电气数控

电气数控（共12篇）

电气数控 篇1

摘要：自改革开放以来, 我国社会不断发展, 国民经济水平不断提高, 尤其是科技水平的发展极大地促进了我国各行各业的发展, 尤其是计算机技术和网络技术的广泛应用, 使得我国各行各业都进入了一个新的发展阶段。在机械制造行业, 计算机也被广泛应用到各个相关领域, 尤其是数控技术, 在机械制造行业中所起到的作用尤为突出。数控技术应用于机械制造行业, 使得机械加工与制造的自动化水平和生产效率都有了明显的提升。数控技术大大提高了机械制造业的自动化水平与自动化速度, 机械制造行业中的数控车床中的关键技术就是数控技术。文章从数控车床技术的工作原理出发, 分析了其功能特点, 并在此基础上主要进行了电气自动化数控车床的电气控制设计, 希望能够为相关行业的发展提供一些借鉴, 仅供参考。

关键词：电气自动化,数控车床,设计,电气控制

引言

近些年, 我国的科学技术总体水平得到了大幅度的提高, 尤其是机械制造技术和计算机技术等, 数控车床技术完整的将机械制造技术与计算机技术有机结合, 实现了机械制造工艺的优化。数控机床主要有两部分组成:机械部分和机械部分。一般情况下, 数控机床的电气系统的使用寿命在5-10年, 机械系统零部件的使用寿命在20-25年, 机械部件比电气系统有更长的使用周期, 在电气系统运行5-10年后, 数控机床的电气系统会经常出现故障, 导致数控机床无法使用或者影响生产效率。因此, 对数控机床进行电气控制设计, 延长其使用期限, 保障数控机床的生产效率是十分必要的。现阶段, 机械制造行业内部的许多数控机床已经开始进入到故障期, 其使用年限都已达到极限, 在生产使用中, 其精确度、安全性和平稳性都不能符合生产需求, 经常会出现故障错误、延误生产工作, 无法满足日益提高的生产需求。因此, 进行数控机床的电气控制设计, 改造出现故障的数控机床电气控制系统, 能有效地提高数控机床的使用年限, 更好的发挥数控机床的功能和作用, 提高数控机床的生产效率。

1 电气自动化数控车床的电气控制系统

1.1 工作原理

数控车床的工作原理是通过计算机程序实现的, 在数控机床的工作过程中, 工作人员将需要加工的工件的具体需求以文字和图片的形式, 运用计算机的程序将其转换为符合数控车床系统的代码, 并将其输入到数控机床的控制系统中进行加工件的加工, 数控机床系统会根居输入的信息进行加工控制, 保证加工程序与加工件的需求一致, 进而实现运用数控车床进行加工件加工的工作。

1.2 功能特点

(1) 数控机床在加工与使用的过程中对加工件的的适应性高, 大部分符合数控机床生产要求的产品都可以加工, 在加工过程中精确度、稳定性和平稳性都很高, 符合机械产品的加工需求, 而且可以与加工件的加工需求相匹配, 实现生产的需求, 对于比较复杂的加工件, 数控车床能够进行适当的调整, 使数控车床的加工工作符合加工件的需求。

(2) 数控车床在生产加工过程中的操作简单方便, 节省生产时间, 尤其是在加工件的加工过程中, 如果出现加工件某部分需要进行更改的状况, 使用数控车床加工时不用重新进行加工, 只需直接更改数控车床的数控程序, 使之符合加工件的加工需求即可, 节省了生产时间, 提高了生产效率。

(3) 数控车床在生产与使用过程中, 提升了机械制造加工行业的自动化水平, 使之在日益激烈的市场竞争中脱颖而出, 尤其是数控机床技术运用了计算机信息技术, 有利于机械制造行业的生产与管理。数控车床的操作与使用要求工作人员具有更高的业务能力和技术素质, 许多相关的工作人员都进行了相关的培训, 提高了相关行业的整体专业技术水平。

2 数控车床的组成架构

2.1 电气自动化数控车床的组成部分

数控车床作为自动化技术的一种体现, 具有高效率、高精度的特点, 它是将计算机系统与机械设备统一加工的综合体, 由伺服装置、驱动设备、CNC单元、传输设备、可以编写程序的控制器以及电气控制设备、车床本体、协助装备及检测装置所组成。

2.2 车床本体

数控车床的主体在真个数控车床之中占有重要地位, 数控车床的主体是从传统的车床演变而来的, 但在结构上与传统的车床有了很大的不同, 尤其在刀具设备的结构和具体的操作设置上, 数控机床的结构自动化程度更高更能适应加工件的加工需求, 最大程度的提高生产效率。

2.3 传输装置

数控机床的传输装置是通过网络通讯技术实现的, 一般情况下数控机床的传输工作处于数控机床加工工作的开始阶段, 工作人员将加工件的数据通过传输装置输入到控制系统之后, 才能进行具体的加工工作。数控机床在早期的发展之中, 传输装置是由磁带进行信息的输入的, 后来经过科学技术的不断发展, 逐渐改变了传输介质, 先后经历了磁盘、键盘等, 现阶段, 数控机床的传输介质主要采用DNC网络通讯, 这种方法更加方便快捷、准确性更高, 对数控机床的正常运行十分有利。

2.4 能够编程的控制器

编程控制器在数控机床的整体自动化工作中起到重要的作用, 在数控机床中使用能够编程的控制器能够对数控机床系统及其使用进行自由控制, 提升了数控机床运行的方便性与快捷性, 在数控机床的生产中能够对产品实行更加及时有效地控制, 在数控机床的设计中被广泛使用。

3 关于电气控制系统的设计

根据数控车床的结构特点与组成部分, 设计了一款数控车床的电气控制系统, 下面从以下两方面进行简要分析。

3.1 对伺服驱动电气控制系统的设计

数控车床的电气控制系统对数控机床的工作起到十分重要的作用, 伺服系统的电气控制系统的设计十分重要, 在进行伺服系统的电气控制系统设计要从控制数据开始。电气控制系统应该从CNC装备开始传输数据, 将数据通过伺服系统进行相对运动来完成操作。现阶段, 计算机技术和网络技术不断发展, 在进行本款数控车床的伺服系统设计时, 为了使数控车床伺服系统的各类零部件与伺服系统软件技术相结合, 使之在加工过程中符合加工件的需求, 在设计过程中, 采用PLC技术进行控制, 提升伺服系统的抗干扰性。

