一、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,操作內容就是將數據輸入到系統(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,這此改動將被處理系統(tǒng)識別,然后根據相關行業(yè)協(xié)議,把這部分參數數據輸入運動控制器,繼而實現原定的操作動作。
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,實現常用交流電向直流電的轉換,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,其一是可調電源模塊,之所以稱之為可調,是因為其可以按要求將轉換過的直流電控制在特定范圍,并能夠進行調節(jié)使其在該范圍內線性變化;與之對應的是一種不可調電源塊,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:這部分實現的作用就是將六百伏的直流電,通過轉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,作為主軸經常需要進行高速運轉,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。
閥門專機是衡量制造裝配業(yè)水平的重要標志。目前,我國已成為世界機床消費、與制造大國,但機床加工精度等技術指標仍處于中等水平,制約了我國制造加工業(yè)的發(fā)展。3軸、5軸閥門專機可以加工復雜工件、提高加工效率,成為目前機床的主要發(fā)展方向之一。
二、閥門機床電氣控制系統(tǒng)組成
PLC閥門機床中有一系統(tǒng)處在全封閉狀態(tài)的閉環(huán)系統(tǒng)中,那就是電氣控制系統(tǒng),組成部分由電動機、電頻器和光柵尺,電氣控制系統(tǒng)在應用過程中能夠好的體現的控制。
電氣控制系統(tǒng)由幾大重要部分組成:工控機、SIMOTION、電動機模塊、電源模塊、變頻器、光柵尺以及傳感器等。
1、電源模塊
電源模塊在使用過程中要對直流電進行使用,因此,在使用過程中,變頻器是將交流電轉變直流電,而逆變器則是把直流電轉變成預定頻率的交流電。這就產生了兩大模塊,分別為可調電源模塊和不可調電源模塊??烧{電源模塊在使用過程中能夠實現直流電穩(wěn)定的供應,在這個過程中,可以對電按照的參數進行預訂的變化,并且在這個過程中能夠和SIMOTION通信的功能進行結合。相反,在不可調電源模塊使用時,由于只能提供固定直流電壓值,就無法與SIMOTION功能相結合。
2、電動機模塊
電動機模塊作為電氣控制系統(tǒng)中的重要模塊,其重要性就是能夠將直流電逆變?yōu)轭A定頻率的交流電,可供電動機進行適應。電動機模塊在分類方面主要也是分為兩類,分別是裝柜型和書本型。
3、SIMOTION運動控制器
電氣控制系統(tǒng)的核心部分在于SIMOTION,其在應用過程中能夠對整個控制系統(tǒng)的運行速度和性進行影響,因此,在電氣系統(tǒng)運行過程中對這部分要給予充分的重視。SIMOTION主要的功能就是實現運動控制、邏輯控制以及工藝控制,能夠在生產過程中對產品質量產生很大的影響,因此,要對該部分進行重視。