<一>、閥門車床工作原理概述

現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)廠制造業(yè)的再次復(fù)蘇，閥門車床對(duì)于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化來講不可或缺，因此其對(duì)于機(jī)械行業(yè)的重要性不言而喻。近年來市場(chǎng)對(duì)于工件精密度的要求不斷提高，相應(yīng)的對(duì)其加工設(shè)備也就是閥門車床而言，也是提出廠一定的要求。在整個(gè)閥門車床內(nèi)，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能就是控制各個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)，除此之外，還控制著機(jī)床主軸的啟停和轉(zhuǎn)向，當(dāng)然，還有對(duì)進(jìn)給量的把控，進(jìn)一步來講，還有進(jìn)行換刀和夾具定位等，而這此操作沒有很高的精度是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下，可編程邏輯控制器(以下統(tǒng)稱為PLC)技術(shù)發(fā)展到廠一個(gè)全新的階段，閥門車床的作用就是能夠自動(dòng)的完成一些加工動(dòng)作，而實(shí)現(xiàn)這個(gè)自動(dòng)化的核心就是PLC系統(tǒng)。本課題就是以PLC控制技術(shù)為中心進(jìn)行研討的，旨在達(dá)成以PLC為基礎(chǔ)而展開的電氣控制方面的設(shè)計(jì)，在于介紹閥門車床的工作原理，并且對(duì)電氣控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件進(jìn)行分析，較后總結(jié)一套以PLC為基礎(chǔ)的閥門車床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

閥門車床的控制系統(tǒng)不僅包含軟件，還有一部分硬件成分，其中較為關(guān)鍵的就是機(jī)械裝置、電氣電路還有上位機(jī)與下位機(jī)的軟件，對(duì)于一個(gè)閥門車床而言，它的控制系統(tǒng)就是整個(gè)設(shè)備，在工作原理上，以數(shù)字控制的形式發(fā)出指令，讓設(shè)備的執(zhí)行部分從而開始工作。

由PLC的定義可以看出，邏輯分析部分是一定不可或缺的，當(dāng)然，作為一套完整的系統(tǒng)就一定會(huì)有輸入與輸出部分接下來對(duì)這三個(gè)部分進(jìn)行分析，輸入部分就是采集一些實(shí)際運(yùn)動(dòng)參數(shù)，參數(shù)來源就是需要被控制的部分，此外，輸入部分還要有信息存儲(chǔ)功能；邏輯分析部分主要充當(dāng)大腦的作用，對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而且還要判定由哪個(gè)部分進(jìn)行執(zhí)行；輸出部分的動(dòng)作就比較單一，即將處理后的信息發(fā)送到相關(guān)執(zhí)行裝置，由執(zhí)行裝置做出設(shè)定的行為動(dòng)作。

為了保證閥門機(jī)床有高的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮其功能和力學(xué)特性，還要進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，根據(jù)可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標(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)量管理以求可靠性的不斷增長(zhǎng)。

<二>、閥門鉆床大型動(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(guó)內(nèi)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)梁無法參與加工聯(lián)動(dòng)，導(dǎo)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(xiàn)，大行程的加工只能通過多次的動(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(duì)此問題，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一倍，擴(kuò)大加工范圍，保障產(chǎn)品復(fù)合加工的效率和精度。

2、大型動(dòng)門動(dòng)梁的同步控制技術(shù)

一般大型機(jī)床的龍門柱兩邊采用完全相同的傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但是移動(dòng)部件一般由動(dòng)門、動(dòng)梁和切削頭這類部件所構(gòu)成，并不能形成完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，因此運(yùn)行過程中受力和受熱均不對(duì)稱，導(dǎo)致出現(xiàn)各種不穩(wěn)定的擾動(dòng)，往往也難以完全保證動(dòng)門動(dòng)梁框架移動(dòng)的同步協(xié)調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)生機(jī)械耦合，這可能損壞動(dòng)門動(dòng)梁框架或驅(qū)動(dòng)部件。尤其是對(duì)于大跨度動(dòng)門動(dòng)梁結(jié)構(gòu)，龍門框架運(yùn)動(dòng)的不協(xié)調(diào)所產(chǎn)生的不良后果尤為嚴(yán)重。

針對(duì)大型多龍門復(fù)合機(jī)床，動(dòng)門動(dòng)梁的同步驅(qū)動(dòng)應(yīng)滿足同步位置精度和進(jìn)給，需要實(shí)現(xiàn)動(dòng)門動(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(qū)同步的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能。由于在多個(gè)回路間存在著強(qiáng)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，一方面通過研究驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，優(yōu)化控制參數(shù)，測(cè)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(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)速度、位置、加速度的三重動(dòng)態(tài)同步；另一方面，通過導(dǎo)軌間隙和導(dǎo)軌螺距誤差的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，長(zhǎng)導(dǎo)軌制造和裝配誤差，熱變形所引起的導(dǎo)軌間隙和導(dǎo)軌螺距動(dòng)態(tài)不對(duì)稱誤差，進(jìn)一步提高同步控制精度。