3.2 对主轴电气控制系统的设计

数控车床系统中的主轴对加工件生产过程中的精确度有重要的影响, 同时对加工件的质量和整体的生产效率都有影响, 因而, 在进行本款主轴电气控制系统的设计时, 综合考虑各方因素。 (1) 在进行主轴的电气控制系统设计时, 根据电气控制的要求, 设计了合理的电气原理图, 编写了正确的PLC程序。 (2) 确定了主轴的大小、转速、运行位置、运行速率等, 根据加工需求, 进行了标准配置, 合理的选用元器件, 使本款设计能够保障主轴的精确度, 保证加工件生产过程中的稳定性。

4 结束语

根据文中对数控机床的电气控制设计的设计可以看出, 数控机床的电气系统设计是数控机床工作中的重要组成部分, 对数控机床自动化的发展具有重要的推动作用, 与此同时, 数控机床的发展对我国相关行业的发展具有重要的推动作用, 因此, 在今后的工作中, 相关工作者应该加强对数控机床电气控制系统的设计研究, 进一步提高数控机床技术, 促进机械制造业的发展。

参考文献

[1]魏杰.数控机床结构[M].北京:化学工业出版社, 2009.

[2]方承远, 许廖, 王炳实.工厂电气控制技术[M].机械工业出版社, 2006.

[3]李清新.伺服系统与机床电气控制[M].北京:机械工业出版社, 1994.

[4]杨林建.机床电气控制技术[M].北京:理工大学出版社, 2008.

[5]邓星钟.机电传动控制武汉[M].华中科技大学出版社, 2007.

电气数控 篇2

电 气 操 作 说 明 书

四川广元国营天源机械厂

2010-6/1

油道检测机电气操作说明书

操作、维修本设备前，请仔细阅读设备电气图纸及本操作说明书，熟悉操作规程。

工艺原理：通电机把4件工件高速旋转，在转动的同时，数控电机夹住4根转头按照程序向工件推进，同时从转头中吹出冷却空气。

一、开机前的准备

1、电源检查：电源为3相5线制，380V±10%，50Hz。

2、气压达到0.5兆帕

2、整机检查：整个设备上应无不安全情况（对人员和设备）存在；检查确认后方能进行下列操作。

二、电源操作

1、合上总电源开关QF1，控制柜上电

2、合上电源开关QF2、3，变频器通电

3、合上开关QF4，吸尘器通电

4、合上开关QF5，排屑机通电

5、合上开关QF7，润滑泵通电

6、合上开关QF8，DC24V电源通电

7、合上开关QF9，伺服驱动器通电

7、合上开关QF10，数控面板通电 三．运转操作：

1、首先在松开紧急停止开关，数控面板上电。

2、把要加工的工件放在平台上，按下“启动”按钮，夹紧电磁阀动作，将工件夹紧，程序自动运转。

3、当出现异常情况时，按下“紧急”开关，电机及伺服电机停止动作。等到电机完全停止转动后，按下“松开”按钮，夹紧气缸退回，将工件松开。

5、在自动程序准备好的情况下，按下面板的“水泵”键，夹紧气缸动作夹紧，再按一次，停止夹紧，但不会松开；按下“松开”按钮，夹紧气缸退回。

四川广元国营天源机器制造有限公司

油道检测机电气操作说明书

四、注意事项

1、每次数控电机自动启动时，必须从数控程序的Z50坐标开始；可以通过手动来移动伺服电机。

2、自动工作时必须开启吸尘器，以及转头冷却空气。

3、工件旋转电机是变频电机，速度可以进行调整，（按照变频器说明书操作）

数控机床电气改造问题研究 篇3

【关键词】数控机床；电气；改造

随着我国各大加工企业的快速发展，数控机床在各大领域中的应用也越来越广。数控机床的数量以及技术水平，决定了企业的综合实力、工业企业的现代化程度，甚至影响着一个国家的整体国力。而数控机床电气是机床整个结构中重要的一部分，它的改造情况直接影响着机床的正常运行。因此，数控机床电气改造问题已经得到了各大企业的高度重视，因为它不但关系着机床的健康运行，也影响着企业生产效率能否提高，从而进一步影响企业的经济效益。

1、数控机床电气改造的重要性

近年来数控技术的广泛应用已经成为了工业产品生产自动化与集成化的基础，并已渗透到各大工业领域当中。数控机床的使用数量以及其技术的发展水平直接影响着工业企业的生产能力、现代化的程度以及一个国家的综合实力等。

随着数控机床在各大领域的不断应用以及其技术水平的逐步提高，其问题也在不断的涌现出来，目前电气元件损耗以及精确度下降等问题已经成为数控机床的普遍问题，比如：由于电气连接元件被氧化导致它的接触可靠性降低；由于电机的整流子损耗而导致光电器件性能的下降；由于漏电等现象导致的信号异常以及参数误差等，这些都会影响数控机床设备的正常运行。然而随着数控技术的发展速度越来越快，那些在技术以及工艺和理论方面都没有办法跟上时代脚步的厂家，很可能就会被社会所淘汰，从而失去了原来设备配套服务的保障。同时，在激烈的市场竞争环境下，市场对生产制造企业提出的要求也越来越多。生产企业必须要通过不断提高产品的加工质量、减少加工时间、降低能源损耗等方法才能在激烈的市场竞争中获得一席之地。为了能够实现这个目标就必须要不断提高数控机床的技术水平。可是由于考虑到数控机床设备的资产价值非常高，如果被直接淘汰太过于浪费，因此对数控机床主要部件的工艺改造就成为了各大企业高度重视的问题。

