机床电气技术改造

机床电气技术改造（共12篇）

机床电气技术改造 篇1

摘要：本文提出了MZ204内径磨床采用可编程控制器 (以下简称pc) 代替传统的继电器对机床进行控制, 整机控制系统具有程序设计、思想清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干拢能力强、具有良好的性能价格比等显著优点。

关键词：机床,电气技术,改造

1 利用可编程控制器对旧设备改造

MZ204机床是我厂加工轴承内径工序普遍使用的磨床, 它是由传统的继电器JZ02-44控制, 由于设备陈旧、元器件老化、配线混乱、故障频繁、运行可靠差, 给维护维修造成了很多困难, 也使机床加工效率大为降低, 给生产造成很大影响。为改变这种状况, 我们采用了PC对MZ204机床进行了电气改造, 使旧设备重新换发了青春。

1.1 PC机概述

EX40型PC、共40个输入/输出点, 其中有24个输入点, 16个输出点, 按八进制编号。采用单片微处理器, 中规模集成电路蕊片。使其逻辑功能强、可靠性高、体积小和耗电少, 可加扩展单元可扩展为60、80、100、120个输入/输出点。可利用LCD编程器把程序以梯形图的方式输入到PC中, 使添加电路方便, 也可根据工件加工要求而改变程序。LCD编程器结构紧凑, 重量轻, 可在液晶显示器上直接显示梯形图, 并可监控机床运行情况, 便于查找故障。该PC有三种输出方式:继电器输出、双向可控硅输出和三极管输出。该PC电源可用交流220V、110V和直流24V。内部用电藕合器进行隔离, 可提高抗干扰能力。其输入/输出均采用发光二极管显示, 以便在显示输入/输出信号时看是否工作到位。输入接口地址为XO-X27, 输出接口地址为Y0-Y27, 内部继电器为R0-R17, 时间继电器为T0-T17, 计数器C0-C17。PC内部点可重复使用。

1.2 利用PC对MZ204机床改造说明

MZ204机床主电路为三相交流380/50HZ。有油泵电机、磁性分离器电机、水泵电机和工件电机。控制线路有交流110V、36V、6.3V和直流24V, 主控制回路用直流24V, 照明用交流36V, 信号灯用交流6.3V。在本机床安装EX40型PC时、采用了交流220V作为PC电源。执行部分电磁阀采用直流24V控制。该机床分自动、半自动、调整三种工作方式。其中调整控制不通过PC直接用面板开关直流24V电源控制电磁阀。在安装PC时把PC输入端接入机床各接近开关及各外部控制信号及微动开关, 按输入端地址X0-X27依次为:调整、工作台原位、工作台反向、修整器倒抬、工作台1/3、复位压、工件进给、粗进给、精进给、上料压、下料压、跳出压、定程仪表、有无修整、自动启动、进车、粗磨、精磨、尺寸到、复位、光磨时间和自动。 (详见图)

由于PC继电器输出过载能力强, 我们采用PC继电器输出, 它可直接驱动接触器和电磁阀等。它的输出地址Y0-Y27, 依次连接电磁阀, 其顺序为:工作台速度、修整速度、工作台方向、修整器倒抬、上下料测爪进出、回跳、测爪收张、补偿、快进给、粗进给、精进给和卡盘上磁。

为了避免电磁阀断电时产生的反电动势对电磁铁和机床电气造成不良影响, 在电磁阀两端并联续流二极管加以保护以免烧坏电器元件, 二极管耐压值取额定电压两倍以上。

通过对MZ204机床改造, 该机床经过长期运行表明, 由于采用PC控制系统, 整机控制系统具有程序设计、思路清晰、硬件电路简单实用、控制精度高、运行可靠、抗干扰能力强, 具有良好的性价比等显著优点。提高了生产的自动化水平, 减小操作人员的劳动强度, 增加了设备的使用效率。

2 对机床电器防水问题的解决

我厂轴承磨加工设备大多采用冷却水冷却, 有很多部位的电器元件都是在接触水的环境中工作的, 所以电器的防水问题一直是机床维修中的难点, 机床经常因电器元件进水潮湿而连电烧毁。自己经过不断摸索积累了一定的经验, 我们先后对内沟机床、内径机床、外沟机床等数十台设备的行程开关进行了改造, 特别还对机床电磁卡盘线圈防水问题进行了解决, 效果非常令人满意。

2.1 行程开关防水问题

内沟机床3MZ1310B修整器和机械手行程开关;外沟3MZ1410SA金钢笔倒抬行程开关;内径MZ204、MZ208机械手行程开关等。原来这些行程开关都是机械触点, 防水性差、机床故障多、备件消耗大。我们全部改为防水接近开关, 改造后的机床故障率明显下降, 降低了消耗, 提高了生产效率。

2.2 电磁卡盘线圈防水问题

电磁卡盘直接接触工件, 在机床工作时冷却液的冲击很大。电磁卡盘线圈的安装传统做法是采用石腊加密封或干脆只用密封胶圈的做法。由于线圈在工作中产生热量, 石腊熔化易产空隙, 加之密封不严, 卡盘线圈内容易进水使线圈潮湿, 经常造成接地或匝间短路而烧毁线圈, 不但造成浪费大, 而且装卸线圈卡盘误工时间长, 给生产造成很大影响。我们经过多次研究实验模索, 先后采用树脂胶、沥青等, 但效果都不很理想, 后来我改用黄甘油密封加之密封圈效果非常理想。目前全分厂电磁卡盘密封全部都采用了这种方法, 不但降低大量中停时间还给分厂节省很多资金。以前每月平均损坏12个线圈, 年平均损坏140多个线圈, 每个线圈价值100多元, 改造后年平均损坏只有20多个, 仅此一项一年就为分厂节约2万多元。受到了分厂各级领导的一致好评。

3 结束语

以上是我在多年工作中取得一点成绩的缩影, 但随着时代的发展, 各种新知识、新技术的突飞猛进, 我要紧跟时代步伐, 不断学习新知识、掌握新技术, 在今后工作中继续加倍努力, 在干好本职工作的同时, 充分利用掌握的新知识、新技术带动大家一起为分厂解决更多难题, 为国家做出更大的贡献。

机床电气技术改造 篇2

授课班级

模具0801

数控0901

授课时间

第 2 周/第 2 次

第 12 周/第 1 次

第周/第次

第周/第次

授课地点

东校区南 107 204

主要教学方法

任务驱动

课型

理实

课业内容

第二章第一节电气控制系统图，文字符号绘图原则，第二节三相电动机单向全压控制

训练任务

图形、文字符号，绘电气原理图，分析各元件的作用和动作原理

教学目标

知识 熟悉图形、文字符号意义及识图和绘图方法，能绘点动、长动控制线路并能分析各元件的作用，3 能分析点动长动工作原理

技能 能识图和绘图，能分析电路的工作原理 能连接点动、长动控制电路，态度

具有认真分析，积极思维，规范绘图的习惯。

教学重点

图形文字符号，识图绘图方法，分析控制电路各元件的作用和动作原理，教学难点

分析动作原理及绘原理图，教学资源与工具

点动、长动控制线路装置

教学步骤

教学设计

时间分配（分钟）

学习告知 1 图刑和文字符号的意义，绘图原则及识图方法，2 点动线路设计连接，各元件作用及原理分析 3 长动线路设计连接，各元件作用及原理分析

任务实施第一阶段

任务一图形和文字符号的要求是什么？各学习小组将学过的所有低压电器的图形和文字符号写出并上交，评价各小组，激发积极性，讲述：图形和文字符号都要按国家标准画，任务二绘图原则有哪些？ 各学习小组阅读教材P49-50，2 指定学生回答，教师简讲：原理图、接线图都要遵循P49面的规则 任务三识图的方法有哪些？

挂图(CW6132型车床电气原理图)讲解： 认清主电路和控制线路，电源指示电路，照明电路，2 分析各元件的作用 3 分析电路的工作原理

教学步骤

教学设计

时间分配（分钟）

应用举例

例1 CW6132型车床电气原理图，1说出各符号代表什么电器？ 2 分析各元件的作用，3 分析工作原理

学生分组讨论后回答，教师归纳讲解，任务实施第二阶段

任务四用接触器设计一个具有短路保护的点动控制电路的原理图，1 各组阅读p51 并讨论后画出原理图，2 写出各元件的作用，3 分析工作原理，教师巡视后，进行评价，再将正确的原理图进行讲解，然后引导学生将问题逐渐深入，任务五如果在点动的控制电赂中增加过载保护需添加什么电器？如何连接？ 指定学生在黑板上画出热继电器的连接情况，知识的拓展

例2 在具有短路保护和过载保护的点动控制电赂中，改装成长动控制电路 1 设计原理图，2 写出动作原理，学生分组讨论后，指定学生在黑坂上改画原理图，并写出动作原理，教师评价并讲解，例3 用复合按钮设计一个具有点动与长动控制电路，要求：有短路保护，过载保护，欠压保护，随堂练习 利用手动开关SC，设计一个具有点动与长动控制电路，1)画出设计原理图，2)分析动作原理、教学步骤

教学设计

时间分配（分钟）

应用讲解(难点)

例4 在大型机床上，为了保证操作安全，要求压下时，几个操作者都发出主令信号(都按起动按钮)，设备才能工作，设计一个两地控制电动机长动电路图，1 画出原理图，2 写出工作原理。

