<一>、五軸聯(lián)動(dòng)閥門車床技術(shù)
面向我國(guó)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(kāi)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(guó)內(nèi)缺乏工業(yè)基礎(chǔ)的原因,我國(guó)現(xiàn)在整體的數(shù)控技術(shù)水平較為落后,不過(guò)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(shuō)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(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。
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(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。