2、数控机床电气改造的具体内容

数控机床电气改造的具体内容主要有以下几个方面：

第一，对数控机床出现问题的部位进行查找和维修，也就是对其功能进行复原，对它的电气零部件进行更换和翻新，从而提高数控机床的生产效率以及产品的生产质量。

第二，还要对那些没有办法满足生产要求的电气系统做出翻新。

第三，数控机床的电气改造还包含对数控技术水平的改革，从而进一步促进数控机床系统功能的发挥。

3、数控机床电气改造要注意的问题

3.1改造前应注意的问题

数控机床在电气改造之前要注意的问题主要有以下几点：

第一，方案的确定以及可行性的分析。数控机床电气在改造之前的可行性分析是非常重要的，它的准确度直接影响着电气改造后的整体效果。所以电气改造的相关工作人员一定要从原机床设备的真实情况出发，对原设备与其它同类机型在功能、使用性以及可靠性等方面的差异做出详细的分析，同时还要根据企业自身的技术水平和企业以后的发展规划等方面做出考量。因为数控机床是机电一体化的设备，数控设备一旦出现机械损耗、走形以及泄漏等问题都会给电气系统的改造带来很多的影响，所以可以先通过熟悉掌握数控设备的整体情况之后再对机床的处理方式进行判断，之后再按照加工企业对设备的使用情况以及企业的经济状况来选择原有电气系统的升级和新电气系统的应用。

第二，在电气改造之前，一定要第一步完成对相关设备机械部分的测算、制图、设计以及零部件的制作，同时还要掌握好新电气系统的详细资料，仔细阅读好系统原理的说明、安装调试的说明以及相关的使用和编程手册等，在熟悉并掌握新系统的功能以及要求之后，再去转换设计新旧系统的接口。另外，还需要充分考虑到新系统和旧系统的功能匹配以及数模之间的转换等问题。之后一定要对新的电气改造系统制定出详细的调试规范以及检验的要求，同时再结合该新电气系统的具体工作内容来对机械设备、电气、液压以及传感等各个项目做出调试和检测，另外在验收的过程中一定要严格依据相关检验标准来进行，不能随意的做出修改。

3.2电气改造过程中应注意的问题

数控机床电气改造过程中要注意的问题主要有以下几点：

第一，在对电气进行正式改造的过程中，一定要高度重视对原机床的综合维护，同时还要对电气系统中保留下来的部分做出调试，保持未进行改造的部分能继续健康的运行。

第二，对原来电气系统的拆卸一定要参照原来的图纸，并要及时的在原来图纸上作出标识，以免被落下。在拆卸的过程中很可能会看出新系统的缺点，应该及时合理的对新系统进行补充和修改，拆卸下来的的旧系统以及一些零部件一定要做好分类，做出妥善的保管，把那些仍然具有利用价值的零部件，可以作为其它数控机床的备用部件。

第三，原电气系统被拆除之后一定要对新系统的位置和布线进行合理的安排，比如，对箱体的固定、线路的走向及固定以及对元器件位置进行调整等。一定要保证连线工艺的规范化。

第四，以上的一系列工作结束之后，一定要按照之前所定的流程和要求开展调试工作。调试的相关工作人员一定要时刻保持清醒的头脑，及时的做好记录，一旦发现问题，要做出合理化的解决。另外，在调试过程中要先对安全保护系统的灵敏度进行测试，以免发生事故；调试的场地一定要保持干净；各个运动的坐标拖板一定要位于整个行程的中心部分，能够空载进行试验的，就先进行空载再进行加载；能够进行模拟试验的，就先进行模拟之后再采取实际行动；能够手动的，就先采取手动后采取自动。

3.3电气改造后应注意的问题

在对电气改造之后，验收工作是非常重要的，要时刻对数控机床的机械性能、电气的控制功能以及控制的精度和切削能力等方面给予高度关注。比如以电气的控制为案例，在把电气系统本身的功能和精确度与标准的计量设备（比如，激光干涉仪和坐标测量仪）做对比的同时，还要与原来数控机床设备的功能和精确度做对比。用量化的结果判断出改造后的整体效果。电气改造完成之后，一定要把相关的图纸和档案保存好，让它保持完整和连续，为以后数控设备的进一步改造提供帮助。

4、结语

综上所述，数控机床目前被各大领域广泛应用，而电气作为数控机床重要的组成部分，它的改造问题已经得到了越来越多的关注。数控机床电气改造是一项相对复杂的工程，它的合理化改造可以提高数控机床的使用情况，还能提高企业的生产效率，从而提高企业的经济效益。

参考文献

[1]王红.旧数控机床改造的意义及其技术途径[J].机械制造与自动化，2012（6）.

[2]孙如军，孙莉.经济型数控机床改造的优化方案研究[J].机床与液压，2011.

数控机床的电气维修 篇4

1 数控机床常见电气故障的分类

数控机床的电气故障可按很多种类进行划分, 如故障性质、表象、原因、后果、部位和元件类型等。

(1) 按故障发生的部位, 分为硬件与软件故障两种。硬件故障即指电器元件、电子、电线电缆、印制电路板、各接插件等与电气有关的实物发生不正常状态甚至损坏, 这些故障需要修理甚至更换才能排除, 其中老化或超过使用频率寿命居多。

软件故障一般指PLC逻辑控制程序或者是驱动器控制参数产生的故障。零件加工程序故障也属于软件故障, 但此多为操作人员编程错误导致。驱动器控制参数的故障可以通过恢复驱动器的出厂设置, 并按照相应的参数进行重新输入修改来解决。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失, 出现这种故障只能与设备的生产厂家或系统相关的售后服务机构取得联系来解决。

(2) 按故障发生的元件类型, 亦称电气控制系统, 通常分为“强电”和“弱电”故障两大类。“强电”一般指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的断路器、熔断器、电源变压器、继电器、接触器、电动机、行程开关等电气元件及其所组成的控制电路部分。这部分的故障相对直观, 虽然在维修、诊断方面较为方便, 但由于它处在高压、大电流的工作状态, 而且故障概率相对于“弱电”部分较高, 因此必须引起维修人员的足够重视。

数控机床的“弱电”一般指控制系统中以电子元件、集成电路为主的控制部分, 包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动器和输出输入单元等。“弱电”故障同样有软件与硬件之分。“弱电”的软件故障指在硬件正常情况下所出现的动作错误、数据丢失、参数紊乱等故障, 常见的有:加工程序出错, 系统程序和参数的改变或丢失, 计算机运算出错等。硬件故障方面是指上述“弱电”各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。

