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高速精密閥門機床主軸關鍵技術及電氣控制系統硬件設計

發布時間:2021-01-17  發布者:禹創重工機械

  【一】、高速閥門機床主軸關鍵技術
  對于閥門機床而言,其主軸主要是由轉子、軸承、齒輪、主軸外殼、冷卻裝置及驅動電動機所構成的,其中軸承的主要作用就是支承和定位,而齒輪則主要是用來傳動,冷卻裝置的主要作用就是降溫。在進行機床主軸性試驗的過程中,需要對于徑向力、軸向力以及轉矩進行加載,在加載的同時對于基床主軸的各項性能參數的變化加以測量,然后再以這些記錄的性能參數的變化來對其性進行分析。在對基床主軸性進行測試時,主要是通過電液伺服加載裝置來對主軸進行動、靜態切削力進行加載,也需要安裝動態拉、壓力傳感器,通過傳感器來對動態加載力的大小以及波形變化加以測量。同時還需要采用發電測功機來進行扭矩的加載,對于電主軸的加載扭矩以及轉速加以測量,從而使加載過程中能夠實現實時監控和閉環控制。
  為了閥門鉆床有高的性,設計時不僅要考慮其功能和力學特性,還要進行性設計,根據性要求合理分配各組成件的性指標,在配套件采購和制造過程中重視質量要求,加強質量管理以求性的不斷增長。
  【二】、閥門機床電氣控制系統硬件設計
  以硬件與軟件的角度,對機床控制系統進行剖析。
  上位機:在這個系統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識別,然后根據相關行業協議,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:如果說控制系統是閥門機床的大腦,有鑒于此,SIMOTION具有良好的穩定性,整個系統也就能夠平穩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控制系統將工業供電變成直流,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,而且穩定,同時能夠工作很長時間具有較高的壽命。它的冷卻系統性能優良,循環的工質為干凈的水,在裝夾上使用啟動夾緊道具,這種方法穩定,效果優良。
  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。

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