五軸聯(lián)動閥門鉆床技術及電氣控制系統(tǒng)硬件設計

　　<一>、五軸聯(lián)動閥門車床技術
　　面向我國工業(yè)發(fā)展的需求，多軸、多通道、插補、動態(tài)補償和智能化編程、具有自監(jiān)控、維護、優(yōu)化、重組等功能的智能型數(shù)控系統(tǒng)；提供標準化基礎平臺，允許商、不同軟硬件模塊介入，具有標準接口、模塊化、可移植性、可擴展性及可互換性等功能的開放型數(shù)控系統(tǒng)。五軸聯(lián)動閥門車床是當前閥門車床的主要類型，也是航天航空等諸多重工業(yè)加工儀器時應用的主要工具。“3+2”是五軸聯(lián)動閥門車床的結(jié)構(gòu)模式，可以實現(xiàn)X、Y、Z三軸與另外兩軸的同時運動和回轉(zhuǎn)。歐美和日本是五洲聯(lián)動閥門車床的代表，其數(shù)控技術處于水平，由于技術封鎖和國內(nèi)缺乏工業(yè)基礎的原因，我國現(xiàn)在整體的數(shù)控技術水平較為落后，不過對五軸聯(lián)動閥門車床的研究腳步停止。
　　閥門鉆床是衡量制造裝配業(yè)水平的重要標志，閥門鉆床的加工精度是反映其性能和水平的一個關鍵指標。誤差補償是提高閥門鉆床加工精度的一個主要途徑和發(fā)展趨勢，閥門鉆床空間誤差、測量是進行誤差補償、提高閥門鉆床精度的前提與關鍵。
　　<二>、閥門機床電氣控制系統(tǒng)硬件設計
　　以硬件與軟件的角度，對機床控制系統(tǒng)進行剖析。
　　上位機：在這個系統(tǒng)中工控機就是上位機，工作人員在人機交互界面進行操作，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，并使其進行讀取，界面的人性化設計支持人工修改加工參數(shù)，這此改動將被處理系統(tǒng)識別，然后根據(jù)相關行業(yè)協(xié)議，把這部分參數(shù)數(shù)據(jù)輸入運動控制器，繼而實現(xiàn)原定的操作動作。
　　SIMOTION運動控制器：如果說控制系統(tǒng)是閥門機床的大腦，有鑒于此，SIMOTION具有良好的穩(wěn)定性，整個系統(tǒng)也就能夠平穩(wěn)的運行對于研究對象所配置的SIMOTION來源于德國西門子公司，它的組成部分為PLC5300和運動控制器。在控制方面它具有PLC一貫具有的穩(wěn)定性，不僅如此，其還兼具運動控制方面的靈活性。
　　電源模塊：電源模塊運用變換頻率的形式，實現(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，再輸送至各個電機模塊。電源模塊進行細分還有兩類，其一是可調(diào)電源模塊，之所以稱之為可調(diào)，是因為其可以按要求將轉(zhuǎn)換過的直流電控制在特定范圍，并能夠進行調(diào)節(jié)使其在該范圍內(nèi)線性變化；與之對應的是一種不可調(diào)電源塊，其只可控制固定電壓的直流電，不過這種電源塊有其的應用。
　　電機模塊：這部分實現(xiàn)的作用就是將六百伏的直流電，通過轉(zhuǎn)換變成特定頻率的三相交流電，然后將能源供給電機使用。
　　光柵尺：電機自身裝配有編澤工具，然而這種編碼器有的精度限制，基本上控制在十微米，不過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，之后把測得的位置傳遞給控制器。
　　主軸：閥門機床的主軸由于要求較多，主軸不但精度，而且穩(wěn)定，同時能夠工作很長時間具有較高的壽命。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)常需要進行高速運轉(zhuǎn)，故而要性，這就必然要使用到一種高速變頻器。就功能上來看，常用的V系列變頻器是可以實現(xiàn)的。然而，由于不能匹配串行接口，將導致信息流通不順暢，為廠解決這個問題，研究人員嘗試使用模擬量進行控制，成效斐然。