(3) 其他一些分类有:按照是否有故障报警指示, 包括报警灯、数控系统报警信息、驱动器报警信息等, 可对照查询相应的说明书或手册来判断。无报警信息的故障, 其分析诊断难度通常较大, 而且此类故障也不少, 需要具体情况具体分析。

按照出现的或然性, 分为系统性故障和随机性故障。系统性的故障指系统主机中的硬件损坏或只要满足一定条件, 数控机床必然会发生的故障, 此类故障较为常见, 只要找出根本原因, 维修后即可恢复正常。随机性故障指在相同条件下偶尔发生, 此类故障分析比较困难, 通常机床机械结构的松动、部分电气元件的特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高导致失灵等有关。此类故障的分析需反复试验、综合判断并加之多年的经验积累进行分析排除。

还有按照故障产生的原因, 是数控机床自身的故障还是外部导致的, 外部故障包括供电情况、使用环境的自然因素以及人为操作因素造成的故障。

事先清楚了解故障产生的原因, 对数控机床故障的分类, 分析, 排除有很重要的影响。熟练掌握各种数控机床故障的分类方法特点和症状, 有利于在故障发生时快速准确的找到导致故障的根本原因, 并迅速有效的排除故障, 从而降低工业生产等工作的时间成本。

2 数控机床电气故障的分析与排除方法和技巧

(1) 首先一个维修人员在故障发生后要尽可能的保持现场情况, 并且仔细询问故障现象和状态, 同时确认机床的型号、控制系统、报警信息及故障部位及现象, 为之后的维修做好充足的准备。

(2) 多数情况下, 现场人员反馈的信息都比较笼统, 多为“停机”、“不动了”、“某一个动作走不了了”等简单描述。所以维修人员到现场后, 不必马上开机试验或动手维修。

(1) 首先需要观察, 是否有异常声音、烟、味等, 并且细致的询问现场人员故障的产生过程、现象和后果, 此询问在整个分析判断过程中将多次进行。根据详细咨询故障信息, 可按照之前的归类方法进行逐步判断, 而后进行排查。 (2) 然后检查各电控系统, 如数控系统、驱动器、变频器、其他仪器仪表是否有报警指示。很多外围电气元件报警也都将导致数控机床停机等故障。一般情况下, 各电控系统若未烧坏都会显示出相对准确的报警信息, 可参照相应的说明书和手册来查询进行故障的排除。若烧坏, 则不要马上拆下更换, 必须先测量此元件进出线回路及电源是否存在短路或者虚联问题, 在其相联元件回路稳定的情况下, 很多问题均是由连接点虚联, 导致局部电流打火产生高温烧坏电气元件的, 若是外部连接的元件烧坏短路导致的则需要先更换损坏元件。 (3) 如果设备断电, 则在送电前必须检查电源的电压情况以及数控机床的各强电连接点是否存在短路虚连等情况。作为整台机床正常工作及维修系统的能量来源, 电源的失效或故障轻者会丢失数据、导致停机。重者会毁坏系统及工件。我国很多地方的电力供电网都有较大波动和高次谐波, 再加上一些人为的因素, 难免会出现电源引起的故障, 所以要对供电电源情况进行测量检查。 (4) 如果硬件故障排除了, 则通电对程序软件进行检查。可以对故障点的相关步骤进行逐步动作运行检查, 或相关参数进行重新校对, 目前随着现代数控系统的可靠性越来越高, 数控系统本身的故障率越来越低, PLC及参数突然紊乱的情况并不多见。

同时需要注意的是数控机床周围使用的环境也需要考虑, 包括现场及自然环境, 如污染、气候、电磁干扰及机械振动等, 都是数控机床故障的诱因。

(3) 数控系统的维修可按照多种技巧来排除。有如下几种: (1) 先外部后内部, 即先检查外围硬件故障而后检查内部程序参数故障。 (2) 先机械后电气, 机械部件较为直观, 容易排查。 (3) 先静后动, 即先断电检查, 必须排除危险后方可通电。 (4) 先简单后复杂, 很多复杂问题可能是有简单的所牵连导致。

最后要对故障维修进行有效的记录, 快速准确的维修是建立在经验的积累和总结上的。

摘要：各种类别的数控机床在工业制造、加工、生产等领域的应用也更加广泛, 同时, 由于工业生产对数控机床的依赖日益增多, 数控机床产生的故障数量也相对增加, 因此在对进行维修的要求也变得更加快速准确。数控机床的电气故障相对机械故障更缺少实物性质的直观, 本文即对各类电气故障进行概述以便及时判断问题点, 从而更快捷的修复设备。

电气数控 篇5

A．接地 B．电动机 C．检测元件 2．主轴提供切削过程中的转矩和功率，主轴电动机一般使用()。

A．直流伺服电动机 B．笼型异步电动机 C．步进电动机 3．正弦波脉宽调制(SPWM)变频器的工作原理中运用了：冲量（窄脉冲的面积）相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果()这一采样控制理论重要结论。

A.不同 B．基本相间 C．无关 4．位置检测装置按检测量的测量基准，可分为()和增量式测量。

A．绝对式 B．直接测量 C．回转型 5.旋转编码器是一种()检测装置，在数控机床中得到了广泛的使用。

A.直线位移 B．角位移 C．短距离直线位移 6．数控系统除了位置控制功能外，还需要主轴起／停、换刀、冷却液开／停等辅助控制功能。这部分功能一般由()实现。

A．输入／输出装置 B．数控装置 C．可编程序控制器(PLC)7．()用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。

A．位置检测装置 B．进给伺服系 C．数控装置 8．梯形图中当输入点10.1的状态为“O”、输入点IO．O的状态为“1”时，输出Q O．2为()。

A．“1” B．“0” C．都不是 9．()不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。

A．直线控制的数控机床 B．轮廓控制的数控机床 C．点位控制的数控机床 10．数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些()的有害的电气瞬变现象。

A．可预见 B．确定 C．不确定 11．传统的继电接触器控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少，目前大都用()取代。

