(一)、阀门机床电气控制系统硬件设计
以硬件与软件的角度,对机床控制系统进行剖析。
上位机:在这个系统中工控机就是上位机,工作人员在人机交互界面进行操作,操作内容就是将数据输入到系统的加工流程之中,并使其进行读取,界面的人性化设计支持人工修改加工参数,这此改动将快速被处理系统识别,然后根据相关行业协议,把这部分参数数据输入运动控制器,继而实现原定的操作动作。
SIMOTION运动控制器:如果说控制系统是阀门机床的大脑,有鉴于此,SIMOTION具有良好的稳定性,整个系统也就能够平稳的运行对于研究对象所配置的SIMOTION来源于德国西门子公司,它的组成部分为PLC5300和运动控制器。在控制方面它具有PLC一贯具有的稳定性,不仅如此,其还兼具运动控制方面的灵活性。
电源模块:电源模块运用变换频率的形式,实现常用交流电向直流电的转换,之后使用一种称之为逆变器的元件,再将直流电变成工程所需的特定频率的交流电。借助电源模块SIMOTION控制系统将工业供电变成直流,再输送至各个电机模块。电源模块进行细分还有两类,其一是可调电源模块,之所以称之为可调,是因为其可以按要求将转换过的直流电控制在特定范围,并能够进行调节使其在该范围内线性变化;与之对应的是一种不可调电源块,其只可控制固定电压的直流电,不过这种电源块有其的应用领域。
电机模块:这部分实现的作用就是将六百伏的直流电,通过转换变成特定频率的三相交流电,然后将能源供给电机使用。
光栅尺:电机自身装配有编泽工具,然而这种编码器有一定的精度限制,基本上控制在十微米,不过这还是不能满足我们五微米的要求。基于此种考虑,需要使用光栅尺定位工作台,之后把测得的位置传递给控制器。
主轴:阀门机床的主轴由于要求较多,而且十分稳定,同时能够工作很长时间具有较高的寿命。它的冷却系统性能优良,循环的工质为干净的水,在装夹上使用启动夹紧道具,这种方法稳定,效果优良。
变频器:众所周知,作为主轴经常需要进行高速运转,故而要保证精密性,这就必然要使用到一种高速变频器。就功能上来看,常用的V系列变频器是可以实现的。然而,由于不能匹配串行接口,将导致信息流通不顺畅,为厂解决这个问题,研究人员尝试使用模拟量进行控制,成效斐然。
超精密阀门专用机床主要用于解决高新技术和国防关键产品的超精密加工,虽然需求量不很大,但它是一项受技术封锁的敏感技术。另一方面,超精密加工技术的深化研究,它的成果的下延将有助于需要量大的加工精度在亚微米级的高精密机床的和产业化。
(二)、阀门专用机床电气控制PLC程序研究
随着计算机技术、微电子技术的快速发展,阀门专用机床的自动化水平有了明显的提高。当前的阀门专用机床电气控制系统还有一定的优化的空间。为了好地满足市场需求,进一步提高阀门专用机床的可操控性和加工精度,推动生产工艺的转型升级、新换代,相关研究人员应从多方面考虑,采用先进的设计方法,结合电气控制理论知识,做好阀门专用机床电气控制系统的设计工作。电气控制系统的控制能力对整个阀门专用机床的加工生产有重要影响。在实际应用中,应结合不同行业的实际需求,优化设计阀门专用机床的电气控制系统,合理设计该系统的各个模块,并基于PLC程序设计实现多种控制功能,从而不断提高阀门专用机床的运行效率。
PLC程序往往被看作阀门专用机床电气控制的关键性部分,其中阀门专用机床的PLC程序可达到几十毫秒~几百毫秒的处理时间,此速度完成能够满足绝大多数信息处理的要求,但就某些对响应速度要求较高的信号而言,此处理速度亦存有某些局限性。鉴于此,该立式加工中心把PLC程序设计划分成低级程序与程序两大部分,其中从控制功能角度把低级程序划分成若干模块进行编制。