王 磊，胡 鑫，叶云龙，吴焱明

(合肥工业大学 机械与汽车工程学院，安徽 合肥 230003)

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面的增大，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[1～2]，主轴采用普通电机，并在线监测主轴电机电流，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 和主轴动力头单元组成，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。图1为硬件结构图。

图1 硬件结构图

触摸屏实现人机界面交互，PLC 通过I/O 单元控制主轴单元的启停及伺服单元的驱动与安全限位，其中主电动机为三相异步交流电机，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[1～2]。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[3～6]。智能控制的工作原理如图2所示。

图2 智能控……