{一}、閥門專用機(jī)床電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

以硬件與軟件的角度，對(duì)機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行剖析。

上位機(jī)：在這個(gè)系統(tǒng)中工控機(jī)就是上位機(jī)，工作人員在人機(jī)交互界面進(jìn)行操作，操作內(nèi)容就是將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)的加工流程之中，并使其進(jìn)行讀取，界面的人性化設(shè)計(jì)支持人工修改加工參數(shù)，這此改動(dòng)將快速被處理系統(tǒng)識(shí)別，然后根據(jù)相關(guān)行業(yè)協(xié)議，把這部分參數(shù)數(shù)據(jù)輸入運(yùn)動(dòng)控制器，繼而實(shí)現(xiàn)原定的操作動(dòng)作。

SIMOTION運(yùn)動(dòng)控制器：如果說(shuō)控制系統(tǒng)是閥門專用機(jī)床的大腦，有鑒于此，SIMOTION具有良好的穩(wěn)定性，整個(gè)系統(tǒng)也就能夠平穩(wěn)的運(yùn)行對(duì)于研究對(duì)象所配置的SIMOTION來(lái)源于德國(guó)西門子公司，它的組成部分為PLC5300和運(yùn)動(dòng)控制器。在控制方面它具有PLC一貫具有的穩(wěn)定性，不僅如此，其還兼具運(yùn)動(dòng)控制方面的靈活性。

電源模塊：電源模塊運(yùn)用變換頻率的形式，實(shí)現(xiàn)常用交流電向直流電的轉(zhuǎn)換，之后使用一種稱之為逆變器的元件，再將直流電變成工程所需的特定頻率的交流電。借助電源模塊SIMOTION控制系統(tǒng)將工業(yè)供電變成直流，再輸送至各個(gè)電機(jī)模塊。電源模塊進(jìn)行細(xì)分還有兩類，其一是可調(diào)電源模塊，之所以稱之為可調(diào)，是因?yàn)槠淇梢园匆髮⑥D(zhuǎn)換過(guò)的直流電控制在特定范圍，并能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)使其在該范圍內(nèi)線性變化；與之對(duì)應(yīng)的是一種不可調(diào)電源塊，其只可控制固定電壓的直流電，不過(guò)這種電源塊有其的應(yīng)用領(lǐng)域。

電機(jī)模塊：這部分實(shí)現(xiàn)的作用就是將六百伏的直流電，通過(guò)轉(zhuǎn)換變成特定頻率的三相交流電，然后將能源供給電機(jī)使用。

光柵尺：電機(jī)自身裝配有編澤工具，然而這種編碼器有一定的精度限制，基本上控制在十微米，不過(guò)這還是不能滿足我們五微米的要求。基于此種考慮，需要使用光柵尺定位工作臺(tái)，之后把測(cè)得的位置傳遞給控制器。

主軸：閥門專用機(jī)床的主軸由于要求較多，而且十分穩(wěn)定，同時(shí)能夠工作很長(zhǎng)時(shí)間具有較高的壽命。它的冷卻系統(tǒng)性能優(yōu)良，循環(huán)的工質(zhì)為干凈的水，在裝夾上使用啟動(dòng)夾緊道具，這種方法穩(wěn)定，效果優(yōu)良。

變頻器：眾所周知，作為主軸經(jīng)常需要進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)，故而要保證精密性，這就必然要使用到一種高速變頻器。就功能上來(lái)看，常用的V系列變頻器是可以實(shí)現(xiàn)的。然而，由于不能匹配串行接口，將導(dǎo)致信息流通不順暢，為廠解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員嘗試使用模擬量進(jìn)行控制，成效斐然。

閥門鉆床在組裝、控制及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到熱變形、摩擦、振動(dòng)和慣性等各種不利因素的影響，加上移動(dòng)軸與偏擺軸運(yùn)動(dòng)藕合，使閥門鉆床精度嚴(yán)重衰減，對(duì)零件的精密加工造成了極大影響。

{二}、閥門機(jī)床電氣控制的方式選擇

CPU是可編程邏輯控制器(PLC)的核心內(nèi)容，PLC的主要性能就是對(duì)系統(tǒng)的綜合控制力、依據(jù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各部分的通信能力和計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的可編程能力的自動(dòng)控制器。PLC具有很廣泛的通用性和對(duì)電氣控制設(shè)備所需要的高度可靠性和抗干擾能力。PLC的工作方式是對(duì)系統(tǒng)程序的循環(huán)掃描，它通過(guò)對(duì)樣本的采集輸入，對(duì)程序進(jìn)行分析，較后按照程序輸出一系列控制指令，所以，機(jī)床的輔助電氣的主要控制系統(tǒng)是PLC。決定閥門機(jī)床系統(tǒng)成敗的因素就是閥門機(jī)床電氣控制的方式，想要在加工上使機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和加工產(chǎn)品精度達(dá)到高的層次，就要關(guān)注電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。

所以，閥門機(jī)床的性能可以決定產(chǎn)品的精度和速度。對(duì)加工零件的條件進(jìn)行分析，對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行了解，根據(jù)其特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行程序上的編輯，對(duì)于X軸與Y軸的確定采用的是對(duì)PLC控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)部分、光柵尺等進(jìn)行封閉式的控制方式。這種處理方式，使PLC的文件處理能力、人機(jī)交互能力及對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力得到正常的發(fā)揮。運(yùn)動(dòng)控制器的優(yōu)點(diǎn)就是穩(wěn)定性與高速性，光柵尺的作用就是對(duì)程序提供作用點(diǎn)的信息。同時(shí)，可以通過(guò)接入傳感器的方式提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)控制卡的實(shí)用性小，在使用上只能接入不多的幾根軸，而運(yùn)動(dòng)控制器使用不僅能使接入軸的數(shù)目增加，還可以在以后的系統(tǒng)升級(jí)中帶來(lái)便利。運(yùn)動(dòng)控制器還有個(gè)大的優(yōu)點(diǎn)，就是可以執(zhí)行自動(dòng)編輯的功能。