{一}、閥門專用機床電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

以硬件與軟件的角度，對機床控制系統(tǒng)進(jìn)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(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)計支持人工修改加工參數(shù)，這此改動將快速被處理系統(tǒng)識別，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)是閥門專用機床的大腦，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(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(jìn)行調(diào)節(jié)使其在該范圍內(nèi)線性變化；與之對應(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)用領(lǐng)域。

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，然而這種編碼器有一定的精度限制，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：閥門專用機床的主軸由于要求較多，而且十分穩(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(jìn)行高速運轉(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(dǎo)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(jìn)行控制，成效斐然。

閥門鉆床在組裝、控制及運動過程中受到熱變形、摩擦、振動和慣性等各種不利因素的影響，加上移動軸與偏擺軸運動藕合，使閥門鉆床精度嚴(yán)重衰減，對零件的精密加工造成了極大影響。

{二}、閥門機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的主要性能就是對系統(tǒng)的綜合控制力、依據(jù)網(wǎng)絡(luò)對各部分的通信能力和計算機技術(shù)所具有的可編程能力的自動控制器。PLC具有很廣泛的通用性和對電氣控制設(shè)備所需要的高度可靠性和抗干擾能力。PLC的工作方式是對系統(tǒng)程序的循環(huán)掃描，它通過對樣本的采集輸入，對程序進(jìn)行分析，較后按照程序輸出一系列控制指令，所以，機床的輔助電氣的主要控制系統(tǒng)是PLC。決定閥門機床系統(tǒng)成敗的因素就是閥門機床電氣控制的方式，想要在加工上使機床的運轉(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，閥門機床的性能可以決定產(chǎn)品的精度和速度。對加工零件的條件進(jìn)行分析，對系統(tǒng)的功能進(jìn)行了解，根據(jù)其特點對其進(jìn)行程序上的編輯，對于X軸與Y軸的確定采用的是對PLC控制系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、電機部分、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、人機交互能力及對數(shù)據(jù)的處理能力得到正常的發(fā)揮。運動控制器的優(yōu)點就是穩(wěn)定性與高速性，光柵尺的作用就是對程序提供作用點的信息。同時，可以通過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)控制卡的實用性小，在使用上只能接入不多的幾根軸，而運動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)升級中帶來便利。運動控制器還有個大的優(yōu)點，就是可以執(zhí)行自動編輯的功能。