五軸聯(lián)動(dòng)閥門鉆床技術(shù)及電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　<一>、五軸聯(lián)動(dòng)閥門車床技術(shù)
　　面向我國工業(yè)發(fā)展的需求，多軸、多通道、插補(bǔ)、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和智能化編程、具有自監(jiān)控、維護(hù)、優(yōu)化、重組等功能的智能型數(shù)控系統(tǒng)；提供標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)平臺(tái)，允許商、不同軟硬件模塊介入，具有標(biāo)準(zhǔn)接口、模塊化、可移植性、可擴(kuò)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(dòng)閥門車床是當(dāng)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(shí)應(yīng)用的主要工具。“3+2”是五軸聯(lián)動(dòng)閥門車床的結(jié)構(gòu)模式，可以實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三軸與另外兩軸的同時(shí)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)。歐美和日本是五洲聯(lián)動(dòng)閥門車床的代表，其數(shù)控技術(shù)處于水平，由于技術(shù)封鎖和國內(nèi)缺乏工業(yè)基礎(chǔ)的原因，我國現(xiàn)在整體的數(shù)控技術(shù)水平較為落后，不過對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)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(biāo)志，閥門鉆床的加工精度是反映其性能和水平的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。誤差補(bǔ)償是提高閥門鉆床加工精度的一個(gè)主要途徑和發(fā)展趨勢(shì)，閥門鉆床空間誤差、測(cè)量是進(jìn)行誤差補(bǔ)償、提高閥門鉆床精度的前提與關(guān)鍵。
　　<二>、閥門機(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：如果說控制系統(tǒng)是閥門機(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來源于德國西門子公司，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，不過這種電源塊有其的應(yīng)用。
　　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(tái)，之后把測(cè)得的位置傳遞給控制器。
　　主軸：閥門機(jī)床的主軸由于要求較多，主軸不但精度，而且穩(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(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)問題，研究人員嘗試使用模擬量進(jìn)行控制，成效斐然。