A．可编程序控制器 B．数控装置 C．通用计算机 12.如图，PLC中块的“或”操作就是将梯形图中以LD起始的电路块和另外以LD起始的电路块并联起来。当输入点IO．1与输入点IO．2的状态都为“1”时，输出oo．O为()。

A．“1“ B．“0“ C．都不是 13．()是各种PLC通用的一种图形编程语言，在形式上类似于继电器控制电路。它直观、易懂，是目前应用最多的一种编程语言。

A．语句表 B．梯形图 C．功能表图 14.目前，数控机床主要采用变频调速等先进交流调速技术，由电动机学基本原理可知，该交流调速技术通过改变()进行调速。

A．定子供电频率 B．磁极对数 C．定子供电电压 15．位置检测装置输出信号的变化量相对于输入信号变化量的比值为()。

A．灵敏度 B．测量范围 C．零漂 16．用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置电气控制系统图是()。

A．电气原理图 B．电器元件布置图 C．电器安装接线图 17.数控机床的进给运动是由()完成的。

A．进给伺服系统 B．位置检测装置 C．可编程序控制器 18．()是数控系统的核心。

A．进给伺服系统 B．数控装置 C．可编程序控制器 二、判断题（对认为正确的题标注“√”，错题标注“×”；

每小题2分，共20分）19．热继电器的作用是对电路进行短路保护。(×)20.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。(×)21.绝对式位置检测是：每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。(√)22.数控机床位置检测装置的分辨率与数控机床的分辨率精度是相同的。(×)23.接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线(通常为24V)和一根输出线。

(√)24.电器元件布置图是用规定的图形符号，根据原理图，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。(√)25.屏蔽技术利用金属材料制成容器，将需要防护的电路或线路包在其中，可以防止电场或磁场的耦合干扰。(√)26.直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，也适合于较大容量(大于10KW)的电动机。(×)27.开环伺服系统即为无位置反馈的系统，其驱动元件主要是步进电动机。(√)28.继电器的输入信号只能是电流、电压等电学量。(×)三、简答题（每小题6分，共12分）29．什么是时间继电器？ 答：时间继电器是一种触头延时接通或断开的控制器，它在控制系统中的作用是通电延时和断电延时。

30.正弦波脉宽调制(SPWM)变频器采用的重要理论基础是什么？ 答：在采样控制理论中有一个重要结论，冲量（窄脉冲的面积）相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。电动机就是一个惯性的环节，该结论是SPWM控制的重要理论基础。

四、分析题（14分）31.数控机床的基本组成如图所示，试分析说明控制系统各部分的作用。

机床数控化电气设计策略之我见 篇6

关键词：机床改造;电气控制;电气设计

目前许多数控化改造的设计存在诸多问题：选择电机参数时，使用的计算方法欠精确;数控系统类型和功能选择不合理;电气部分的改造不规范等等。因为数控机床电气设计、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，在数控机床电气控制方而还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。本文将对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，为普通机床数控化改造中的电气设计提供依据。

一、机床数控化改造作用分析

对普通机床进行数控化改造，关键技术在于对机床精度的恢复。旧机床一般在工作车间已经工作多年，其中导轨、溜板等都有不同程度的磨损。在有条件的时候，按常规机床大修的方法，对机床导轨进行磨削，磨削量以保持床面有一定的表面硬化层为宜。若旧机床磨损严重，磨削后，表面硬化层已去除，可采用电刷镀的方法加工耐磨表层。与床身相匹配的溜板，一般可采用刮研的方法修配恢复精度。在导轨磨损量较大的情况下，也可采用贴塑工艺恢复机床导轨精度。主轴精度的修复是改造机床维修的另一个侧重点。可采用更换主轴轴承等传统方法配合电刷镀工艺完成。主轴箱通常需单独修复，并调试验收精度。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，恢复机床精度。

二、机床数控化电气设计方法分析

在确定改造方案时，由于受经费等多方面因素的影响，绝大多数用户都会保留驱动及电机部分而只更换系统。考虑到延续性和兼容性，如果用户在经费方面没有问题，我们通常采用SIEMENS802D系统。该系统是西门子公司于20世纪90年代中期推出的一款纯数字高档数控系统，与之匹配的驱动和电机也都是数字的。其由于具有功能强大、使用灵活等特点，自问世以来，在机械加工设备中得到了广泛的应用。国内车床数控系统基本上都是采用西门子公司生产的8M系统，PLC通常采用西门子公司生产的$5--150系列，驱动部分则大多采用西门子公司生产的直流驱动。要根据所选系统的不同来选择相应的PLC。SIDlENs802D系统所配的PLC是S5-135wD，该类型PLC硬件有2种选择形式：一种选择是分布I/O（DMP），另一种选择是扩展单元185U。通过对2种选择的比较分析可知，DMP的接线比较麻烦，但是价格较便宜，而185U接线比较简单，但是价格较贵。如果单纯只从使用的角度进行选择的话，以上2种方案都可以满足系统的功能要求。

三、机床数控化电气设计对策分析

（一）驱动电路设计

驱动电路设计，采用对驱动器在三相六拍的基础上进行5细分（30拍），10细分（60拍）。细分后电动机运行的步距角将要缩小相应的倍数（如步距角为0.75的电动机，10细分后电动机运行的步距角为0.075）。细分后消除了小步进电动机的低频振荡，提高了电动机的分辨率和运行特性，由于制造工艺的问题，实际上的分辨率会稍低于理论细分的精度。三相混合式步进电机驱动器SH-32206，80～220V交流供电，可适应最恶劣电网环境。脉冲信号、方向信号和脱机信号接CNC装置。双极恒相流细分驱动，可以通过驱动器面板上的第1、2、3、4四个拨码开关，可供选择16种细分模式。输入信号光电隔离。过压、过流保护、脱机保持功能、单/双脉冲模式可选。自动半流。最大输出驱动电流6A/相。

（二）变速控制电路设计

变频器主轴变速控制电路中主要包含有交流电动机，两个接触器（KMI、KM2）。数控系统的驱动模块端子与输出O～10V模拟电压，该电压作为变频器的指令电压。当交流电机正向旋转时，PLC的Q4.0端输出高电平，继电器KMI触点立即吸合，从而使得变频器的端子之间连接起来，与此同时驱动器前端与后端之间输出一个用于控制电动机转速的模拟电压，从而带动主轴的旋转。当主轴电动机进行反向旋转时，PLC的Q4.1端输出高电平，继电器KM2触点立即吸合，从而使得变频器端子之间连接起来，进而使主轴电动机进行反转，当变频器发生过载情况时，变频器的端子产生信号至数控系统的PLC，进而进行动作并发出报警信号。

（三）加工精度控制设计

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）。

四、结束语

本文将从数控系统的设计、加工精度、机床运动坐标轴等的控制设计入手，较详细地阐述了机床的数控化改造电气控制设计的 方案，对机床电气系统进行改造设计，使原有的机床在某些方面性能和功能方面有较大的提高，基本可达到普通数控机床的加工要求。

参考文献：

[1]李恒权.中国机床改造业务高端市场 [J].科技与企业，2016.

