按鍵發出的指令；嵌入式控制器I通過I/O接口模塊11與研磨流道中的流量計18相連， 采集實時流量信號；嵌入式控制器通過第一A/D轉換接口 10與研磨流道出口處的溫度傳感器相連，通過第二 A/D轉換接口 9與研磨流道出口處的壓力傳感器14相連，獲取系統的溫度和壓力狀態信號；嵌入式控制器I通過第二擴展I/O接口模塊6與位置傳感器相連，接收設備裝夾位置信號；嵌入式控制器I通過第三擴展I/O接口模塊5與加工截止閥16和相關加工設備組17相連，向加工截止閥16和相關加工設備組17發出運行控制指令；嵌入式控制器I通過IXD控制器4與IXD顯示器3相連，對加工參數進行設置和顯示加工狀態及結果O
實施例二:如圖2所示，本發明的控制系統的一種控制單元，其中嵌入式控制器選用三星公司的 ARMll系列的嵌入式處理芯片S3C6410，NAND FLASH為三星公司的K9F1208，SDRAM為Hynix Semiconductor公司的HY57V561620，NAND FLASH K9F1208中存儲著系統運行的固件程序， 包括BootLoader啟動程序、Refforks強實時性操作系統程序、初始化程序和控制系統工作程序。上電后，NAND FLASH K9F1208中的固件程序裝入SDRAM HY57V561620中實現運行， 初始化結束后，系統進入控制系統工作程序，S3C6410通過NEC公司高速光耦接收從流量計發出的隔離后的流量脈沖信號，接收溫度傳感器和壓力傳感器所發出的溫度和壓力的模擬信號，并接收位置傳感器的位置信號；S3C6410通過開關防抖電路和ADI公司的第一電磁隔離芯片ADuM6400接收操作者通過設備按鍵和設備鍵盤選擇的工作方式和輸入的加工參數以及加工開始命令，控制系統根據接收到的加工開始命令和流量計脈沖信號發出設備控制信號，該信號經第二電磁隔離芯片ADUM6400后到達加工設備組和加工截止閥，控制系統的加工狀態均通過S3C6410內置的IXD控制器在分辨率為640X480的TFT型的IXD顯示器上進行顯示，并通過LCD顯示器和鍵盤進行參數設置。
實施例三:本發明的控制系統的I/o接口模塊和擴展I/O接口模塊。
如圖3 (I)所示，實施例一中所述的I/O接口模塊11，包括一個高速光耦19，其特征在于:所述的高速光耦19的輸入端與流量計18相連接，并與輸入端電源相連，高速光耦 19的輸出端與嵌入式控制器I的I/O接口相連，并與輸出端電源相連。
如圖3 (3)所示，實施例一中所述的第一擴展I/O接口模塊6、第二擴展I/O接口模塊12，包括一塊I2C擴展芯片22，一塊電磁隔離芯片23和防抖電路24，其特征在于:所述的防抖電路24與鍵盤和控制按鍵面板4或位置傳感器15相連，接收輸入信號，防抖電路 24的輸出與電磁隔離芯片23的輸入相連，電磁隔離芯片23的輸入端還與輸入端電源相連， 電磁隔離芯片23的輸出端與I2C擴展芯片22相連，電磁隔離芯片23的輸出端還與輸出端電源相連 ，I2C擴展芯片22的輸出端與嵌入式控制器I的I/O接口相連。
如圖3 (2)所示，實施例一中所述的第三擴展I/O接口模塊5，包括一塊I2C擴展芯片20和一塊電磁隔離芯片21，其特征在于:所述的I2C擴展芯片20的輸入端與嵌入式控制器I的I/O接口相連，I2C擴展芯片20的輸出端與電磁隔離芯片21的輸入端相連，電磁隔離芯片21的輸入端還與輸入端電源相連，電磁隔離芯片21的輸出端與相關加工設備組和加工截止閥16相連，電磁隔離芯片21的輸出端還與輸出端電源相連。
實施例四:一種應用于本發明控制系統的的高精度針閥體噴孔研磨加工的控制方法，包括邏輯控制主程序和流量處理子程序，如圖4所示，本控制方法的邏輯控制主程序存儲在嵌入式控制器I上，其特征在于:首先初始化嵌入式控制器I/O 口和通訊端口，以保證系統的中斷能正常觸發，與IXD顯示器3 之間能正常進行人機交互；然后在LCD顯示器3上設定或選定加工參數，包括工件型號、溫度值、壓力值以及加工流量目標值；當檢測到系統滿足加工條件，同時通過位置傳感器15 檢測到工件已經裝夾完畢，系統打開加工截止閥16，開始自動加工；加工過程中，控制系統通過流量計18不斷采集系統的實時流量，使用流量處理子程序測量流量；當滿足停機條件時，系統關閉加工截止閥16，加工停止；根據停機時系統狀態、實時流量值和加工流量目標值，對加工結果作出預判，顯示在IXD顯示器3上。