让学生讨论分析，能设计几种形式的控制电路，并在黑板上画出，教师归纳讲解，随堂练习 见P53 图2-10 写出各元件的作用，分析动作原理，课堂评价与小结

一评价各学习小组的学习情况，给予记分，二内容小结：1 图形、文字符号的意义和识图与绘图的方法，2

点动控制电路，长动控制电路，多地点控制电路，5 要求画出原理图，分析工作原理，作业

P73

2-1 2-7

机床电气技术改造 篇3

【关键词】机床改造项目　数控机床电气控制　课程改革

【中图分类号】G　【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）09C-0061-02

数控机床电气控制是数控技术专业的核心课程之一。通过本课程的学习，使学生掌握数控机床电气系统的基础知识，并训练数控机床电气系统安装调试的基本能力。以往的教学实践证明，大部分高职学生不擅长抽象思维和演绎式为主的学习方式。知识传授式的教学模式不仅难以激发学生的学习兴趣，也不利于训练学生的综合职业能力，导致学生的总体学习效果不佳，因此我们必须进行教学模式改革。面对形象思维强于逻辑思维的高职学生，应以真实的“工作项目”为载体，采用“行动导向”方法引导学生完成实际的工作任务，通过完成任务的行动过程，实现专业能力、方法能力和社会能力的有效培养。

一、课程改革的背景

以广西水利电力职业技术学院为例。该院实训中心拥有20多台数控机床，既有近年新购的设备，也有服役了10多年的老设备。其中3台于1999年购进的数控车床经过多年使用，数控系统及电机驱动装置出现故障，并且无法找到配件，导致机床已经不能工作。为了保证数控机床实训教学的正常进行，并节约设备经费，学校决定对这3台数控车床的电气系统进行升级改造。该院数控技术专业的教师曾多次参与企业的数控机床改造与维修项目，在工作中积累了丰富的实践经验，因此有能力完成此次数控车床的升级改造任务。本次机床改造项目也为推进数控机床电气控制课程改革提供了一条道路，即以机床改造项目为载体，通过引导学生进行数控车床电气系统的升级改造，训练数控机床电气系统的设计、安装和调试能力。下面对该课程的教学改革做一些总结和探讨。

二、课程教学设计

（一）确定课程教学内容

本次改造选用广州数控设备有限公司生产的GSK980TB系统替换原有KENT-10T数控系统，并更换新的交流伺服驱动装置，仅保留原机床的主轴电机和电动刀架。因此数控车床的电气系统要根据GSK980TB的要求进行重新设计和安装，要通过教学过程由学生来完成机床的改造任务，达到预定的功能要求。

学习的内容是工作，因此根据数控机床电气系统改造的工作过程，将课程的教学过程划分为三个阶段：电气系统功能设计、电气系统安装和机床功能调试。每个阶段又可以划分若干个工作步骤（见表1），每个工作步骤作为一个工作任务由教师指导学生来完成。

在电气系统功能设计阶段，依据设计任务书的要求指导学生分步完成数控车床各项功能的设计，在设计过程中逐步展开相关知识点的教学。例如在主轴功能设计中引入变频器的应用知识，在坐标轴功能设计中引入伺服电机的驱动技术。让每个知识点都有一个任务作为载体，学生通过完成工作任务的过程，既能明确学习的目的，又能训练数控机床电气系统的设计能力，并掌握相关的应用知识。在电气系统安装阶段，训练学生绘制电气系统安装接线图的能力，掌握电器设备安装、接线的工艺知识。在机床功能调试阶段，使学生掌握数控机床通电调试的步骤和系统参数的功能，训练根据机床性能要求正确设置系统参数的能力。

（二）教学过程的组织方式

教学过程的组织要以学生为主体，必须让学生在课堂上充分行动起来，不是被动接受知识，也不是看老师表演。在知识传授式教学过程中，教师的角色好比是“演员”，学生的角色就像是“观众”；而行动导向式教学要求将两者的地位进行提升，学生升格为“演员”，教师升格为“导演”。教师应引导学生参与整个教学过程，学生通过主动和全面的学习，达到脑力劳动和体力劳动的统一。应按照“完整行动模式”组织教学，尽可能要求学生独立获取信息，独立制订计划，独立决策，独立实施，独立检查和评估，经历完整的工作过程。

以主轴设计任务为例，本次改造的数控车床主轴采用变频器进行调速控制，因此主轴功能设计要解决CNC、变频器和主轴电机之间的电路连接以及变频器参数设置的问题。“主轴功能设计”工作任务的教学组织过程如下：第一，教师用实训设备演示数控系统对主轴电机的控制过程，学生总结主轴电机运转的特点，通过铭牌了解主轴电机的类型。第二，学生在教材中找出异步电机转速公式，讨论异步电机调速方法，得出异步电机可以通过改变电源频率的方式进行调速的结论。第三，教师指导学生操作变频器调节异步电机转速，使学生了解变频器的功能。第四，教师介绍变频器外部接口的功能，讲解变频器基本工作原理。第五，教师指导学生操作CNC控制变频器工作，同时测量模拟量输入端子的电压值，通过电压值与频率值的比较理解CNC与变频器信号接口的功能。第六，学生设计CNC、变频器和主轴电机之间的电气连接图，教师进行讲评。第七，教师介绍变频器常用参数设置方法，指导学生设置参数并观察变频器运行状态的变化。学生在教师的引导下完成上述几个步骤的工作后，不仅训练了变频主轴电气线路的设计能力，還掌握了变频器的应用知识。

分组教学是行动导向教学顺利实施的一个重要手段。如果不进行分组教学，一个教师在面对几十个学生时，必然造成监管不到位的情况，同时也不能有效的培养学生的沟通、交流与协作的能力。可将一个40人的班级划分成8个小组，以小组作为直接的教学对象。每个教学任务的完成都需要学生进行小组讨论、实施，并以小组为单位提交成果。分组教学有如下优点：第一，能有效提高教学效率，分组后教师的指导对象由40个减少为8个，教师能更有效的指导每个小组的学习过程。第二，能锻炼学生的合作能力、沟通交流与协商能力。第三，能有效提高学生的学习效率，形成集思广益，相互学习，取长补短的学习氛围。在分组的时候要注意均衡每个小组成员能力，要让先进学生与后进学生搭配，男生与女生搭配，充分调动学生参与教学行动的积极性。

（三）课程考核方式

考核的目的是检查学生的学习状况，调动学生学习的积极性、主动性和创造性，好的考核方式对提高学生的职业技能和综合素质发挥着重要的导向和激励作用。本门课程采用以能力本位为目标的课程考核体系（见表2），考核方式的特点如下：一是将能力测评与知识考试相结合，在课程总成绩中，项目完成质量占70％，理论笔试占30％。二是项目考核以小组为单位分阶段进行，在完成一个阶段的某一项工作任务后，教师根据任务的完成质量进行评分，然后以该阶段所有工作任务分数的平均值作为该小组在这一阶段的成绩。三是对个人在小组中的表现进行评价，在完成一个阶段的工作任务后，采取个人自评、小组评价和教师评价相结合的方式对每个学生在工作过程中的表现进行测评。四是激励学生构建荣辱与共、相互帮助、共同进步的学习氛围，在小组项目考核成绩中，任务完成质量分占70％，答辩分占30％。答辩由教师对小组中随机抽取的成员进行提问，根据其对相关知识的掌握情况进行评分。这样的做法促使学生不仅要主动完成任务，而且還要积极帮助其他组员学习。

经过实践证明，通过考核方式的改革，提高了学生的学习主动性，促进了操作技能的形成，增强了学生的实际操作能力，使课程考核更切合实际，更具有实用性和可操作性。在教学过程中，教师只有熟悉每个学生的表现才能对其作出合理的评价。为了尽快认识每位学生，可以建立一份以小组为单位并贴有学生相片的花名册，教师通过这份花名册记录学生在教学过程中的表现，使学生时刻感受到老师对他的关注，促使其更加认真地参与到教学活动当中。

机床的数控化电气改造设计 篇4

我国从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计, 然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约, 在数控机床电气控制方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展, 尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异, 使得数控技术也在同步飞速发展, 数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践带来了巨大变化, 也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。本文对我院的机床数控化改造进行归纳总结和分析, 以求对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益, 为机床改造的电气控制设计提供依据。

2. 数控机床控制系统设计

数控系统一般由微机系统、通信设备、输入/输出设备、可编程控制器、主轴驱动、进给驱动及位置检测器等组成, 相互之间的联系如图1所示。

2.1 伺服及I/O单元

根据该机床的结构特点, 决定三轴均可选用FAN UC交流伺服电机βi系列, 型号为β12/3000is。该电机具有输出扭矩大、动态响应快和定位精度高等特点, 完全满足本机的精度要求。主要性能指标如下:

额定转速:3000r/min

额定输出功率:1.8kw

编码器:绝对位置检测方式, 分辨率130000p/rev

伺服放大器采用于电机配套的Beta i系列。

I/O设备选用集电极输出型的基本I/O单元HR341, 主要用于机床操作面板及与机床间的输入输出控制。另外附加一个远程I/ODX110, 主要用于教学功能的“故障模拟设置”的输入输出。伺服及I/O单元连接原理图如图2所示。

2.2 主轴控制

主轴电机采用交流变频控制电机, 型号为A06B-0854-B1006α, 额定功率为5.5KW, 最高转速8000rpm, 由变频器进行控制。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0-10V的直流电压, 变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器, 因此在发出转速命令后, 系统无法检测到主轴是否运行。为解决这一问题, 我们利用变频器上的功能端子, 将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态, 并通过PLC检测此信号, 从而实现对电机的运转进行监控。

