一、閥門(mén)專(zhuān)用機床大型動(dòng)梁技術(shù)要點(diǎn)
1、大型動(dòng)梁部件的加工聯(lián)動(dòng)技術(shù)
在國內動(dòng)梁產(chǎn)品中，多采用液壓平衡動(dòng)梁，但是由于受到液壓波動(dòng)的影響，動(dòng)梁無(wú)法參與加工聯(lián)動(dòng)，導致理論上Z軸加W軸的加工行程，實(shí)際只有Z軸行程可以在加工聯(lián)動(dòng)中實(shí)現，大行程的加工只能通過(guò)多次的動(dòng)梁移動(dòng)、多次的接刀加工才能完成，影響加工效率和精度。針對此問(wèn)題，一般采用大型動(dòng)梁重錘平衡技術(shù)，動(dòng)梁參與加工聯(lián)動(dòng)可在Z軸方向上增加加工行程超過(guò)一倍，擴大加工范圍，保障產(chǎn)品復合加工的效率和精度。
2、大型動(dòng)門(mén)動(dòng)梁的同步控制技術(shù)
一般大型機床的龍門(mén)柱兩邊采用完全相同的傳動(dòng)和驅動(dòng)系統，但是移動(dòng)部件一般由動(dòng)門(mén)、動(dòng)梁和切削頭這類(lèi)部件所構成，并不能形成完全對稱(chēng)的結構，因此運行過(guò)程中受力和受熱均不對稱(chēng)，導致出現各種不穩定的擾動(dòng)，往往也難以完全保證動(dòng)門(mén)動(dòng)梁框架移動(dòng)的同步協(xié)調，進(jìn)而導致發(fā)生機械耦合，這可能損壞動(dòng)門(mén)動(dòng)梁框架或驅動(dòng)部件。尤其是對于大跨度動(dòng)門(mén)動(dòng)梁結構，龍門(mén)框架運動(dòng)的不協(xié)調所產(chǎn)生的不良后果尤為嚴重。
針對大型多龍門(mén)復合機床，動(dòng)門(mén)動(dòng)梁的同步驅動(dòng)應滿(mǎn)足同步位置精度和進(jìn)給，需要實(shí)現動(dòng)門(mén)動(dòng)梁兩端進(jìn)給裝置在速度、加速度、位置的三重動(dòng)態(tài)同步，以提高雙驅同步的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能。由于在多個(gè)回路間存在著(zhù)強烈的耦合和諸多不確定性，因此研究新的高精度同步進(jìn)給控制技術(shù)。為此，一方面通過(guò)研究驅動(dòng)控制系統的動(dòng)態(tài)響應特性，優(yōu)化控制參數，測試與分析同步控制性能，確定較佳的同步精密進(jìn)給控制策略及其實(shí)現技術(shù)，實(shí)現速度、位置、加速度的三重動(dòng)態(tài)同步；另一方面，通過(guò)導軌間隙和導軌螺距誤差的動(dòng)態(tài)補償，長(cháng)導軌制造和裝配誤差，熱變形所引起的導軌間隙和導軌螺距動(dòng)態(tài)不對稱(chēng)誤差，進(jìn)一步提高同步控制精度。
閥門(mén)鉆床選型的決策依據為：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)穩定等，閥門(mén)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(mén)專(zhuān)用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(jìn)行剖析。
上位機：在這個(gè)系統中工控機就是上位機，工作人員在人機交互界面進(jìn)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(jìn)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(dòng)將快速被處理系統識別，然后根據相關(guān)行業(yè)協(xié)議，把這部分參數數據輸入運動(dòng)控制器，繼而實(shí)現原定的操作動(dòng)作。
SIMOTION運動(dòng)控制器：如果說(shuō)控制系統是閥門(mén)專(zhuān)用機床的大腦，有鑒于此，SIMOTION具有良好的穩定性，整個(gè)系統也就能夠平穩的運行對于研究對象所配置的SIMOTION來(lái)源于德國西門(mén)子公司，它的組成部分為PLC5300和運動(dòng)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(dòng)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(shí)現常用交流電向直流電的轉換，之后使用一種稱(chēng)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(yè)供電變成直流，再輸送至各個(gè)電機模塊。電源模塊進(jìn)行細分還有兩類(lèi)，其一是可調電源模塊，之所以稱(chēng)之為可調，是因為其可以按要求將轉換過(guò)的直流電控制在特定范圍，并能夠進(jìn)行調節使其在該范圍內線(xiàn)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(guò)這種電源塊有其的應用領(lǐng)域。
電機模塊：這部分實(shí)現的作用就是將六百伏的直流電，通過(guò)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(guò)這還是不能滿(mǎn)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(mén)專(zhuān)用機床的主軸由于要求較多，而且十分穩定，同時(shí)能夠工作很長(cháng)時(shí)間具有較高的壽命。它的冷卻系統性能優(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(lái)看，常用的V系列變頻器是可以實(shí)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(chǎng)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。