實施例五:如圖5所示，實施例四中所述的控制方法中的流量處理子程序存儲在嵌入式控制器上，(I)為流量脈沖采集時序簡圖，(2)為流量處理子程序具體實現步驟。其特征在于具體實現步驟如下:1)響應流量脈沖流量計18通過高速光耦19連接至嵌入式控制器，每當有流量脈沖進入，上述邏輯控制主程序進入中斷處理函數；2)中斷處理(1)流量脈沖數+1；(2)讀取當前時間值，以用于計算；(3)如果此時的流量脈沖為該時間段的第一個脈沖，則將當前時間記為第一個不完整脈沖所用時間tl，記錄tl，否則跳到下一步；(4)如果當前時間值與設定的流量計算的間隔時間T相等，則將前一次記錄時間t3作為最后一個脈沖時間，令t2=T-t3，記錄t2，否則跳到第(6)步； (5)按照公式Q=(M/(T-tl-t2) ) /K計算實時流量，其中K為制定系統的流量系數；(6)中斷程序結束，退出中斷。
上述流量脈沖采集和處理子程序中，T為固定值，因流量脈沖為連續采集，時間T 的起始位置會發生在流量脈沖的任何位置，所以tl，t2和M值均為實時測量所得，隨流量變化而變化。
權利要求
1.一種高精度針閥體噴孔研磨加工的控制系統，包含一個嵌入式控制器(I)、一塊鍵盤和控制按鍵面板(2)、一個IXD顯示器(3)、一個IXD控制器(4)、三個擴展I/O接口模塊 (5、6 和 12)、一個 I/O 接口模塊(11)、一個 SDRAM (7)、一個 NAND FLASH (8)、兩個 A/D 轉換接口(9和10)、一個溫度傳感器(13)和一個壓力傳感器(14)、一個位置傳感器(15)、一個加工截止閥(16)、一個相關加工設備組(17)和一個流量計(18)，其特征在于所述的嵌入式控制器(I)與SDRAM (7), NAND FLASH⑶相連組成控制系統的核心模塊，提供控制系統軟件運行的基礎環境；嵌入式控制器(I)存儲有本系統控制方法的邏輯控制主程序和流量處理子程序；嵌入式控制器(I)通過第一擴展I/O接口模塊(12)與鍵盤和控制按鍵面板 ⑵相連，接收從鍵盤和控制按鍵發出的指令；嵌入式控制器⑴通過I/O接口模塊(11)與研磨流道中的流量計(18)相連，采集實時流量信號；嵌入式控制器通過第一 A/D轉換接口(10)與研磨流道出口處的溫度傳感器相連，通過第二 A/D轉換接口(9)與研磨流道出口處的壓力傳感器(14)相連，獲取系統的溫度和壓力狀態信號；嵌入式控制器(I)通過第二擴展I/O接口模塊(6)與位置傳感器相連，接收設備裝夾位置信號；嵌入式控制器(I)通過第三擴展I/O接口模塊(5)與加工截止閥(16)和相關加工設備組(17)相連，向加工截止閥(16)和相關加工設備組(17)發出運行控制指令；嵌入式控制器⑴通過LCD控制器(4)與 IXD顯示器(3)相連，對加工參數進行設置和顯示加工狀態及結果。
2.根據權利要求I所述的控制系統，其特征在于嵌入式控制器采用基于精簡指令結構RISC的嵌入式ARM控制器與強實時性嵌入式操作系統ReWorks的相結合的基本環境，通過對操作系統配置、裁剪，使其正好能滿足加工系統的功能需求，提高加工系統響應的實時性。
3.根據權利要求I所述的控制系統，其中I/O接口模塊(11)包括一個高速光耦(19)， 其特征在于所述的高速光耦(19)的輸入端與流量計(18)相連接，并與輸入端電源相連， 高速光耦(19)的輸出端與嵌入式控制器(I)的I/O接口相連，并與輸出端電源相連。
