(一)、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(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(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(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：閥門機(jī)床的主軸由于要求較多，而且十分穩(wěn)定，同時(shí)能夠工作很長時(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(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。

超精密閥門專用機(jī)床主要用于解決高新技術(shù)和國防關(guān)鍵產(chǎn)品的超精密加工，雖然需求量不很大，但它是一項(xiàng)受技術(shù)封鎖的敏感技術(shù)。另一方面，超精密加工技術(shù)的深化研究，它的成果的下延將有助于需要量大的加工精度在亞微米級的高精密機(jī)床的和產(chǎn)業(yè)化。

(二)、閥門專用機(jī)床電氣控制PLC程序研究

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的快速發(fā)展，閥門專用機(jī)床的自動(dòng)化水平有了明顯的提高。當(dāng)前的閥門專用機(jī)床電氣控制系統(tǒng)還有一定的優(yōu)化的空間。為了好地滿足市場需求，進(jìn)一步提高閥門專用機(jī)床的可操控性和加工精度，推動(dòng)生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)型升級、新?lián)Q代，相關(guān)研究人員應(yīng)從多方面考慮，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合電氣控制理論知識，做好閥門專用機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。電氣控制系統(tǒng)的控制能力對整個(gè)閥門專用機(jī)床的加工生產(chǎn)有重要影響。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合不同行業(yè)的實(shí)際需求，優(yōu)化設(shè)計(jì)閥門專用機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的各個(gè)模塊，并基于PLC程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多種控制功能，從而不斷提高閥門專用機(jī)床的運(yùn)行效率。

PLC程序往往被看作閥門專用機(jī)床電氣控制的關(guān)鍵性部分，其中閥門專用機(jī)床的PLC程序可達(dá)到幾十毫秒~幾百毫秒的處理時(shí)間，此速度完成能夠滿足絕大多數(shù)信息處理的要求，但就某些對響應(yīng)速度要求較高的信號而言，此處理速度亦存有某些局限性。鑒于此，該立式加工中心把PLC程序設(shè)計(jì)劃分成低級程序與程序兩大部分，其中從控制功能角度把低級程序劃分成若干模塊進(jìn)行編制。