一、閥門(mén)機床電氣控制系統硬件設計

　　以硬件與軟件的角度，對機床控制系統進(jìn)行剖析。

　　上位機：在這個(gè)系統中工控機就是上位機，工作人員在人機交互界面進(jìn)行操作，操作內容就是將數據輸入到系統的加工流程之中，并使其進(jìn)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(dòng)將被處理系統識別，然后根據相關(guān)行業(yè)協(xié)議，把這部分參數數據輸入運動(dòng)控制器，繼而實(shí)現原定的操作動(dòng)作。

　　SIMOTION運動(dòng)控制器：如果說(shuō)控制系統是閥門(mén)機床的大腦，有鑒于此，SIMOTION具有良好的穩定性，整個(gè)系統也就能夠平穩的運行對于研究對象所配置的SIMOTION來(lái)源于德國西門(mén)子公司，它的組成部分為PLC5300和運動(dòng)控制器。在控制方面它具有PLC一貫具有的穩定性，不僅如此，其還兼具運動(dòng)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(shí)現常用交流電向直流電的轉換，之后使用一種稱(chēng)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控制系統將工業(yè)供電變成直流，再輸送至各個(gè)電機模塊。電源模塊進(jìn)行細分還有兩類(lèi)，其一是可調電源模塊，之所以稱(chēng)之為可調，是因為其可以按要求將轉換過(guò)的直流電控制在特定范圍，并能夠進(jìn)行調節使其在該范圍內線(xiàn)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(guò)這種電源塊有其的應用。

　　電機模塊：這部分實(shí)現的作用就是將六百伏的直流電，通過(guò)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(guò)這還是不能滿(mǎn)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(mén)機床的主軸由于要求較多，主軸不但精度，而且穩定，同時(shí)能夠工作很長(cháng)時(shí)間具有較高的壽命。它的冷卻系統性能優(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(lái)看，常用的V系列變頻器是可以實(shí)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(chǎng)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。

　　閥門(mén)專(zhuān)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(shù)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(mén)專(zhuān)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(mén)機床電氣控制系統組成

　　PLC閥門(mén)機床中有一系統處在全封閉狀態(tài)的閉環(huán)系統中，那就是電氣控制系統，組成部分由電動(dòng)機、電頻器和光柵尺，電氣控制系統在應用過(guò)程中能夠好的體現的控制。

　　電氣控制系統由幾大重要部分組成：工控機、SIMOTION、電動(dòng)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(guò)程中要對直流電進(jìn)行使用，因此，在使用過(guò)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(chǎn)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(guò)程中能夠實(shí)現直流電穩定的供應，在這個(gè)過(guò)程中，可以對電按照的參數進(jìn)行預訂的變化，并且在這個(gè)過(guò)程中能夠和SIMOTION通信的功能進(jìn)行結合。相反，在不可調電源模塊使用時(shí)，由于只能提供固定直流電壓值，就無(wú)法與SIMOTION功能相結合。

　　2、電動(dòng)機模塊

　　電動(dòng)機模塊作為電氣控制系統中的重要模塊，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(dòng)機進(jìn)行適應。電動(dòng)機模塊在分類(lèi)方面主要也是分為兩類(lèi)，分別是裝柜型和書(shū)本型。

　　3、SIMOTION運動(dòng)控制器

　　電氣控制系統的核心部分在于SIMOTION，其在應用過(guò)程中能夠對整個(gè)控制系統的運行速度和性進(jìn)行影響，因此，在電氣系統運行過(guò)程中對這部分要給予充分的重視。SIMOTION主要的功能就是實(shí)現運動(dòng)控制、邏輯控制以及工藝控制，能夠在生產(chǎn)過(guò)程中對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，因此，要對該部分進(jìn)行重視。