3. 加工精度的控制

3.1 机械精度的补偿

对旧机床改造, 除系统升级外, 改造者面临的另一关键问题就是机械精度问题。机械精度恢复的如何, 直接关系到改造的整体效果。而一般机床经多年使用后, 由于使用条件和环境的不同, 会造成多方面的磨损或损伤, 如轴承、丝杆、导轨等都会直接影响机床的整体精度。本次改造除更换受损的轴承、联轴器等外还对导轨的镶条、贴塑面等结合部件进行铲刮重新装配后, 机床的主要几何精度指标均达到相关标准要求。而在测量定位精度时, 发现定位精度和重复定位精度指标严重超标, 分别为0.035和0.025mm。于是决定启用系统提供的螺距补偿功能。使用激光干涉仪分别对三个轴进行定位检测, 检测间距选择40mm, 在整个行程范围内, 记录下所有检测点的误差值, 将这些误差值输入至系统提供的补偿参数中, 再进行测量, 结果效果非常明显。补偿后的定位精度和重复定位精度分别为0.015和0.010mm (此精度指标虽不理想, 但作为改造机床已能满足一般的加工要求) 。

3.2 开环放大倍数的设置

在典型的二阶系统中, 阻力系数X=1/2 (KT) -1/2, 速度稳态误差E (∞) =1/K, 其中K为开环放大倍数, 工程上多称作开环增益。显然, 系统的开环放大倍数是影响伺服系统的静态、动态指标的重要参数之一。

为了不影响加工零件的表面粗糙度和精度, 又希望阶跃响应不产生振荡, 开环放大倍数就要小些, 若从系统的快速性出发, 希望X值选择小些, 就要增大开环放大倍数, 同时, K值的增大对系统的稳态精度也能有所提高。并非系统的放大倍数愈高愈好, 当输入速度突变时, 高放大倍数可能导致输出剧烈的变动, 机械装置要受到较大的冲击, 有的还可能引起系统的稳定性问题。要根据实际情况进行综合考虑。一般情况下, 数控机床伺服机构的放大倍数取为20~30 (1/S) 。

4. 数控机床运动坐标的电气控制

数控机床一个运动坐标的电气控制由电流 (转矩) 控制环、速度控制环和位置控制环串联组成。其控制框图如图3所示。

(1) 电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造者做好了或者指定了相应的匹配参数, 其反馈信号也在伺服系统内联接完成, 因此不需接线与调整。

(2) 速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分 (PI) 调节器, 其P、I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统 (导轨、传动机构) 的传动刚度与传动间隙等机械特性, 一旦这些特性发生明显变化时, 首先需要对机械传动系统进行修复工作, 然后重新调整速度环PI调节器。

速度环的最佳调节是在位置环开环的条件下才能完成的, 这对于水平运动的坐标轴和转动坐标轴较容易进行, 而对于垂向运动坐标轴则位置开环时会自动下落而发生危险, 可以采取先摘下电动机空载调整, 然后再装好电动机与位置环一起调整或者直接带位置环一起调整, 这时需要有一定的经验和细心。

(3) 位置环是控制各坐标轴按指令位置精确定位的控制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。这其中有两方面的工作:

一是位置测量元件的精度与CNC系统脉冲当量的匹配问题。测量元件单位移动距离发出的脉冲数目经过外部倍频电路和/或CNC内部倍频系数的倍频后要与数控系统规定的分辨率相符。例如位置测量元件10脉冲/mm, 数控系统分辨率即脉冲当量为0.001mm, 则测量元件送出的脉冲必须经过100倍频方可匹配。

二是位置环增益系数Kv值的正确设定与调节。通常Kv值是作为机床数据设置的, 数控系统中对各个坐标轴分别指定了Kv值的设置地址和数值单位。在速度环最佳化调节后Kv值的设定则成为反映机床性能好坏、影响最终精度的重要因素。Kv值是机床运动坐标自身性能优劣的直接表现而并非可以任意放大。关于Kv值的设置要注意两个问题, 首先要满足下列公式:

式中v——坐标运行速度, m/m i n

Δ——跟踪误差, m m

注意, 不同的数控系统采用的单位可能不同, 设置时要注意数控系统规定的单位。例如, 坐标运行速度的单位是m/m i n, 则K v值单位为m/ (m m/min) , 若v的单位为mm/s, 则Kv的单位应为m m/ (m m/s) 。

其次要满足各联动坐标轴的Kv值必须相同, 以保证合成运动时的精度。通常是以Kv值最低的坐标轴为准。

位置反馈有三种情况:一种是没有位置测量元件, 为位置开环控制即无位置反馈, 步进电机驱动一般即为开环;一种是半闭环控制, 即位置测量元件不在坐标轴最终运动部件上, 也就是说还有部分传动环节在位置闭环控制之外, 这种情况要求环外传动部分应有相当的传动刚度和传动精度, 加入反向间隙补偿和螺距误差补偿之后, 可以得到很高的位置控制精度;第三种是全闭环控制, 即位置测量元件安装在坐标轴的最终运动部件上, 理论上这种控制的位置精度情况最好, 但是它对整个机械传动系统的要求更高而不是低, 如若不然, 则会严重影响两坐标的动态精度, 而使得机床只能在降低速度环和位置精度的情况下工作。影响全闭环控制精度的另一个重要问题是测量元件的精确安装问题, 千万不可轻视。

(4) 前馈控制与反馈相反, 它是将指令值取出部分预加到后面的调节电路, 其主要作用是减小跟踪误差以提高动态响应特性从而提高位置控制精度。因为多数机床没有设此功能, 只是要注意, 前馈的加入必须是在上述三个控制环均最佳调试完毕后方可进行。

结束语

我国现有机床380万台, 自动和半自动化程度的机床不足25%, 远远落后于美国、日本等国家。我们要成为世界制造业中心, 就必须加快机床数控化的进度。近几年我国急需技术改造的机床约占2 5%, 这将蕴藏着无限商机。但是机床的数控化改造不能停留在现有阶段, 应紧跟世界潮流, 发展多轴联动数控系统, 开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术, 向智能化方高发展。

参考文献

[1]张建民主编.机电一体化系统设计.北京:北京理工大学出版社.2002.7

[2]诸小丽.普通机床数控技术改造探讨.南宁:南宁职业技术学院学报.2003.4

[3]http://www.ieicn.com.数控机床维修改造系列讲座.2005-6-26

传统机床电气控制的维修实践 篇5

传统机床电气控制的维修实践【1】

摘 要： 结合工作经验，简要阐述传统机床电气设备的检修程序、方法、要点，以及部分维修技巧，对机械加工企业电气维修人员有一定参考价值。

关键词： 传统机床;电气控制;维修实践

随着科技水平的飞速发展和普遍应用，新型机床主要依据CPU控制，大大简化电气控制器件，减少控制环节，提高控制效率和可靠性。

但是，在部分中小型机械加工企业，传统机床依然占有相当大的比例，而对这部分机床的电气控制维修主要依靠员工的传帮带，院校教育涉及较少，对年轻人员来讲，这项维修工作不易熟练掌握。

本文通过浅显论述，使维修人员快速掌握维修的主要方法和技巧。

1 传统机床电气设备维修的基础知识和基本条件

1)熟悉工作原理。

要掌握各控制部件、执行部件的工作原理和主要结构，熟悉各种电机的应用范围和工作特性，各种接触器、继电器的使用参数和主要结构，以及各规格导线的工作电流，以及电磁阀、制动器、放大机等工作部件的相关知识。

另外，对车床、铣床、刨床、磨床、镗床、剪板机、折弯机、起重机、液压站等各种加工设备的主要工作原理、执行机构、工作程序有较为熟悉的了解，也是电气设备维修的必备条件，既要懂电，又要懂机。

2)掌握电气原理。

对电气控制的维修，主要是依据机床的电气原理图及各元器件位置排列图，同时要熟知线路连接走向。

最好把各种机床原理图分门别类整理出来，熟悉各种机床的控制相似和相近部分，找出差别以及各自独有的控制方式，对各基本控制单元熟悉组合运用，如继电器自锁与正反转互锁、点动与自动，超载保护、过压保护、过电流保护、超行程保护，y-△启动、延时启动、延时停止等。

俗话说“熟能生巧”，熟练掌握机床电气控制的维修技术，就能起到事半功倍的作用，别人几天修不好的机床，你可能几小时甚至几分钟就能手到病除。

3)勤学多记。

由易而难，由难而易，先掌握简单机床电气维修，再逐步掌握复杂机床电气维修。

传统机床电气控制中，龙门刨床属于比较复杂较不易维修的，其电气控制包括交流拖动电机、直流发电机、直流电动机、电机扩大机、励磁机等，包含电压给定、电压反馈、电压稳定、电流反馈、欠补偿制动等诸多控制回路。

因为其线路复杂，牵扯元器件多、执行机构多、维修知识点多，对电气维修人员有较高的技术要求。

一般来讲，如果能够熟练维修龙门刨床电气控制的话，其他传统机床的电气维修一般不成问题。

一定记住，再复杂的线路也是由基本的简单回路组成的，遇到复杂的设备，要按照其功能、执行机构予以分解，一步一步摸清各控制单元、各控制回路的工作原理和最终控制结果。

出现故障后，要先确认该故障回路中的可靠部件，再寻找可疑部件。

4)另外要准备必要的扳手、钳子、螺丝刀、万用表、兆欧表等工具，预备常用的备品备件、连接导线，包括各种规格的熔断器、熔体、开关、电刷、继电器等。

2 传统机床电气设备的检修程序

2.1 分析故障原因

对于有故障的机床电气设备，应先询问操作者产生故障的前后经过及故障现象，包括故障外部表现、大致部位、发生故障时环境情况，如有无异常气体、明火、热源是否靠近电器、有无腐蚀性气体侵入、有无漏水、是否有人修理过、修理的内容等等。