浅析数控机床电气维修 篇7

1.1 直观检查法

这是故障分析之初必用的方法, 就是利用感官的检查。

1.1.1 询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障现象及故障后果。

1.1.2 查看机床各部分工作状态是否处于正常状态, 各电控装

置有无报警指示, 局部查看有无保险烧煅, 元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落, 各操作元件位置正确与否等等。

1.1.3 触摸在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安

装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线 (如伺服与电机接触器接线) 的联接状况等来发现可能出现故障的原因。

1.1.4 通电这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气

味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电, 一旦发现立即断电分析。

1.2 仪器检查法

使用常规电工仪表, 对各组交、直流电源电压, 对相关直流及脉冲信号等进行测量, 从中找寻可能的故障。

1.3 信号与报警指示分析法

1.3.1 硬件报警指示。

这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯, 结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。

1.3.2 软件报警指示。

如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示, 依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。

1.4 接口状态检查法

现代数控系统多将PLC集成于其中, 而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的, 这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示, 有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示, 而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。

1.5 参数调整法

数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配, 而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此, 任何参数的变化 (尤其是模拟量参数) 甚至丢失都是不允许的;而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。

1.6 备件置换法

当故障分析结果集中于某一印制电路板上时, 由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的, 为了缩短停机时间, 在有相同备件的条件下可以先将备件换上, 然后再去检查修复故障板。

2 故障排除方法

2.1 初始化复位法

一般情况下, 由于瞬时故障引起的系统报警, 可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障。若系统工作存储区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱, 则必须对系统进行初始化。清除前应注意作好数据拷贝。若初始化后故障仍无法排除, 则进行硬件诊断。

2.2 参数更改, 程序更正法

系统参数是确定系统功能的依据, 参数设定错误可能造成系统的故障或某功能无效, 此类问题可根据手册输入正确的参数即可。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机, 对此可以采用系统的块搜索功能进行检查, 改正所有错误, 以确保其正常运行。

2.3 调节、最佳化调整法

调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节, 修正系统故障。最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法, 其方法是用一台多线记录仪或具有存储功能的双踪示波器, 分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系, 通过调节速度调节器的比例系数和积分时间, 来使伺服系统达到既有较高的动态响应特性, 而又不振荡的最佳工作状态。

2.4 备件替换法

用好的备件替换诊断出来的坏线路板, 并做相应的初始化启动, 使机床迅速投入正常运转, 然后将坏板进行再检测和修理。

2.5 改善电源质量法

目前一般采用稳压电源, 来改善电源波动, 对于高频干扰可以采用电容滤波法, 通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

2.6 维修信息跟踪法

一些大的制造公司根据实际工作中, 由于设计缺陷而造成的偶然故障, 不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。这些信息可以做为故障排除的依据, 可彻底排除故障。

3 维修中的注意事项

3.1 从整机上取出某块线路板时, 应注意记录其相对应的位置,

连接的电缆号, 对于固定安装的线路板, 还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。

3.2 电烙铁应放在顺手的前方, 远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整, 以适应集成电路的焊接, 并避免焊接时碰伤其它元器件。

3.3 测量线路间的阻值时, 应断电源。

3.4 线路板上大多刷有阻焊膜, 因此测量时应找到相应的焊点

作为测试点, 不要铲除焊膜, 有的板子全部刷有绝缘层, 则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。

3.5 不应随意切断印刷线路。数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板, 印刷线路细而密, 一旦切断不易焊接。

3.6 不应随意拆换元器件。

没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了, 就立即拆换, 这样误判率较高, 拆下的元件人为损坏率也较高。

3.7 拆卸元件时应使用吸锡器, 切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸, 以免损坏焊盘。

3.8 记录线路上的开关, 跳线位置, 不应随意改变。

进行两极以上的对照检查时, 或互换元器件时注意标记各板上的元件, 以免错乱, 致使好板亦不能工作。

3.9 查清线路板的电源配置及种类, 根据检查的需要, 可分别供电或全部供电。

应注意高压, 有的线路板直接接入高压, 或板内有高压发生器, 需适当绝缘, 操作时应特别注意。

参考文献

[1]王忠锋.数控机床故障诊断及维修实例[M].北京:国防工业出版社.

数控机床电气设计与调试 篇8

1 数控机床的基本特点

数控机床是由普通机床发展而来的, 是一种集机械、电气自动控制、计算机控制等技术与一体的高效率、高精密、高质量的现代化数控机床, 数控机床的广泛使用, 可以促使机械制造生产方式、产品结构以及产业结构的优化, 有效提高生产效率, 提升技术水平, 对于促进我国机械制造业进一步发展具有十分重要的作用。相比传统机床生产技术, 现代化数控机床的突出特点主要体现在3个方面。

首先, 数控机床对加工对象的适应性非常强, 它可以适应大部分模具等产品单件的生产特点, 为机械制造提供了更加科学、有效的加工技术方法, 数控机床的加工精度比较高, 它可以有效提高机械制造的加工质量。最重要的是, 数控机床突出优势是, 可以实现多坐标的联动, 有利于性状复杂零件的加工, 对促进我国机械制造业进一步发展具有十分重要的作用。

