(一)、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)將快速被處理系統(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(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)用領(lǐng)域。

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，然而這種編碼器有一定的精度限制，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?；诖朔N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，而且十分穩(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(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。

超精密閥門專用機(jī)床主要用于解決高新技術(shù)和國(guó)防關(guān)鍵產(chǎn)品的超精密加工，雖然需求量不很大，但它是一項(xiàng)受技術(shù)封鎖的敏感技術(shù)。另一方面，超精密加工技術(shù)的深化研究，它的成果的下延將有助于需要量大的加工精度在亞微米級(jí)的高精密機(jī)床的和產(chǎn)業(yè)化。

(二)、閥門專用機(jī)床電氣控制PLC程序研究

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的快速發(fā)展，閥門專用機(jī)床的自動(dòng)化水平有了明顯的提高。當(dāng)前的閥門專用機(jī)床電氣控制系統(tǒng)還有一定的優(yōu)化的空間。為了好地滿足市場(chǎng)需求，進(jìn)一步提高閥門專用機(jī)床的可操控性和加工精度，推動(dòng)生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)型升級(jí)、新?lián)Q代，相關(guān)研究人員應(yīng)從多方面考慮，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合電氣控制理論知識(shí)，做好閥門專用機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。電氣控制系統(tǒng)的控制能力對(duì)整個(gè)閥門專用機(jī)床的加工生產(chǎn)有重要影響。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合不同行業(yè)的實(shí)際需求，優(yōu)化設(shè)計(jì)閥門專用機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的各個(gè)模塊，并基于PLC程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多種控制功能，從而不斷提高閥門專用機(jī)床的運(yùn)行效率。

PLC程序往往被看作閥門專用機(jī)床電氣控制的關(guān)鍵性部分，其中閥門專用機(jī)床的PLC程序可達(dá)到幾十毫秒~幾百毫秒的處理時(shí)間，此速度完成能夠滿足絕大多數(shù)信息處理的要求，但就某些對(duì)響應(yīng)速度要求較高的信號(hào)而言，此處理速度亦存有某些局限性。鑒于此，該立式加工中心把PLC程序設(shè)計(jì)劃分成低級(jí)程序與程序兩大部分，其中從控制功能角度把低級(jí)程序劃分成若干模塊進(jìn)行編制。