分析故障发生在那个程序段?故障发生在多高速度下?以前是否发生过类似故障?现场还有何异常情况?然后根据电路原理和结构特点，初步分析形成故障的几种可能性，排除不可能产生故障的部分。

把问题分析透彻，基本上就解决了一半。

检查电路故障时，要理清查看电气与机械的运作关系，确认属于机械故障还是电气故障，同时要确认是否是由于机械故障引起的电气故障，若是则要同时检修机械部分，才能再次投入运转。

2.2 初判故障点

对于故障机床不要盲目运转，以免故障进一步扩大，造成更大损失，可以先通过静态观察、断电测试等手段对设备进行检修。

一是进行静态观察，看有关电器外部有无损坏，是否存在断路、短路 、漏电、破损等现象，熔断器、断路器、热继电器是否因过载等原因引起保护性故障，电器有无进水、油垢，开关位置是否正确等。

二是对脏污的电气设备，如按钮、接线点、接触点进行检查、清洁，部分故障是由脏污及导电尘块引起的，一经清洁往往会排除部分故障。

三是对线路断电测试，在断开电源的情况下，利用万用表、兆欧表检查线路和器件的通断以及绝缘工况，确认故障部位。

2.3 确定故障点

对于自动运转或者连续性运转的机床，大多数要通过运转观测和运转测试才能判断出故障点，不过一定要在排除机械过载、电气短路、漏电等前提条件下，确定不会造成故障扩大和人身、设备事故后，才能进行运转检修。

一是排除机械零件无过载故障后，再进行电气方面的检查，以免引起其他机械或电气部件的更大损坏。

二是首先检测电源，电源部分的故障率在整个故障设备中占的.比例很高，所以先检修电源往往可以事半功倍。

三是采用部分运转方法，对各运转单元分步骤单独运转，缩小故障范围，最后在自动运转，检查各部分的协调性。

五是将主回路断电，使控制线路空运转，注意检查电器的温升及电器的动作程序是否符合电气设备原理图的要求，从而发现故障部位。

六是利用测量工具通过对各工作点的交直流电压、电流测量，并与正常值比较，判明故障所在。

七是短接法，用一根良好绝缘的导线，将所怀疑的断路部位短路接起来，如短接到某处，电路工作恢复正常，说明该处断路。

2.4 修复或更换故障器件

确定故障点以后，对故障部件予以拆卸，拆卸前要充分熟悉每个电气部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系，对照原理图标明的线号拆除连线，必要的情况下，一边拆卸一边画草图，并记上标记，防止更换器件接错线造成不必要的损失。

对于连续烧坏的元器件应查明原因后再进行更换，可能真正的故障点还没有找到。

更换部件的规格参数也要匹配，特别是机床出厂时间较早，更换部件目前已经淘汰使用，需要其他系列替换的情况下，一定要留足负荷安全系数，对主要工作部件宁大勿小。

2.5 调试运转机床

故障排除后，再进行运转调试，一般遵循先静态后动态、先局部后整体、先慢速后快速、先空载后负载的原则进行。

先断开机床的主电源回路，调试控制回路;先分别调试各个局部工作执行机构，再联合调试各机构协调统一性以及自动工作流程;先低速调试正常，再根据工艺要求逐步提速，一般不要超过其最高工艺车速;空车调试正常以后，再逐步增加工作负荷。

调试的时侯，要和操作者配合好，随时做好停车和拉闸准备，注意观察机床设备和电气设备的声音、味道、温度等，确保检修彻底成功。

机床电气控制教学实践的体会【2】

摘 要：传统的普通机床电气控制线路教学是我院机电专业维修电工必修的实验课程。

本文就如何提高学生理论分析能力与实践操作能力，提高机床控制线路教学质量和效果，促进学生综合素质提高，结合实际工作经验，介绍了在实际授课过程当中的几点做法。

关键词：理论分析;排故演示;实践操作;考核

机床控制线路是我院机电专业维修电工必修的实践课程，是一门理论与实践紧密相连的实验课。

该课程通过介绍几种典型机床的结构、动作过程、常见故障分析及排除方法，可以使学生掌握机床控制线路的设计、选料、原理分析及如何正确排除故障，让学生掌握了机床的工作原理和安装接线及工艺要求，突出了实践性。

为使学生学好这门课程，提高对实际问题的分析与解决能力，结合工作实际，对如何搞好机床控制线路教学提出一些自己粗浅的看法。

1 带学生到企业、校办工厂实地参观，增加感性知识

因为机床设备比较昂贵，品种类型又比较多，一般学校设备不足，无法满足教学需求，但学校教学的目的是培养到社会上直接应用操作人员，如果学生对机床设备没有一个直观的、感性的知识，教学效果肯定不会理想，因为单纯讲解、分析线路原理图，学生不能把机床结构与运动方式结合起来。

比如X62W万能铣床由两个手柄操作四个行程开关实现工作台六个方向运动，T68镗床一台电机可拖动多个运动部件运动，学生难以理解，造成课堂教学与实践的脱节。

反之如果在授课之前先让学生亲眼看看、摸摸设备，并且在操作人员协助下，亲自操作设备，了解机床设备的结构及加工工艺要求，知道了机床在实际生产当中的作用，这样调动了学生的学习积极性，培养了学习兴趣，提高了教学质量和效果。

而且这一教学环节符合学生认知特点，教学效果很好。

2 在感性认识的基础上，注重理论分析

在讲机床线路排故时，首先明确排故的基本方法和思路，通过线路工作原理分析，来提高学生思维能力、判断能力和分析问题的能力。

使学生知道查找故障关键的一步就是找到该设备的原理图，吃透吃懂原理图，在分析原理图时我采用边设问边讲解，通过学生与老师默契配合来完成原理分析，效果不错。

比如讲解T68镗床时，采用下列几个教学环节：

1、介绍每一个电气元件作用：该环节不仅对按钮开关各按钮启、停操作的应用讲解，还要对行程开关的SQ3、SQ1、SQ4、SQ2作用详细介绍，为线路分析原理打好基础，其它元件在前面线路中均已涉及，学生已有能力自己分析。

2、将线路总体上分成几大环节

(1)动力电路部分：从厂房动力线路接入机床电动机线路及总开关。

在这方面要学会计算机床电动机总功率的负荷大小，所配总开关的型号及操作位置的安装要求，对动力线路接线要求与安全事项提出严格要求。

并对机床电气设备的详细位置与开启方法进行熟悉和了解。

(2)主电路部分：从主电路中可以知道有什么样的控制要求，如有没有正反转、制动，是否采取降压起动等等。

(3)照明线路及指示电路部分：这部分电路比较简单，几乎任何一台机床设备当中都有，在讲解中可采取提问方式，如照明电路的作用，HL灯的作用等。

(4)辅助电路部分：介绍辅助线路时可采用边分析边讲解的方法，通过主电路分析可知主轴电机M1既可低速正反转，又可高速正反转。

3、在进行完上述四个环节之后对镗床原理进行综述，使学生对所学知识掌握得更为系统，从而对整个机床线路有了全面的认识。

也就是说在分析线路原理时可采用化整为零的方法，明确哪部分控制线路控制哪部分主电路，各元件各部分电路的作用，形成正确思维，为排除机床线路故障打下良好的基础。

3 在理论分析的基础上对所学线路进行安装接线并通电试验，将理论转为实际的技能

机床线路的教学内容，不仅要培养学生设计线路与分析线路的能力，更要注重实际操作，给学生提供充足的实习材料和时间，通过接线实训提高学生动手能力，掌握机床控制线路安装接线工艺要求。

为了让学生们掌握扎实的基本功，没有一定的训练量是达不到要求的。

另外，在安装接线的过程中，学生对机床的工作原理又会进一步加以分析，即提高了动手能力，又使学生了解了理论知识与实践之间的内在联系，为今后工作打下坚实基础。

4 机床线路故障排除这一教学环节采取演示法

机床线路排故，既是授课过程中的重点又是难点，在实际工作中，一旦机床出现电气故障，怎么检修、如何确定检修步骤很重要。

在讲解前先教会学生如何正确使用测量工具、万用表等，除了采用前面的讲解法，讲明排故具体思路与方法外，在教学之前，应该准备好需排故的线路模拟板，在该模拟板上老师事先设置好故障，然后示范操作，演示排故过程，这一环节需要学生注意力集中，跟上老师思路。

数控机床改造中的电气设计分析 篇6

数控系统已成为我国机械制造工业和国民经济的重要装备，其非标准化设计是目前数控化改造工作中普遍存在的问题。我国很多企业中普通机床的占有量巨大，机床的数控化改造电气控制设计的方案也存在诸多问题。许多机床已经使用20年以上，还会出现应用与维修技术工作的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因索的制约。因此对普通机床进行数控改造成为一个很好的出路，对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。其发展也直接关系到我国的多个领域，使之在当今日益竞争的社会中处于优势。普通机床的数控化改造在很大程度上盘活企业的固定资产，还可以节约能源、实现废品资源化和保护环境。将普通机床改造升级为数控机床，开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术。提高劳动效率并用较少的资金为提高企业的竞争力做出贡献，紧跟世界潮流，向智能化方向发展。

数控机床改造概述

数控系统分经济性数控系统和标准型数控系统，和经济性数控系统比较，标准型数控系统是建立在微机基础上，因此得到越来越广泛的应用。其功能齐全并可构成全闭环、后半闭环的位置控制系统，使交流伺服电机的工作性能得到充分发挥。