其次, 使用数控机床进行机械制造的时候, 当改变加工零件时, 只需要利用数控机床更改程序, 对提高生产效率和节省生产准备时间具有十分重要的意义。由于数控机床的精度和刚性非常大, 可以有效提高生产效率。

最后, 数控机床实现了与现代化自动技术的有效结合, 使得机床自动化程度得以提高, 有利于减轻劳动强度。利用数控机床进行机械制造, 有利于实现生产管理的现代化。同时, 对操作人员素质也提出了更高的要求, 对数控机床维修人员的技术也提出了更高的要求, 现代化数控机床的可靠性非常高, 有利于实现提高机械制造高质量和高效率的重要目标。

2 数控机床电气设计

机械制造业是我国工业制造业的重点产业, 目前我国从事机床电气设计、应用以及维修技术工作的人员非常多, 但是电气设计的工作具有复杂性、多样性以及多变性特征, 使得我国数控机床电气维修技术方面尚未形成完善的理论体系, 对我国数控机床的生产形成了极为不利的影响作用。数控机床电气设计主要包括机械本体、能源部分、测试传感部分、驱动装置、控制及信息处理单元等要素, 本文对机械部分和电气控制系统方案进行分析。

2.1 机械部分设计方案

机械部分设计是数控机床电气设计的重点部分, 要提高数控机床电气设计整体质量, 需要依据机械设计原理提出几种有效的机械设计方案, 并对机械设计方案进行比较, 从而选择出最优方案。本文主要讨论教学实验常有的数控铣床系统, 对数控铣床系统进行设计的时候, 需要先熟悉数控铣床的各种设计参数, 根据实际情况选择合适的设计参数, 只有这样才能确保设计的科学性和可行性。对于数控铣床系统的各项工作参数分别为:机床尺寸 (长×宽×高) , 主轴电机功率60w, 主轴转速3000r/min, 工作台尺寸160mm×160mm, 工作台最大承重50kg, 工作速度为0m/min~5m/min等, 所以在进行数控铣床系统设计的时候, 必须严格按照相关参数进行设计, 只有这样才能确保数控机床电气设计的有效性和可行性, 这对实现数控机床电气设计具有极为重要的作用。

2.2 数控机床电气控制系统方案

现代化数控电气机床在工业机械制造中的有效应用, 可以实现促进机械制造业进一步发展的重要目标。而在数控机床应用中, 要实现对机电一体化数控机床的有效控制, 就必须在众多电气控制系统设计方案中选择最优方案, 其中普遍采用的电气控制系统为单片机控制系统、集成DSP芯片的控制板与PC机相联系的控制系统, 而且各种控制系统都具有自身的优势和缺陷, 只有根据实际情况选择合适的设计方案, 才能确保数控机床电气设计与调试重要目标的实现。本文主要对单片机控制系统设计方案进行分析。

1) 单片机控制系统的可靠性好, 主要是因为单片机控制系统中芯片是按照工业测控环境进行设计的, 由于这种控制系统的程序指令以及相关数据都集中于一个通道中, 所以不容易遭到破坏, 这对提高系统可靠性具有十分重要的作用。

2) 单片控制系统容易扩展, 主要是因为这种控制系统与计算机进行了有效的结合, 芯片外部有多个系统, 组成了各种规模的计算机应用系统。最重要的是, 单片控制系统的控制能力非常强。在数控电气机床设计与调试中, 应用单片控制系统, 满足工业控制的各项要求, 对提高数控机床生产效率和生产质量具有重要作用。

总之, 在数控机床电气设计与调试中, 严格按照数控机床各项参数进行设计, 只有这样才能提高数控机床电气设计的质量, 为数控机床高效率应用于机械制造提供了充分的保障。而在数控机床电气调试中, 则需要根据多种控制系统设计方案选择最优方案, 只有这样才能确保数控机床电气调试工作有序开展。

3 结论

综上所述, 数控机床广泛应用于机械制造业, 对促进机械制造业进一步发展具有非常重要的作用。而为了促进数控机床可以有效应用于机械制造业, 就必须提高数控机床电气设计和调试质量。

摘要：数控机床是数字控制机床的简称, 它是一种由程序控制系统的自动化机床。数控机床的广泛使用, 可以促使机械制造生产方式、产品结构以及产业结构的优化, 这对于提高工业生产水平和生产效率具有十分重要的作用。尤其是在机械制造中, 广泛使用现代化数控机床, 可以有效提高生产效率, 对促进工业行业进一步发展形成了极为有利的影响作用。本文主要从数控机床的基本特点出发, 讨论数控机床电气设计与调试的有效措施。

关键词：数控机床,电气设计,调试

参考文献

[1]何彦, 林申龙, 王禹林, 等.数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法[J].机械工程学报, 2015, 51 (11) :123-132.

[2]王桂萍, 贾亚洲, 周广文, 等.基于模糊可拓层次分析法的数控机床绿色度评价方法及应用[J].机械工程学报, 2010, 46 (3) :141-147.

[3]刘辉, 黄莹, 赵万华, 等.多因素耦合条件下数控机床进给系统负载惯量比的综合分析与设计[J].机械工程学报, 2014, 50 (9) :108-113.

[4]任丽娜, 芮执元, 李建华, 等.三参数边界强度过程模型及其在数控机床可靠性评估中的应用[J].西安交通大学学报, 2014, 48 (5) :107-112.

[5]萨日娜, 张树有, 刘晓健, 等.面向零件切削性评价的数控机床精度特性重要度耦合识别技术[J].机械工程学报, 2013, 49 (9) :113-120.

电气数控 篇9

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.

