数控机床电气控制研究策略与高速数控机床可靠性关键技术

【一】、基于PLC数控机床电气控制的研究策略
　　决定电气控制系统的和因素在于数控机床的电气控制方式。因此，研究PLC数控机床的电气控制方式重要。
　　整个电气控制系统重要的部分就是软件设计，软件设计也是硬件结构的核心。运行在SIMOTION中的软件为下位机软件，上位机接收数据并控制执行部件工作，同时完成机床状态的检测。当轴组装好以后，即可通过程序进行操作，而SIMOTION的内部程序是由操作系统调用的。工控机主要是读取文件信息，然后把数据传递给SIMOTION，SIMOTION收到数据便会控制电动机模块驱动电动机，从而带动工作台进行位置控制；与此同时，光栅尺检测到工作台的信息，再传递给SIMOTION，这样就可以对工作台进行位置调整。然而，光栅尺的信号无法直接被SIMOTION所识别，需要将光栅尺在传感器下进行识别，再次传递给SIMOTION，才能完成整个过程；后使工作台的工作状态通过多个传感器(断刀检测器、检测器)检测，并传人电气控制系统。需要注意的是，传感器的信号也先经过ET200到达SIMOTION中进行信号处理，才能被传入电气控制系统。
　　总而言之，伴随着数控技术的不断发展，将PLC技术融人其中，使得逻辑处理的能力越来越完善，应用也越来越广泛，一套合理完整的基于PLC的数控机床电气控制系统的设训一对于生产的应用起到的作用，同时，PLC的数控机床电气控制系统在成本与功能上也存在较多优势，只是，就我国的科技发展水平而言，要想佣有成熟和完善的基于PLC数控机床电气控制系统还存在较多的制约因素，由此可见，对基于PLC数控机床电气控制系统的设计对于现实的生产加工、工艺精度以及生产效率等方面都有着不容忽视的重要意义。
　　卧式机床立柱大部分采用的是双立柱框架结构形式。大、中型卧式机床的移动立柱固定于滑座上，而小型卧式机床的立柱则直接固定于床身上。主轴箱装在双立柱的中间，沿立柱导轨上下运动。
　　【二】、高速数控机床性关键技术
　　(1)数控转塔刀架。在数控机床中，数控转塔刀架是一个非常重要的部件，其性高低直接影响着整个数控机床的性水平，所以要想使高速数控机床的性的提高，首先要注重对数控转塔刀架性水平的提升。一般来说，数控转塔刀架是由驱动装置、精定位装置、松开及锁紧装置、装刀装置等所组成的，数控转塔刀架是没有动力轴的，所以在对其进行性试验的过程中，是不需要扭矩加载装置的。要对数控转塔刀架的性水平加以测试，可以通过性试验系统来实现，而数控转塔刀架的性试验系统主要由试验台架、电液伺服加载系统、下层控制系统以及上位机监控系统组成，其中试验台架的主要作用是进行刀架的安装和固定，因为在试验的过程中，需要进行动态加载，所以要求试验台架要具备的刚度，而电液伺服加载系统的主要作用就是提供动态加载力并且对加载距离加以调节，电液伺服加载系统应该具有良好的控制性能，少卜且还要能够对振动冲击加以的吸收。下层PLC控制系统的主要作用就是整个性试验能够稳定地开展，而上位机监控系统则主要是对试验过程中的各种情况加以监控。
　　(2)数控动力伺服刀架。对于高速数控机床而言，动力伺服刀架主要是用来进行刀具的储存、自动换刀以及夹刀切削的，一般来说，动力伺服刀架要具有结构紧凑、定位、转速快等特点，通过动力伺服刀架的一次装夹，应该能够实现多个工步的加工，这样既能够使精度的，同时还能够地提高加工的效率。而要对于动力伺服刀架的性加以测试，也可以通过性试验，一般在进行数控动力伺服刀架的性试验时，是采用电液伺服加载装置来对刀架的模拟刀杆进行动、静态切削力加载，J十且同时安装动态拉、压力传感器，使试验过程中的动态加载力和波形变化能够被地测量到，而在进行数控动力伺服刀架的性试验时，需要安装相应的扭矩传感器和转速传感器，以便对加载数据进行实时地监测。
　　(3)主轴。对于数控基床而言，其主轴主要是由转子、轴承、齿轮、主轴外壳、装置及驱动电动机所构成的，其中轴承的主要作用就是支承和定位，而齿轮则主要是用来传动，装置的主要作用就是降温。在进行机床主轴性试验的过程中，需要对于径向力、轴向力以及转矩进行加载，在加载的同时对于基床主轴的各项性能参数的变化加以测量，然后再以这些记录的性能参数的变化来对其性进行分析。在对基床主轴性进行测试时，主要是通过电液伺服加载装置来对主轴进行动、静态切削力进行加载，也需要安装动态拉、压力传感器，通过传感器来对动态加载力的大小以及波形变化加以测量。同时还需要采用发电测功机来进行扭矩的加载，对于电主轴的加载扭矩以及转速加以测量，从而使加载过程中能够实现实时监控和闭环控制。