1.数控系统运动方式按运动轨迹可分为点位控制系统与连续控制系统，对机床电气系统进行改造设计离不开对数控系统运动方式的分析。选择电机参数时，当工件相对于刀具移动过程中不进行切削则选用点位控制系统。通过对机床数控化改造进行归纳总结和分析，这类控制系统要求刀具从一点快速移动到另点的准确位置。数控系统类型和功能选择不合理，会无法保证其定位精度。这为普通机床数控化改造中的电气设计提供依据，从而减少了误差的可能性。

2.由于普通机床的这些缺点越来越使之在当今日益竞争的社会中处于劣势，体积大、启动特性欠佳直接影响了机床的加工精度。普通机床经过数控化改造后，控制电路和强电路的设计也随之变得重要。大大地提高传动进给精度，使系统工作变得稳定。设计电路的时候应该抛开原先机床的电路按照标准重新绘制电路图，也可在定程度上提高机床的加工精度。注意各个元器件额定电流及额定电压要满足要求，拓宽普通机床的加工范围。适当拉开与强电线的距离，延长机床的役龄。

3.普通机床传动链复杂从而导致传动精度低，因此在普通机床的数控化改造中一般采用步进电机和交流伺服电机。避免产品的加工精度降低与产品的质量稳定性不是很高的现象发生，且结构简单、运行可靠、效率高。改善个零件需要多道工序，在选择电机时要根据实际情况选择合适的电机。普通机床对工人的熟练程度要求高且加工工序简单，数控机床改造可大大提高表面精度及机床的快速反应性。因此可以加工较复杂的零件，易于控制。改善生产效率较低、工人劳动强度大、生产准备时间长等问题，带来可观的经济效益。

数控机床改造中的电气设计分析

普通机床改造成数控机床的方法要有技术可行性分析和经济可行性分析，电路图的设计并不是一次确定的。需要技术上的改进措施，在实际的接线过程中根据临时的需要不断地修改、更正。一方面是机械上的改进，保证整个电器柜内元器件的归类整齐。另方面是电气系统的改进，保证实际的电路和电路图保持致。

1.对普通机床进行数控化改造，一定要用热缩管将其包住。加强对机床精度的恢复，否则会给以后数控机床的维修带来很大的不便。旧机床一般在工作车间已经工作多年，走线的时候有部分线路要暴露在机床外面。导轨、溜板等都有不同程度的磨损，因此控制电路和强电路的设计需要科学合理。定期按常规机床大修的方法对机床导轨进行磨削，以免长期被机床油浸泡腐蚀线路。磨削可采用电刷镀的方法加工耐磨表层，保持信号线不被干扰。采用刮研与贴塑工艺的方法修配恢复精度，加快机床数控化的进度。

2.电气设计中电路图主要包括主电路图、电气原理图、CNC接线图和元器件的位置图，其修复与完善是改造机床维修的另一个侧重点。关系到系统工作是否稳定，可采用更换主轴轴承等传统方法配合电刷镀工艺完成。各个部件和电源的连接关系定要表达清楚，并调试验收精度。按正确的步骤运算、准确地使用公式及精确地选择参数，有些磨损量小的机床也可以采用表面工程技术在现场操作，以及系统和机床的接地。

浅谈机床电气设备维修技术 篇7

随着工业生产机械化和自动化程度的提高,各式机床在生产中的投入也越来越大,随之而来的就是机床设备故障问题的大量产生。尤其是机床电气设备的故障, 一方面难以排查和检修,另一方面会影响整个生产过程, 降低工厂的生产效率,严重者还可能危及操作工人的生命安全。因此,掌握熟练机床电气设备的维修技术,是保障企业正常运行,提高企业经济效益的重要基础之一。

1机床电气设备维修的基本要求

1.1具有一定的电气理论基础

要在机床电气设备故障产生时对问题进行及时排查,首先要求维修人员充分掌握电气设备的理论知识。 对于维修电工来讲,要找到机床的运行问题,需要具备比一般工人更加充分和全面的理论基础。维修工作一定程度上是一种脑力劳动,大部分时间在思考和故障排查上,而找到故障以后的维修工作反而较为轻松。

1.2掌握机床电机维修的基本方法

机床电气设备的维修工作要求维修人员充分掌握各类故障的维修方法,要求相关人员具有丰富的故障诊断和排查经验,必要的诊断方法和维修技巧的学习培训也是必不可少的。

2机床电气设备故障的诊断步骤

2.1电气设备故障的分类

机床电气设备的故障可分为设备自然故障和人为故障两类。机床在正常运行过程中,往往由于不可避免的机械振动、电流泄漏或各类机械、电气设备运行的热效应等使得机床内的设备元件磨损、老化和失效。

2.2电气设备故障的诊断步骤

当机床电气设备出现故障时,维修人员不应急于开始故障检查,而应先做好调查工作。首先向机床操作人员调查机床故障发生前的运行情况及故障的具体现象, 如故障发生的时间(开车前后还是运行过程中),机床故障时的运行动作,可能是由于什么操作引发了机床故障,以及是否有类似故障发生的先例等;在调查充分后, 先应该初步检查电气设备的一些基本元件,如熔断器是否被熔断,导线是否完好,电机运行是否正常等;然后维修人员开始进行电路分析,电路分析要依据电气设备的电路原理图进行,先对出现故障的部位进行初步判断, 再逐渐缩小范围,在进行电路分析时,要根据出现故障的现象进行针对性排查;电路分析完毕后可进行断电检查操作,由于机床可能存在短路等电气故障,因此断电排查不可仅仅关闭机床启动开关,而应彻底断开机床总电源,再根据电路分析的初步结果排查故障位置。

特别需要注意的是,一定要在断电检查完成、初步确保没有电路、电源接地故障后才可进行通电检查, 通电检查主要针对机床内的电气元件故障进行排查,但为了保证维修人员的人身安全,要使机床的电机与传动部分脱离后才可进行。

2.3常用诊断工具和诊断方法

若遇到电路断路故障时,最常用的诊断方法为试电笔诊断法,即通过试电笔对各个疑似故障点进行测试, 试电笔不亮的点即为断路;另外,对故障点和电源电压的排查一般通过万用表进行,通过万用表测量各个元件的交直流电压、电流和电阻阻值,就可对故障位置进行初步排查。

万用表诊断法又可分为分阶测量法和分段测量法, 前者是通过逐部分缩小范围检查电压故障,类似于上阶梯,所以称为分阶测量,而后者通过逐部分依次排查电压故障,因此称为分段测量;另外一种方法称为短接法, 指在故障排查过程中,通过将一根完好的导线将疑似出现断路问题的地方短接,假如短接后电路被接通,则说明该处出现断路,但该方法不能检查出出现多处断路的电路问题。

3电气设备维修方法及注意事项

3.1通电检修的注意事项

在运用以上诊断方法成功检查出故障点后,就可开始设备的维修工作。但由于维修工作需要通电测试, 因此也存在一些注意事项。在找出机床电气设备的故障点后,不能急于维修,应当进一步对设备的故障原因及存在多个故障点的可能性进行分析,而后针对不同故障采取合理的维修方法,再通电试运行前,要保证电路已复原且足够安全,防止引起电路新的故障。在故障维修完毕后,还要进行一系列的后续工作,如总结维修经验, 做好设备检修记录等。

3.2常用的检修技巧

除了常规诊断手段和维修方法外,有一些经验性的机床电气设备检修技巧也需要掌握。例如在进行检修时,先检查机械设备问题,再检查电路;先对常见故障进行排查,没有结果时再检查特殊问题;先断电诊断和维修,再通电诊断和维修工作等。

4结语

机床是现代化和机械化工厂的重要生产设备之一, 其良好运行是保障生产工作正常进行的必要前提。完善的机床电气设备的维修技术体系和管理手段,不仅有利于增强生产工作的稳定性,提高工厂的生产效率,而且有利于保障工厂的正常经济效益。

摘要：本文针对常见的机床电气设备故障,将其分为自然故障和人为故障等,并进行充分的调查研究,谨慎进行维修操作。掌握扎实的维修手法和技巧是做好机床电气设备维修工作的基础。

关键词：机床,电气设备,维修技术

参考文献

机床电气技术改造 篇8

关键词：数控机床,电气控制,隔离技术

1 数控机床电气控制系统概述

1.1 数据输入装置是将信息指令和各类应用数据输入数控系统的重要装置。

它可以是穿孔带阅读机、软盘驱动器、键盘、存储卡和计算机等。

1.2 数控系统是数控机床的中枢体系, 它将收到的数控指令程序实

行译码、处理刀补、预处理速度、处理插补与位控, 随后有顺序的发出沿着各个坐标轴运动的指令, 直到结束程序。

1.3 可编程逻辑控制器, 假如将数控系统作为人的大脑, PLC就是

人的小脑, 它将会帮助大脑完成一些控制机床的操作, 例如旋转的刀库、打开与关闭切削液、夹紧与放松的卡盘。数控系统与PLC包含了两种关系, 一是将PLC作为组成数控系统的一部分, 这种形式就是内装形式的PLC;另一种关系就是将PLC独立控制在数控系统以外, 也称之为外装形式的PLC。

1.4 主轴驱动系统主要接受驱动指令, 经过调节速度和转矩能够及

时输出驱动信号对主电动机实行驱动转动, 同时进行及时反馈并且有效控制电气闭环速度。利用PLC将轴具表现的各种工作状况通告给CNC以便能够对各项主轴功能实行控制。主轴具有两种驱动形式分别是主轴驱动系统与主轴串行驱动系统, 主轴驱动系统的模拟一般应用变频器。

