一、閥門鉆床電氣控制系統(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(shuō)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(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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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：閥門鉆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(lái)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(wèn)題，研究人員嘗試使用模擬量進(jìn)行控制，成效斐然。
在現(xiàn)代制造工程，選擇合適的閥門專機(jī)能地產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量、減少生產(chǎn)成本、充分利用企業(yè)的制造資源，并提高制造過(guò)程的智能化水平。
二、閥門機(jī)床向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。較近競(jìng)相研究和的數(shù)字制造(又稱“e-制造”)、網(wǎng)絡(luò)制造等生產(chǎn)理念都與數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化有很大的關(guān)系。
數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)一步了柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間單獨(dú)制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)，同時(shí)注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓、完善，閥門機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、MTS聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展，向開放、集成和智能化方向發(fā)展。
數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)也體現(xiàn)在遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷方面。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家可以通過(guò)In-ternet對(duì)用戶的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行診斷與維護(hù)，可以減少維護(hù)的盲目性，提高設(shè)備完好率。滿足用戶對(duì)閥門機(jī)床的遠(yuǎn)程故障監(jiān)控、故障診斷、故障的要求。如天津大學(xué)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷網(wǎng)已付諸實(shí)施。
數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)還體現(xiàn)在遠(yuǎn)程操作和培訓(xùn)。通過(guò)把數(shù)控加工機(jī)床像辦公網(wǎng)絡(luò)中的共享打印機(jī)一樣共享到網(wǎng)絡(luò)上，滿足某些制造行業(yè)對(duì)加工設(shè)備遠(yuǎn)程操作的要求(如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥后的成形加工)以及遠(yuǎn)程培訓(xùn)的要求。
數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)還可以提供大容量存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)資源共享。我國(guó)現(xiàn)有的大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)內(nèi)存較小，沒有網(wǎng)絡(luò)功能(速度較低的DNC接口)，沒有大容量存儲(chǔ)設(shè)備(如硬盤)。而大型復(fù)雜模具加工程序量非常大，一般以IMB為計(jì)量單位。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)即可在高速局域網(wǎng)上滿足CAD/CAM系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行大容量信息的通信與文換的要求。