4.根據權利要求I所述的控制系統，其中，第一擴展I/O接口模塊(6)、第二擴展I/O接口模塊(12)，各自包括一塊I2C擴展芯片(22)，一塊電磁隔離芯片(23)和防抖電路(24)， 其特征在于所述的防抖電路(24)與鍵盤和控制按鍵面板⑷或位置傳感器(15)相連， 接收輸入信號，防抖電路(24)的輸出與電磁隔尚芯片(23)的輸入相連，電磁隔尚芯片(23) 的輸入端還與輸入端電源相連，電磁隔離芯片(23)的輸出端與I2C擴展芯片(22)相連，電磁隔離芯片(23)的輸出端還與輸出端電源相連，I2C擴展芯片(22)的輸出端與嵌入式控制器⑴的I/O接口相連。
5.根據權利要求I所述的控制系統，其中，第三擴展I/O接口模塊(5)，包括一塊I2C 擴展芯片(20)和一塊電磁隔離芯片(21)，其特征在于所述的I2C擴展芯片(20)的輸入端與嵌入式控制器(I)的I/O接口相連，I2C擴展芯片(20)的輸出端與電磁隔離芯片(21) 的輸入端相連，電磁隔離芯片(21)的輸入端還與輸入端電源相連，電磁隔離芯片(21)的輸出端與相關加工設備組和加工截止閥(16)相連，電磁隔離芯片(21)的輸出端還與輸出端電源相連。
6.一種應用于權利要求I的控制系統的高精度針閥體噴孔研磨加工的控制方法，包括邏輯控制主程序和流量處理子程序，其中，邏輯控制主程序存儲在嵌入式控制器(I)上，其特征在于首先初始化嵌入式控制器I/o 口和通訊端口，以保證系統的中斷能正常觸發，與IXD顯示器(3)之間能正常進行人機交互；然后在IXD顯示器(3)上設定或選定加工參數， 包括工件型號、溫度值、壓力值以及加工流量目標值；當檢測到系統滿足加工條件，同時通過位置傳感器(15)檢測到工件已經裝夾完畢，系統打開加工截止閥(16)，開始自動加工； 加工過程中，控制系統通過流量計(18)不斷采集系統的實時流量，使用流量處理子程序測量流量；當滿足停機條件時，系統關閉加工截止閥(16)，加工停止；根據停機時系統狀態、 實時流量值和加工流量目標值，對加工結果作出預判，顯示在IXD顯示器(3)上。
7.根據權利要求6所述的控制方法，其中，流量處理子程序存儲在嵌入式控制器上，其特征在于具體實現步驟如下響應流量脈沖流量計通過高速光耦連接至嵌入式控制器，每當有流量脈沖進入，上述邏輯控制主程序進入中斷處理函數；中斷處理流量脈沖數+1 ;讀取當前時間值，以用于計算；如果此時的流量脈沖為該時間段的第一個脈沖，則將當前時間記為第一個不完整脈沖所用時間tl，記錄tl，否則跳到下一步；如果當前時間值與設定的流量計算的間隔時間T相等，則將前一次記錄時間t3作為最后一個脈沖時間，令t2=T-t3,記錄t2,否則跳到第(6)步；按照公式Q= (M/(T-tl-t2) ) /K計算實時流量，其中K為制定系統的流量系數；中斷程序結束,退出中斷；所述的流量脈沖采集和處理子程序中，T為固定值，因流量脈沖為連續采集，時間T的起始位置會發生在流量脈沖的任何位置，所以tl，t2和M值均為實時測量所得，隨流量變化而變化。
全文摘要
本發明涉及一種高精度針閥體噴孔研磨加工的控制系統和控制方法。本控制系統包含一個嵌入式控制器、一塊鍵盤和控制按鍵面板、一個LCD顯示器、一個LCD控制器、三個擴展I/O接口模塊、一個I/O接口模塊、一個SDRAM、一個NANDFLASH、兩個A/D轉換接口、一個溫度傳感器和一個壓力傳感器、一個位置傳感器、一個加工截止閥、一個相關加工設備組和一個流量計。采用基于精簡指令結構RISC的嵌入式ARM控制器與強實時性嵌入式操作系統ReWorks的相結合的基本環境。采用存儲于嵌入式控制器上的邏輯控制主程序和流量處理子程序來實現加工控制方法。理想情況下，經加工后的針閥體噴孔的流量一致性可達±0.5%，達到國際先進水平。本發明還適用于其他高精度實時加工的控制領域。
文檔編號B24B37/005GK103252706SQ20131001323
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者蔡紅霞, 柏余杰, 王文斌, 俞濤, 徐翀 申請人:上海大學, 深圳職業技術學院, 上海煜工機電科技有限公司