1.5 电器硬件电路伴随着PLC的功能而逐渐强大, 电器硬件电路

的首要任务就是控制电路生成的电源、隔离部分继电器以及执行各种类型的电气装置, 很好会出现继电器具有的逻辑电路。可是外国进口的一些机床柜还会使用含有一定逻辑的专门组合型的继电器。

1.6 机床包含全部的电动机、制动器、各种开关等。

它们是实现各种机床操作的执行者和各种机床状态的报告者。电动机按照用途可以分为主轴与伺服电动机。主轴电动机是主轴驱动的动力源, 主轴电动机可以使用一般的异步三相电动机和专门数控机床厂生产的电动机;伺服电动机是工作台和刀架的动力源, 伺服电动机具有的调速功能要比主轴电动机要求高, 一般异步三相电动机无法胜任。

1.7 通常需要由集装主轴与电动机的脉冲编码器来完成速度测量。

它将电动机实际具有的转速匹配电压数值输送给伺服驱动系统成为反馈速度信号, 与电压数值具有的速度指令进行比较, 进而对速度实现精确控制。常见的脉冲编码器故障是内脏、电压不足与断线。

1.8 测量位置通常使用光栅尺。

它们主要是对运行中的机床坐标轴具有的实际位置组织直接或者间接的测量, 将测量数值提供给CNC并且使指令位移坐标轴到达指定的位置, 进而精确控制位置。常见的光栅尺故障包含脏与断线。

2 数控机床电气控制系统中存在的干扰因素

数控机床电气控制系统所处的工作环境, 产生一些由于各种因素引发的电磁干扰信号, 利用特定的途径将这些信号输入电气控制系统。能够凭借各种传播干扰源的重要途径, 见那个数控机床电气控制系统具有的干扰划分为两种, 一种是控制系统内部产生的各种干扰, 另一种是控制系统外部产生的各种干扰。电气控制系统中具有的控制模块之间产生的各种干扰一般是通过继电器、开关等装置引起的。可以通过控制系统中的通道进行干扰, 利用空间与供电系统产生的干扰形式迅速接入数控机床内部的控制系统模块之中。对接触器实行的操作可以产生两种干扰信号, 一种是在母线上存在的接触器通过开、合触点引起的各种频率分量的振荡波, 母线相当于天线, 在附近空间中辐射暂态电磁场产生的能量, 在控制系统模块中出现了干扰。该种形式的干扰等同于开关产生的干扰及其所携带的负载模式的大小功率, 一般状况下, 变压器出现的较大功率将会造成更大的强度;另一种是在接触器上的圆通制线、线圈两端产生的过电压, 通过继电器发生的输出以及电源线进入电气控制系统。除此之外, 存在于电气控制系统中的其他信号, 可以经过电源线的传输与耦合电磁空间等模式干扰电气控制系统。最后是电气控制系统的外部环境, 比如电流与电弧产生的强大电磁场和交变的电磁场, 以及较大功率的雷电与变频器等, 传播这些干扰的主要途径是电磁空间耦合。

3 数控机床电气控制系统中的电气隔离技术

3.1 干扰信号控制的电气隔离

3.1.1 光电耦合的隔离技术

光电隔离电路通常是指利用光传送信号, 分别隔离输入和输出电路。充分发挥抑制干扰信号的功能, 合理消除在接地回路中产生的干扰, 并且极快做出响应动作、较长的寿命和较小的体积等特点, 经常在强弱电接口电路中应用。光电隔离主要是通过光电耦合器件实施完成。将发光源配置在输入端, 在输出端则安置受光器, 在电气输入与输出是完全隔离的。光电耦合器主要隔离内部电路和输入信号, 或者将外部电路和内部输出信号进行隔离。连接开关输入电路与光电耦合装置以后, 由于光电耦合装置发挥的隔离功能, 致使其拥有的脉冲各类干扰完全被阻截在一侧的输入回路上。光电耦合装置不能对输入和输出位置的电信号直接实行耦合, 二是以光作为介质进行耦合, 具有较强的电气干扰隔离控制能力。在数控机床电气控制系统中, 由于被测控系统与设备之间会遭遇一定的干扰, 致使信号在传输过程中产生畸变或者失真。此外, 应用远距离设备传输电缆信号, 常常由于设备之间产生的地线电位差, 出现电流地环路现象, 引起干扰差模电压。为了能够强化传输中具有的可靠性, 可以应用光电耦合技术实施隔离, 将电路中存在的连接电气分别实行隔开, 保证他们之间的独立性, 切断有可能产生的环路, 提高电路中存在的抗干扰性。

3.1.2 脉冲变压器具有的隔离技术

脉冲变压器具有比较少的匝数, 同时分别在两侧铁氧体磁心绕一次绕组与二次绕组, 这样的工艺促使它具有比较小的电容分布, 因此能够作为脉冲信号的隔离部件。通过脉冲变压器输出与输入脉冲信号时, 不能够传输直流分量, 应用的PLC进行控制输入输出数字量信号的有关设备, 此时并不需要传递直流分量, 所以能够在数控系统中大量应用。

3.2 供电系统中的电气隔离

3.2.1 应用交流电源隔离技术

交流电网中产生了大量高频干扰与谐波等, 针对电源交流供电控制设备和电气电子装置, 都可以使用相应的抑制手段。应用变压器具有的隔离电源作用, 能够迅速抑制进入交流电源之中的干扰噪声。可是, 一般变压器并不能充分发挥抗干扰功能, 主要原因是, 即使是一次与二次绕组之间存在着绝缘数据, 也能够更好的防止一次侧产生的电压噪声以及直接将电流传送到二次侧, 充分发挥隔离作用。但是, 因为存在的电容分布, 交流电网之中的噪声必须经过分布的电容在二次侧实行耦合。为了能够有效抑制噪声干扰, 必须在绕组之间设置屏蔽层, 这样处理能够有效抑制噪声, 尽量消除干扰, 对设备自身的抗干扰性能发挥了提升作用。

3.2.2 应用直流电源隔离技术

当控制装置与电气电子设备内部的子系统之间需要进行隔离时, 它们各自的直流电源供电之间应需要进行隔离, 其隔离方式:一是在交流侧应用隔离变压器;二是利用直流电压隔离器。

4 结束语

数控机床电气控制非常容易受到周围干扰源的干扰进而引发控制系统出现误动作。为了能够确保控制系统的稳定性, 在设计与安装系统时应当采取合理的抗干扰措施。

参考文献

[1]孙传森.变频器技术[M].北京:高等教育出版社, 2009.[1]孙传森.变频器技术[M].北京:高等教育出版社, 2009.

机床电气技术改造 篇9

1我国传统机床电气当前现状

在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的控制方式, 这些机床触点多、连接线路复杂, 使用多年后就会产生各样问题。比如电路老化、线路板损伤破裂、一些高精度的模块易受温度湿度的影响从而损坏。而且我国传统的机床大都是一体机, 可拆卸程度差, 因而对设备的维护产生诸多不便。机床的可靠性差而严重影响了正常的工业生产。就目前的现状来说, 大多数传统的旧机床虽然还能正常工作, 但其对工艺品的要求精度、生产效率和自动化程度已显然不能满足当前对生产工艺的要求。对这些机床进行改造就显得尤为重要, 改造既是对企业资源的再利用, 走可持续化发展的需要, 也是为了满足企业的新生产工艺要求, 提高企业经济效益的需要[1]。

2 PLC技术在机床电气改造升级中的应用及技术分析

2.1 PLC技术应用的优缺点

在工业生产过程中, 大量的开关和控制设备在实际的工作过程中需要按顺序来进行控制, 并按照逻辑条件进行顺序运作, 也会按照逻辑关系进行一定的逻辑保护。利用PLC技术对机床电气进行改造, 是以PLC为核心控制元件, 利用伺服系统进行智能控制。另外模块的可拆卸性有利于安装和维修, 软件编程的输入也简单可行, 有利于开发者对整个系统进行定期维护和对系统进行实时性更新。但由于当前机床生产厂家的不断增多, 机床机型结构和适用途径的不断变化, 就使得当今的机床机型在应用领域参差不一, 因而在应用编程软件时, 便没有了规范的编程语言。

2.2 PLC技术控制系统解决方案

机床改造的主要目的是为了使机床的加工精度和加工速度得到提升, 利用PLC技术对旧机床的控制系统进行加工改造是当前最新最快捷的一种高科技手段。运用PLC技术进行控制后, 不仅使机床控制电路的接线量大幅度减少, 还大大降低了机床的故障率, 同时也提高了设备运行的安全性和工作的稳定性。当为了满足工艺要求而改变机床原有设计程序时, 只要修改模块中PLC的网络程序就可以实现对其新要求的改变, 操作简单便利。在以后的生产过程中, 大多数设备都要进行联网运作, 这就为PLC在以后的网络信息生产中找到了新的应用领域。[2]

2.3 PLC技术对机床电气改造的过程、步骤及应用

2.3.1要了解传统机床的工作原理及工作过程, 分析传统机床的基本控制方式、控制要求和运作时序要求以及对机床和系统进行相关的保护和采用的联锁控制方式。尽我们最大的努力对实际操作进行可控性评估, 并与实际操作人员进行充分交流沟通, 分析是否需要对现有传统机床的控制操作进行改进, 如有需要则进行可行性预估实验, 以备未来对现有机床进行改进。

2.3.2根据我们的分析整理, 确定所需要的I/O型设备。我们在对传统机床进行改造升级时应尽可能的在原有的机床上进行改进, 这样不仅可以降低成本, 也可以对现有机床的整体不足和需改进的地方进行调整。如果现有机床不能完成工艺要求, 则需要对新机床进行可行性改进, 改进后进行合理性测试。

