2．2 电镦系统控制流程
电镦工艺是根据朔性力学和传热学原理，利用工件本身的电阻，通过控制加载在工件上的电流和压力，使工件通电发热，当工件被加热到塑性变形温度时逐渐被镦粗成型。在嵌入式智能电镦机上，还设计有自动上下料机械手，实现电镦过程的连续自动生产。设计中，将电镦控制过程分为：上料，预热，上料复位，热镦，上料准备，热镦结束，热镦复位，下料等过程。
在这些过程中，动作之间的协调配合不但可以提高生产效率，而且还可以提高加工质量。采用嵌入式实时操作系统，可以大大优化工作过程中各动作的协调配合。μC／OS-II是一种可剥夺内核的实时多任务操作系统，具有良好的实时性能和多任务功能，结构小巧、执行效率高、占用空间小。在μC／OS-Ⅱ操作系统上，将控制流程中的一些加工步骤并行触发，使加工流程更加紧凑高效，有助于提高电镦生产效率。
2．3 核心控制电路
核心控制电路是嵌入式硬件的最小系统，存储操作系统、应用软件及提供硬件运行平台。在核心控制系统中主要是采用ARM微处理器作为主控制器，电镦机的控制软件和工艺参数文件保存在2MB的NorFlash中，控制程序在8MB的SDRAM中执行。RS232通信接口用于PC机下载程序和反馈硬件平台的调试信息。JTAG是微处理器配置的调试接口，可以使用仿真器通过JTAG接口对硬件平台进行仿真调试；同时，JTAG接口还可以实现Nor Flash程序固化功能。微处理器芯片已经提供了LCD控制器，因此不需要外接控制器，使用方便。数据总线输出压力、速度、电压等数据信号量，要经过总线驱动器保证数据的传输无误。AD输入经电平转换后直接输入到处理器上。
2．4 基于μC／OS—II的控制系统设计
嵌入式智能电镦控制系统在ARM7内核的S3C4480微处理器上移植了μC／OS-II，并开发了电镦控制系统应用程序。整个控制系统分为6个任务：上料，下料，镦粗缸，砧子缸，变压器，人机界面。各任务优先级从高到低如下分配：砧子缸8，镦粗缸12，变压器14，上料16，下料20，人机界面24。任务间通过预先创建的信号量进行任务切换。为了保证控制位移的实时采集，位移传感器信号以中断方式输入。
人机界面在移植到S3C4480的μC／GUI基础上设计。由于S3C4480有LCD控制器，所以在移植μC／GUI时，只需要移植μC／GUI驱动层9个函数。
LCD_L0_Init()； 初始化显示屏并清屏；
LCD_L0_Rinit()； 重新初始化显示屏，不清屏；
LCD_L0_Off()； 关闭LCD；
LCD_L0_On()； 开启LCD；
LCD_L0_DrawBitmap()；画位图；
LCD_L0_DrawHLine()；绘水平线；
LCD_L0_DrawVLine()；绘垂直线；
LCD_L0_FillRect()； 矩形填充框：
LCD_L0_XorPixel； 反转一个像素点：
移植完成以后，就可以直接在μC／GUI应用层上设计人机界面。通过其提供的窗口管理控件，为电镦控制系统设计了主界面、参数设置界面、调试界面等窗口。在各窗口下，根据功能设置的不同，分别创建了l～4个子窗口。重绘函数通过LCD触摸屏或者时钟信号激活，发送信号量后，由系统调度刷新LCD显示屏。人机界面简单方便，操作设计人性化。
3 电镦机控制特性分析
3．1 电镦常见缺陷
气门毛坯成型过程中，由于各方面的参数影响，会出现不同类型的废品，主要缺陷有：头部有裂纹、顶部出现折叠、成型歪斜不均匀。
当毛坯成形时棒料过热、变形量大，在附加拉应力的作用下产生轴向裂纹。折叠产生原因是始镦温度与终镦温度相差较大，金属聚集结合不好，有明显的分界线，形成台阶状的折叠。而成型歪斜是由于砧子块棒料接触电阻相差悬殊，造成两边电流不均匀，棒料过多地流向温度高的一侧，引起歪斜。
从上面分析可见，常见缺陷成因主要可以归结为：压力不稳定，电流不均匀，驱动系统有时滞性。
3．2 气液结合驱动
电镦机振动本身是复杂的非线性系统，无法获得精确的数值解，为建立电镦机的振动力学模型，在此做如下假设：
(1)将电镦机机身、工件、砧子缸看作刚性质量块；忽略电镦机连接及驱动部件之间的间隙对电镦机振动的影响。
(2)将电镦机机身及镦粗缸等效为线性弹簧。
(3)只考虑电镦机纵向方向的振动。
由工程振动理论知：振动系统受到激励发生的振动，是由有阻尼自由振动与稳态振动组成的。如图3所示为电镦机等效弹簧一质量系统简图，k为弹簧刚度，c为粘性阻尼系数，F为一阶跃激励，所谓阶跃激励就是受到常力F的突然作用，即F(t)=F。
