一、閥門車床直線電機分類特點
直線電機是可以將電能直接轉換為直線運動機械能的一種設備。直線電機具有結構簡單、組合性強等多項特點。高精度閥門車床在應用過程中,通常采用交流直線電機。依據(jù)工作原理不同,交流直線電機可以分為以下兩種:
(1)永磁直線同步電機。其在具體應用過程中,通過時具有永磁電機和直線電機兩者的共同優(yōu)點,通常情況下,由逆變器供電,利用PWM完成相應的調制作業(yè),通過PID調節(jié)控制,以及DSP等控制方式完成相應的操作。其在具體應用過程中,不僅響應速度快、推力能量大,而且體積小,是現(xiàn)階段高精度直線進給系統(tǒng)中一項的電機類型。
(2)直線感應電機。其結構主要分為圓筒形和平而型,前者的應用相對來說比較廣泛,主要適合應用到小直線行程場合中;后者則主要應用在長行程場合中。直線感應電機在是應用過程中具有成本低,對環(huán)境影響小、抗電磁感染能力強等多項優(yōu)點。
閥門鉆床選型的決策依據(jù)為:工件裝夾便捷化、加工精度高、生產(chǎn)效率較大化和設備狀態(tài)穩(wěn)定等,閥門鉆床選型的主要指標通常包括刀具尺寸、功率、加工精度、定位精度和主軸轉速等。
二、閥門鉆床電氣控制系統(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)是閥門鉆床的大腦,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(jié)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:閥門鉆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。