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

發(fā)布時間:2020-11-26  發(fā)布者:禹創(chuàng)重工機械

  <一>、五軸聯(lián)動閥門車床技術(shù)
  面向我國工業(yè)發(fā)展的需求,多軸、多通道、插補、動態(tài)補償和智能化編程、具有自監(jiān)控、維護、優(yōu)化、重組等功能的智能型數(shù)控系統(tǒng);提供標準化基礎(chǔ)平臺,允許商、不同軟硬件模塊介入,具有標準接口、模塊化、可移植性、可擴展性及可互換性等功能的開放型數(shù)控系統(tǒng)。五軸聯(lián)動閥門車床是當前閥門車床的主要類型,也是航天航空等諸多重工業(yè)加工儀器時應(yīng)用的主要工具?!?+2”是五軸聯(lián)動閥門車床的結(jié)構(gòu)模式,可以實現(xiàn)X、Y、Z三軸與另外兩軸的同時運動和回轉(zhuǎn)。歐美和日本是五洲聯(lián)動閥門車床的代表,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,不過對五軸聯(lián)動閥門車床的研究腳步停止。
  閥門鉆床是衡量制造裝配業(yè)水平的重要標志,閥門鉆床的加工精度是反映其性能和水平的一個關(guān)鍵指標。誤差補償是提高閥門鉆床加工精度的一個主要途徑和發(fā)展趨勢,閥門鉆床空間誤差、測量是進行誤差補償、提高閥門鉆床精度的前提與關(guān)鍵。
  <二>、閥門機床電氣控制系統(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(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。電源模塊進行細分還有兩類,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。
  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?;诖朔N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(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)常需要進行高速運轉(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現(xiàn)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。

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