{一}、閥門專用機床電氣控制系統(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(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用領域。

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?；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，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)絡對各部分的通信能力和計算機技術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速度和加工產(chǎn)品精度達到高的層次，就要關注電氣控制系統(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行分析，對系統(tǒng)的功能進行了解，根據(jù)其特點對其進行程序上的編輯，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。