1　引　言
　　气门电镦是生产气门的一种重要工艺方法，传统的电镦机生产的气门废品率很高，严重影响了工厂的经济效益，浪费了珍贵的材料和能源。为此我们对传统电镦机进行改造。
电镦机的工作原理如图1所示。

　　加热变压器的次极两端与砧子、夹紧电极及毛坯构成回路，在低电压、大电流作用下，毛坯被加热到成形温度，在镦粗缸活塞的推压下局部镦粗成形。其工艺过程可分始镦和终镦过程。
　　始镦过程　镦粗缸和砧子缸的活塞分别以速度v₁和v₂向左运动，砧子缸活塞的后退运动用于控制毛坯的初始加热、变形长度，v₁＞v₂。
　　终镦过程　在终镦过程结束时，砧子缸活塞暂停，毛坯的镦粗速度等于镦粗缸活塞的速度。
　　因此，v₁，v₂和镦粗压力p和加热电流i等参数对气门毛坯的成形质量起着决定性作用。
2　智能电镦机控制系统的设计方案
　　该系统的设计方案如下：系统分为管理监控层和设备层。管理监控层由研华工控机构成，他作为上位机，存储系统的最优参数、控制规则等，在镦粗时运用专家智能系统对系统监测与控制，设备层由plc（作为下位机）、d／a输出卡、数字量输入和输出卡、模拟量输入卡、传感器与变送器和执行机构组成。plc与pc机之间通过硬件接口进行通讯。另外，我们还对原来的系统进行了改造：在砧子缸和电镦粗缸安装位移传感器，用比例流量阀和比例压力阀分别替代原来的单向调速阀和普通压力阀，计算机系统能通过检测传感器上的信号对其位移、速度和系统压力进行连续压系统替代原来的改变变压器中间抽头的方法，使加热电流由计算机进行实时控制，并且在本系统中引入模糊控制和专家系统。
3　硬件选择
3．1　系统硬件配置
（1）上位机
　　本系统采用研华586系列高可靠工业控制机作为上位机，高分辨率17英寸液晶显示器。他主要用于存储各种系统变量、最优参数、现场检测实际气门毛坯质量数据、运行其内部的智能控制模型，获得理想的控制数据。对plc、d／a与a／d模块、各种传感变送器件和执行机构进行实时控制。整个系统的硬件结构图如图2所示。

　　a／d模块采用1块12位32通道的带光隔的采集卡，d／a模块采用2块12位4路光隔的模拟量输出模块。为了提高抗干扰能力，在硬件电路中还采用rc滤波器和软件中设计了数字滤波器。
（2）下位机
fx2n-80mr型plc作为下位机，实现顺序逻辑控制。主要用于控制镦粗缸、砧子缸、上辅助夹持缸、下辅助夹持缸、导电夹持缸和油泵的运动状况、驱动各种指示灯、与工控机进行通讯等。操作方式分3种：自动、半自动和手动。根据整个电镦生产工艺控制过程进行i／o分配。
3．2　速度、压力和加热电流的控制方法
（1）加热电流
　　加热电流是影响电镦毛坯质量的关键参数之一，我们采用了变周期过零触发电路，通过改变定周期内晶闸管导通的周波数，实现交流调压。由于电镦机由加热变压器提供加热电流i，这样，可采用调节加热变压器初级电压的方法来调节加热电流。该电路由同步变压器、变周期过零触发电路、双向晶闸管、保护电路和智能控制电路等组成。通过调节变压器的初级电压、电流的大小来间接调节加热电流，并用霍尔电流传感器作为检测器件，实现电流和温度的计算机智能控制系统。