2.3.3对PLC的机型进行选择。根据被控对象输入与输出的总点数, 选择相应模块的可编程控制器并留有一定的裕量, 最后选出与I/O点数相当的可编程控制器。

2.3.4 I/O总点数的选择。由公式:总存储器字数= (开关量输人点数+开关量输出点数) *l0+模拟量点数*150。然后按计算存储器字数的25%考虑裕量。由算出的结果选择合适的机型。

2.3.5设计并编制I/O分配表, 绘制PLC外部接线图和梯形图。

2.3.6进行程序设计。画好机床控制电路图并修改完善, 编写可行性程序并进行模拟调试。

2.3.7模拟调试后方案可行便进行现场系统调试。在调试过程中可能会出现一系列问题, 发现并逐一解决直到系统调试成功。

2.3.8在机床电气化改造中, PLC在处理开关量控制时起着重要作用, 它主要进行数控和数控机床侧的逻辑信号处理。在数控侧, 数控机床向PLC发送M、S、T等辅助功能的代码信息, PLC将M、S、T命令的应答信号反过来送给数控机床并且控制数控机床各个基准点, 机床侧的PLC则传送控制机床信息, 机床将其操作的开关、按钮等信号传送给PLC。

3结语

在当今社会技术不断发展更新的大环境之下, PLC技术的应用能够及时的发现和解决机床在实际应用中存在的各种类型的问题。同时为企业节省了大量的设备改造成本, 提高了企业的经济效益。PLC技术对机床电气的改造是当今社会高科技发展的主流, 为企业的文化和效益打下了不可磨灭的印记, 全面提升了企业产品在市场中的占有率, 使企业的发展前景和发展环境得到了安全保障。

参考文献

[1]刘松.试论基于PLC技术的机床电气改造[J].黑龙江科技信息, 2012, 26:42.

[2]温利莉.基于PLC技术的机床电气改造研究[J].科技与创新, 2014, 09:13-14.

机床电气技术改造 篇10

关键词：数控机床,电气故障,维修技术

1 数控机床电气故障的诊断

通常, 机床制造厂提供数控机床的PLC程序清单或梯形图, 维护人员往往根据PLC程序分析故障原因, 这对机床的维护人员技能提出了要求。如果维护人员不懂数控系统的PLC语言, 诊断工作将十分困难的。随着数控机床制造技术的发展, 数控机床的诊断功能也成为衡量数控机床性能的一个技术指标。数控系统可以提供硬件、驱动器、编程、操作等相关的诊断功能, 包括带有明确文字说明的报警信息, 或提供在线帮助功能, 或提供报警手册。机床电气故障的诊断也越来越受到机床制造厂的重视。

2 数控机床的电气故障原因和诊断分析

数控机床的电气故障出现的原因主要有电源故障、数控系统位置环故障、偶发停机故障、主轴伺服系统主轴转速异常等。如图1 所示。

2.1 电源故障

维持数控机床系统正常工作的组成部分中, 电源对数控机床的影响较大。可以直接造成数控机床系统的停机或者系统损坏。西方发达国家由于科技水平质量较高, 对机床的电源设计缺少考虑。相对西方国家来说, 我国的电力供电网有较大波动和高次谐波, 再加上人为因素的影响, 机床的电源故障等时有发生。

2.2 数控系统位置环故障

(1) 无指令情况下, 坐标轴产生运动。这种情况的发生, 可能是因为数控机床系统坐标轴漂移过大、速度或位置环的连接不当、反馈的接线开路、系统测量元件遭到损坏等。

(2) 数控机床的坐标无法对零点进行查找。此类情况的发生与接线开路或编码器损坏、光回零减速开关失灵、栅零点标记移位、零方向远离零点等原因有关。

(3) 位置环警报。造成这种状况可能是系统的测量元件已经被损坏、不存在建立的控制接口信号、位置测量回路开路等原因造成的。

(4) 机床加工的工件质量上下降, 在动态性上变差, 甚至在可能在达到某些速度值时产生震动。导轨润滑不充分以至磨损或者机械传动系统间隙过大, 甚至磨损严重, 可能是造成这种状况最大的原因。在排除机械故障后对系统的电气控制上的速度和位置环以及相关参数的匹配状态进行检查调整。

2.3 偶发的停机故障

这种情况的发生与两种原因有关:如果在机床断电后重新通电后故障便会消除, 便是机床的某些特定的操作与功能运行组合下, 引发了相关软件在设计中的BUG而导致。另一种是机床在湿度过大。在我国部分地区, 机床常常被置于厂房大门附近, 在机床运行时长时间开着机床电源柜的门, 附近空气中的大量粉尘、金属碎屑或者水雾便进入其中, 从而影响到电源设备的正常工作。

2.4 主轴伺服系统主轴转速异常

机床主轴伺服系统的主轴速度异常原因有多种可能, 首先, 数控机床的机械传动部位的变速系统可能产生异常, 必须对其加以重新调整。其次, 便是主轴驱动器的电缆连接中断或者驱动器的状态指示灯损坏, 必须对电缆加以重新连接或者更换指示灯。再次, 便是机床控制柜中的位置控制板输出信号的稳定性变差所致。如果上述问题均可排除, 可以再对控制板加以进一步的查看。

3 数控机床电气故障的排除与维修技术

3.1 严格遵循操作规程

数控系统编程、操作以及维修人员要严格遵守操作规程, 严格按照机床和系统使用说明书来进行操作, 尽量避免因为操作不当使数控机床出现电气故障。

3.2 对纸带阅读机或磁盘阅读机的定期维护

数控机床的操作者要对纸带阅读机的运动部分进行定时清理, 每周一次, 要对导向滚轴、张紧臂滚轴加注润滑油, 每半年一次。除此之外, 还要专门清洗磁盘阅读机中磁盘驱动器内的磁头, 要使用专用清洗盘定期进行清洗。

3.3 监视数控系统的电网电压

对于数控系统而言, 其电网电压额定值的安全范围在85% -110%, 在这个范围之外, 数控系统的工作就会出现不稳定的情况, 甚至还有可能损坏重要的电子元器件。这就要求数控机床操作者应该时刻关注数控系统的电压波动。在一些电网质量不高的地区, 要在数控系统上装设专用的交流稳压电源装置, 达到降低故障发生率的目的。

3.4 定期检查和更换直流电动机电刷

要对数控车床, 数控铣床以及加工中心等进行每年一次的检查, 对于频繁加速的机床, 比如冲床工艺, 要进行两个月一次的检查。

4 总结

综上所述, 数控机床操作者要定期对数控系统的硬件以及软件进行检查, 确保数控机床能够安全稳定工作的同时, 将数控机床可能出现的故障消除在萌芽状态。数控机床操作者要学会分析数控系统出现的故障, 懂得如何维修以及维护数控系统, 确保数控机床能够正常工作。

参考文献

[1]何贤义.数控机床的电气维修技术及发展趋势探讨[J].中国高新技术企业, 2011 (05) .

[2]汤宝平.基于Elman神经网络的旋转机械故障诊断[J]计算机集成制造系统, 2010 (10) .

机床电气技术改造 篇11

关键词：继电器；PLC；改造

下面介绍采用PLC改造机床电控系统的一般方法和具体步骤。

1. 改造原则

应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。充分发挥PLC的功能最大限度地满足被控对象的控制要求，是改造控制系统的首要前提，这也是改造中最重要的一条原则。这就要求设计人员在改造前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内外资料。在满足要求的前提下，力求系统简单经济、使用及维修方便。保证控制系统工作安全可靠。保证控制系统能够长期安全可靠稳定运行，是改造控制系统的重要原则。还要考虑适应发展的需要。由于技术的不断发展，控制系统的要求也将不断地提高，改造时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要，在选择PLC，输入、输出模块，I＼O点数和内存容量时要适当留有裕量，以满足今后的发展和工艺的改进。

2.改造流程

2.1.确定控制对象，明确控制任务和改造设计要求，要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电控系统的控制要求，拟定控制系统改造设计的技术条件。

要深入、全面了解需改造机床的工作过程，分析整理其控制的基本方式、完成动作的条件关系，以及相关的保护联锁关系，了解是否需要对现有机床的操作控制加以改进，如有需要，后续改造设计中应予以实现。根据整理结果，确定所需输入、输出设备在保证完成工艺要求的前提下，力求系统简单经济，能最大限度地使用原有的输入、输出设备，降低改造成本。

2.2.制定控制方案，进行PLC选型。

设备工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的，标准的，按照易于扩充其功能的原则，选型所用PLC应是相关工业领域成熟可靠的系统。PLC的系统硬件，软件配置及功能应与设备规模和控制要求相适应。因此在选型时应详细分析工艺流程的特点，控制要求，然后根据控制要求估算输入输出I＼O点数，所需存储器容量，确定所需PLC的功能，最后选择具有高性价比的PLC。根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定电控系统的工作方式。通过研究工艺流程和机械运动的各个步骤和状态，来确立哪些信号需要输入PLC，哪些信号要由PLC输出，哪些负载要由PLC驱动，分门别类统计出各输入输出点。确定I＼O点数时应留有15%～20%的余量，为系统改造留有余地。

2.3.设计I/O连接。编制I/O分配表、绘制I/O接线图。同类型的输入或输出点尽量集中在一起，连续分配，这样有利于程序编写和阅读。对PLC的输入、输出进行合理地地址编号，会给PLC系统的硬件设计、软件设计和系统调整带来很多方便。

2.4.硬件设计与软件设计。

根据所选用的PLC产品，了解其使用性能。按随机提供的资料结合实际控制需求，同时考虑软件编程的情况进行外部电路改造设计，绘制电气控制系统原理接线图，电气布置图及电气安装图。

