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            高速精密閥門機(jī)床主軸關(guān)鍵技術(shù)及電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

            發(fā)布時(shí)間:2021-01-17  發(fā)布者:禹創(chuàng)重工機(jī)械

              【一】、高速閥門機(jī)床主軸關(guān)鍵技術(shù)
              對(duì)于閥門機(jī)床而言,其主軸主要是由轉(zhuǎn)子、軸承、齒輪、主軸外殼、冷卻裝置及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所構(gòu)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(dòng),冷卻裝置的主要作用就是降溫。在進(jìn)行機(jī)床主軸性試驗(yàn)的過程中,需要對(duì)于徑向力、軸向力以及轉(zhuǎn)矩進(jìn)行加載,在加載的同時(shí)對(duì)于基床主軸的各項(xiàng)性能參數(shù)的變化加以測(cè)量,然后再以這些記錄的性能參數(shù)的變化來對(duì)其性進(jìn)行分析。在對(duì)基床主軸性進(jìn)行測(cè)試時(shí),主要是通過電液伺服加載裝置來對(duì)主軸進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)切削力進(jìn)行加載,也需要安裝動(dòng)態(tài)拉、壓力傳感器,通過傳感器來對(duì)動(dòng)態(tài)加載力的大小以及波形變化加以測(cè)量。同時(shí)還需要采用發(fā)電測(cè)功機(jī)來進(jìn)行扭矩的加載,對(duì)于電主軸的加載扭矩以及轉(zhuǎn)速加以測(cè)量,從而使加載過程中能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和閉環(huán)控制。
              為了閥門鉆床有高的性,設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮其功能和力學(xué)特性,還要進(jìn)行性設(shè)計(jì),根據(jù)性要求合理分配各組成件的性指標(biāo),在配套件采購(gòu)和制造過程中重視質(zhì)量要求,加強(qiáng)質(zhì)量管理以求性的不斷增長(zhǎng)。
              【二】、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(duì)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)將被處理系統(tǒng)識(shí)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(duì)于研究對(duì)象所配置的SIMOTION來源于德國(guó)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(duì)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(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(tái),之后把測(cè)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,主軸不但精度,而且穩(wěn)定,同時(shí)能夠工作很長(zhǎng)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。

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