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电气自动化毕业论文 
)，机械手，主轴变频器，高速主轴以
及多个传感器以及限位开关组成。具体的分析及其选用如下：
上位机
上位机是一台 pc 机(工控机)，主要负责从加工文件中读
取需要数控机床加工流程（以钻孔为例）的钻孔的孔位和孔径
信息，以及为用户提供友好的界面设定加工参数，最后通过
tcp/ip 协议，把这些数据传到运动控制器。 s imotion 运动控制器
simotion d 是整个控制系统地核心，所以 simotion d
的运行速度和可靠性，会对整个系统产生决定性影响。本系统
选择的 simotiond 内部结构，是由西门子 plc5300 和西门子
的运动控制 cpu 组合而成，所以继承了 plc 工业运用上的高
可靠性优点，同时也继承了运动控制系统对运动控制的灵活性。simotion 是一个全新的西门子运动控制，它是世界上第
一款针对生产机械而设计的控制系统。simotion 的目的是为
实现各种运动控制任务提供一种简单、灵活的控制系统。为了
确保成为最佳的控制方案，simotion 的功能得到了很大程度
的扩展。simotion 主要有三大功能：
（1）运动控制；
（2）逻辑控制，例如，对输入信号的逻辑门处理，以及对输
出信号的分析与赋值；
（3）工艺控制，例如压力控制、温度控制等。
目前 simotion 面向的行业，主要是运动复杂、速度及精
度的要求较高的制造机械、包装机械，橡塑机械，锻压机械，纺
织机械，以及其他生产机械领域。
电源模块
一般变频器的工作方式，为先把一定频率的交流电变为
直流电，再由逆变器把直流电变为指定频率的交流电。simo-
tion 运动控制系统，采用通过电源模块把工业交流电变为直
流电，再分配给多个电机模块的方式。电源模块分为可调电源
模块和不可调电源模块。可调电源模块，可以根据参数把它转
化出来的直流电稳定到一个指定的可变值，并且具有与
simotion 通信的功能；不可调电源模块，只能输出一个固定
的直流电压，而且不能同 simotion 通信。
电机模块
电机模块主要是把 540v 或 600v 的直流电，逆变成指定
频率的三相交流电，供给电机使用。目前的电机模块有两种类
型：书本型和装机装柜型。书本型又分为单轴电机模块和双轴电机模块，单轴为 3-200a；双轴为 3-18a；电机模块和主控单
元之间通过 drive-cliq 接口，进行快速数据交换。
因为要对 x、y 和四个 z 轴进行伺服控制，所以采用 3 个
书本型双电机控制模块，来对 6 个轴进行控制。
伺服电机
伺服电机是数控系统的动力提供者，本系统的 x、y 和 4
个 z 轴，都采用的是高动态相应的交流伺服电机。电机可以进
行矢量控制和伺服控制，电机上还带有旋转编码器，用来组成
一个电机位置闭环系统，实现对电机的精确控制。
电机本身所带编码器的精度在 10μm 左右。电机也具有
drive-cliq 接口，可以实时上传电机的状态参数，在系统自
动组态时，可以上传自己的铭牌数据，极大地方便了系统组
态。同时电机上边全部用标准安全接口，为电机接线时，只需
把相应的插头插入即可。
光栅尺
西门子伺服电机本身带有编码器，但是电机编码器的精
度只能达到 10μm，离要求的 5μm 差距较大。所以用外部光
栅尺检测工作台的位置，并把精确的位置信息通过 smc30(传感器模块)转换成标准信号，
传递给 simotion 进行处理。光栅
尺选用业界知名的 renishaw 公司产品中的 rg4 系