用户程序的编写，可借鉴原有机床继电器控制电路原理图加以修改完善，也可根据控制要求灵活应用各种基本指令和功能指令采取别的方法灵活进行PLC的程序设计，力求程序简单易读。

2.5.现场运行调试。

在模拟调试合格的前提下，将PLC与现场设备连接。现场调试前要全面检查整个PLC控制系统，包括电源，接地線，设备连接线，I＼O连接等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下才可送电。将PLC的工作方式置为运行。反复调试，发现问题现场解决，如果系统调试达不到指标要求，则可对硬件和软件作调整，通常只需修改用户程序即可达到调整目的。当运行一定时间且系统运行正常后，可将程序固化具有长久记忆功能的存储器中，做好备份。最后将改造设备的全部技术资料整理、归档。

3.实例说明

以CA6140车床的改造为例，采用PLC改造其电控系统的具体过程如下。

3.1.首先必须对原始资料进行详细的了解，明确机床的各控制过程后确定改造方案：原车床的工艺加工操作方法不变，主令电器不变基础上，不改变原控制系统电器操作方法，电气控制系统控制元件作用与原电气线路相同，改造原继电器控制中的硬件接线为PLC编程实现。

3.2.CA6140车床有3台电动机，主轴电机M1拖动主轴的旋转，M2电动机实现切削液供给，M3电动机为刀架快速移动

3.3.CA6140车床电气控制线路原理图如图

3.4.通过了解电力拖动控制要求与控制特点，进而详细分析了原有电力拖动控制线路原理图，确定了各种控制信号性质及其之间的相互关系，同时确定哪些信号需要输入PLC或由PLC输出，以经济实用为前提，选择三菱FX2N-48MR型PLC主机，根据I/0分配表绘制I/O接线图。

3.5.根据控制要求，设计该电气控制系统的PLC控制梯形图。PLC的程序可以采用梯形图、语句表、程序块等形式表示。为了与继电器一接触器系统相承接，采用梯形图形式对镗床电气控制系统进行编程。梯形图与继电器—接触器系统的原理图从本质上相一致，设计方法为参照继电器原理图在保持原有控制逻辑基础上改绘。

4.结束语

从上例可看出，通过使用PLC改造该机床电气系统后，中间硬件环节的减少使线路简化，电气故障减少，维修费用得以降低，生产效率得到明显提高。使用中间继电器越多的机床设备采用PLC对其电控系统进行改造越能体现PLC控制的优势。从实际情况考虑，采用PLC对一些旧式机床设备进行改造是有必要的，从经济和技术角度考虑也是可行的。实践证明，利用PLC对旧机床进行改造的确是一种行之有效的手段。

参考文献：

[1]电气控制与可编程序控制器应用技术 主编：郁汉琪 东南大学出版社

[2]PLC行业应用实践 主编：李方园 中国电力出版社

[3]可编程序控制器应用技术 主编：张万忠 北京化工工业出版社

[4]维修电工实用技术手册 主编：王兵 北京机械工业出版社

[5]三菱FX系列可编程序控制器编程手册 三菱公司编

机床电气技术改造 篇12

目前采用继电器控制的旧式普通机床设备仍在企业中广泛使用,特别是在一些工业欠发达地区,这些设备的使用率还比较高,在企业中仍然起着较大的作用。由于这些设备使用多年后故障率高、维修量大、可靠性差;其精度、效率、自动化程度都已不能满足当前生产需要等原因严重影响了正常的生产。用可编程序控制器(PLC)改造机床电控系统,具有投资省、见效快的特点,是非常现实的技术改造方案。特别是一些加工工艺较特殊的机床设备,采用PLC实现机床电气系统的控制更有优势。所以对这类普通机床控制系统进行改造是非常必要的。下面介绍采用PLC改造机床电控系统的一般方法和具体步骤。

2 改造的原则和流程

2.1 改造原则[1]

1)应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。

2)在满足要求的前提下,力求系统简单经济、操作方便。

3)保证控制系统工作安全可靠。

4)考虑今后生产的发展和工艺的改进,在设计容量时,应适当留有进一步扩展的余地。

2.2 改造流程[2]

1)确定控制对象,明确控制任务和设计要求,要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电控系统的控制要求,拟定控制系统设计的技术条件。

要深入、全面了解需改造机床的工作过程,分析整理其控制的基本方式、完成动作的条件关系,以及相关的保护联锁关系,了解是否需要对现有机床的操作控制加以改进,如有需要,后续设计中应予以实现。根据整理结果,确定所需输入、输出设备在保证完成工艺要求的前提下,力求系统简单经济,能最大限度地使用原有的输入、输出设备,降低改造成本。

2)制定控制方案,进行PLC选型。根据生产工艺和机械运动的控制要求,确定电控系统的工作方式。通过研究工艺过程和机械运动的各个步骤和状态,来确立哪些信号需要输入PLC,哪些信号要由PLC输出,哪些负载要由PLC驱动,分门别类统计出各输入输出点。PLC机型的选择和I/O配置是硬件设计的重要内容。PLC的选型基本原则是满足控制系统的功能需要,准确地统计出被控设备对输入输出点数的总需要量是PLC选型的基础。确定I/O点数时应留有15%~20%的余量,为系统改造留有余地。对PLC的输入、输出进行合理地地址编号,会给PLC系统的硬件设计、软件设计和系统调整带来很多方便。

3)设计I/O连接。编制I/O分配表、绘制I/O接线图。同类型的输入或输出点尽量集中在一起,连续分配,这样有利于程序编写和阅读。

4)软件设计。用户程序的编写,可借鉴原有机床继电器控制电路原理图加以修改完善,也可根据控制要求灵活应用各种基本指令和功能指令采取别的方法灵活进行PLC的程序设计,力求程序简单易读。

5)调试。将设计好的程序输入PLC后应仔细检查和验证,在实验室模拟调试,观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求,发现问题及时修改,调试成功后还应进行技术资料整理、归档。

6)现场运行调试。进行现场调试的前提是PLC的外部接线一定要准确无误,反复现场调试,发现问题现场解决,如果系统调试达不到指标要求,则可对硬件和软件作调整,通常只需修改用户程序即可达到调整目的。PLC系统设计流程如图1所示。

3 实例说明

以T617卧式镗床的改造为例,采用PLC改造其电控系统的具体过程如下。

1)首先必须对原始资料进行详细的了解,明确机床的各控制过程后确定改造方案:原镗床的工艺加工操作方法不变,主令电器不变;主电路各器件检查、维修,以至更换,主电路接线保留原状;控制回路取消原有继电器控制形式,选用PLC实现相同的控制功能;控制变压器保留,为PLC提供220V电源。

2)通过了解电力拖动控制要求与控制特点,进而详细分析了原有电力拖动控制线路原理图,确定了各种控制信号性质及其之间的相互关系,同时确定哪些信号需要输入PLC或由PLC输出,以经济实用为前提,准确选择PLC主机。具体情况如下:

T617卧式镗床有控制按钮5个,行程开关5个,一个照明开关,以及速度继电器两个转向的对应接点需分别占用输入点。输出用了5个接触器,2个指示灯,1个照明灯。合计输入13点,考虑到照明开关和照明灯、报警用的行程开关和报警指示灯都没经过其它中间控制环节,所以不需经过PLC,直接采用原开关K和5XK控制即可,此外尚有一个作为电源总开关的接触器6C不经PLC控制,需保留原控制方式。据此,PLC共用了11个输入点,6个输出点。考虑该设备改造后不需再改动,所以选用价格相对较低的三菱FX0-20MR型PLC,此型PLC因不可扩展,故价格便宜。共有12个输入点,8个输出点,经济实用,能满足需求,还略有余量。

3)编制I/O分配表、绘制I/O接线图。各个输入/输出点的PLC I/O地址分配如表1所示,I/O接线图如图2所示。

4)根据控制要求,设计该电气控制系统的PLC控制梯形图如图3所示。

本程序只作参考程序,根据设计方法的不同,PLC程序可有多种方案。

5)进行模拟调试,观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否符合要求。如果系统调试达不到指标要求,则可对硬件和软件作调整,直至达到要求。

4 须注意的几个问题

1)选择机型基本原则是满足控制系统的功能需求,要注意留有余量,为日后的系统修改及工艺变更提供方便。

2)在改造中注意外围设备与所选PLC输出类型相匹配。

3)注意梯形图程序的联锁保护要与接触器、继电器触点的联锁保护相结合,以达到更有效、更稳妥的保护。例如,在PLC程序中,已经对电动机正反转控制进行互锁保护,但实际交流接触器触点熔焊,不能断开,此时电动机换向势必造成电源短路。如果增加正、反转接触器的互锁,则可避免电源短路。

4)为保证安全,重大的安全保护部分不接入PLC,而直接作硬件处理。例如,急停按钮、紧急限位开关等,不接入PLC输入端,直接接入PLC输出端,对负载电路进行保护。

5)应最大限度保证控制系统工作安全可靠。

5 结束语

从上例可看出,通过使用PLC改造该机床电气系统后,去掉了原机床的5只中间继电器,中间硬件环节的减少使线路简化,电气故障减少,生产效率得到明显提高。使用中间继电器越多的机床设备采用PLC对其电控系统进行改造越能体现PLC控制的优势。从实际情况考虑,采用PLC对一些旧式机床设备进行改造是有必要的,从经济和技术角度考虑也是可行的。实践证明,利用PLC对旧机床进行改造的确是一种行之有效的手段。

参考文献

[1]劳动社会保障部教材办公室.可编程序控制器及应用[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.