电气数控 篇10

数控机床是高新的技术设备, 数控机床从诞生至今已经有了较长时间的发展, 并且该设备越来越科学化、现代化、系统化, 它集合了计算机系统、数控控制系统等系统的优势, 在我国的机械生产加工领域的应用非常的广泛。但是对于数控机床的电气控制进行深入分析发现, 电气控制部分身处的环境十分的恶劣, 很容易受到外界不良因素的干扰导致控制系统非正常的动作发生, 为了能够使得控制系统的抗干扰能力增强, 技术人员对此进行了深入的研究, 并且找寻了电气隔离这一抗干扰技术, 下面就对相关问题进行详细的阐述。

1 数控机床控制系统常见干扰综合分析

对于数控机床控制系统所处的环境进行深入的调查发现, 经常会有一些人为导致的或者是自然因素产生的电磁干扰信号, 产生的干扰信号会通过一些途径进入到控制系统内部。可以根据干扰信号发生的源头, 以及干扰信号进入到数控机床控制系统的途径将其分为两种类型:第一种就是电气控制系统内部存在的互相干扰, 第二种就是来自于电气系统外部环境的干扰。第一种干扰主要因为数控机床控制系统中存在的开关、接触装置或者是控制系统内部其它的元器件导致的, 会应用控制系统的内部通道, 例如数控机床控制系统的输入和输出端口、也会通过电源进行一定的干扰。本文以数控机床控制系统具有的接触装置为例, 接触装置主要会产生两种干扰信号。接触装置在进行开、关动作时, 会在其母线上产生频率多元化的震荡波, 这时母线就如同是传播的天线, 将短时间电磁场具有的能量向周围空间释放, 这些不良的能量传播到数控机床控制系统会对其造成一定的干扰。第二种是由接触装置具备的控制线圈引起的, 控制线圈通、断时会在控制线圈的两级产生相应的过电压, 这些不良过电压会电源线为通道进入到数控机床控制系统内部。这时控制系统内部具有的强电信号, 会通过电源线传输对控制系统造成一定的干扰。

2 数控机床电气隔离抗干扰技术应用

科研人员为提升数控机床控制系统的抗干扰能力, 对数控机床控制机系统的工作原理进行了深入的分析, 并且了解数控机床控制系统常见的干扰形式, 最终得出想要不断的提升控制系统的抗干扰能力, 使得电气系统一直能够处于最佳运行状态中, 需要考虑应用电气隔离技术, 下面就对电气隔离在数控机床电气控制线路上的应用进行详细阐述。

2.1 控制信号干扰的电气隔离

电气隔离技术具体的来说就是将干扰因素的传播通道切断, 使得数控机床控制系统的测控装置与现场只是应用信号的形式进行联系, 不会产生电测联系。光电隔离方式、布线隔离方式等都是实现控制系统的工控装置和现场信号隔离的最为常见的隔离方式。

脉冲变压器具有的匝数十分的少, 还需要注重的是无论一次绕组还是二次绕组都会布置与铁氧体磁芯的两侧, 这样能够使得脉冲变压器分布的电容很少, 只是达到了几个PF, 所以能够将此用来实现对于脉冲信号的隔离。脉冲变压器在脉冲信号的传递过程中, 不会发布直流分量, 也正是因此使得脉冲变压器隔离技术在数控机床控制系统中得到十分广泛的运用。

继电气隔离技术在数控机床控制系统中的应用也十分的广泛, 因为继电气具有的线圈和接触点没有存在电气方面的联系, 所以可以有效的应用线圈作为信号的接收器, 将继电气具有的触点作为控制信号的传输器, 将强电信号与弱电信号进行有效的隔离, 从而有效的提升数控机床电气控制系统的抗干扰能力。

2.2 供电系统的电气隔离

数控机床电气控制系统受到的很多强干扰大部分都是以供电系统作为路径, 从而进入数控机床控制系统, 对其造成一定的干扰, 所以必须要考虑对供电系统进行保护。在应用三百八十伏电力输送网络的环境下, 可以在控制系统的输入端口添置电源滤波器。如果应用线性稳压器装置, 不仅需要对电力系统的变压器进行隔离处理, 同时还需要在三端稳压器的基础上, 设置由磁环与高频电容构成的滤波, 特殊情况下可以在数控机床电源装置的引脚位置, 布置瞬态电压抑制器, 有效的避免电源产生的噪音对于数控机床控制系统造成的干扰。

电源变压器是数控机床供电系统中不可缺少的重要装置, 若想对来自电网的干扰进行有效的控制, 经常会应用隔离变压器, 同时选用的变压器的容量要比实际要求的标准大一点二到一点五倍。在实际应用的过程中要使得变压器具有的屏蔽层进行接地处理, 对于次级线圈的连接线也有着特殊的需求, 必须要应用双绞线, 从而缩减电源线之间的干扰。

由于交流电网中存在着大量的谐波、高频干扰等, 所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备, 都应采取抑制措施。采用电源隔离变压器, 可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。但是, 普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用, 这是因为, 即使一次绕组和二次绕组之间是绝缘的, 能够阻止一次侧的噪声电压、电流直接传输到二次侧, 有隔离作用。当控制装置和电子电气设备的内部子系统之间需要相互隔离时, 它们各自的直流供电电源间也应该相互隔离, 其隔离方式如下:第一种是在交流侧使用隔离变压器, 第二种是使用直流电压隔离器 (即DC/DC变换器) 。

3 结语

数控机床电气控制系统经常会受到不良信号的干扰, 使得控制系统发出错误的动作, 导致数控机床的正常工作状态受到严重的影响。相应的技术人员应当在全面掌握控制系统工作原理的基础上, 对干扰因素的产生进行深入的分析, 并且应用多种隔离方式, 使得数控机床电气控制线路的抗干扰能力得到有效的增强, 使得电气控制系统的可靠性得到有效的提升, 这对于促进我国机械生产加工行业的发展有着不可忽视的影响力。

参考文献

[1]汪洁.数控机床电气控制系统中的电气隔离技术[J].湖南农机, 2013 (07) .

[2]黄世宁.浅谈数控机床电气改造中应注意的问题[J].科技资讯, 2012 (02) .

电气工程中数控技术的应用研究 篇11

摘 要：作为当代科技领域最为关键的核心学科，电气工程涵盖的范围在科技不断发展的进程中已经深入到所有和电子、光子相关的工程行为当中，其中用到的电气技术也逐渐向着现代化、自动化和智能化的方向发展，在多个领域都有着十分广泛的应用。本文就数控技术在电气工程中的应用问题展开了研究。

关键词：电气工程；数控技术；应用研究

所谓数控技术，就是通过电脑程序来控制机器，使机器按照工作人员预先编写好程序加工机械零件的一种方法，不但能够实现远程控制，还有着很强的交互性，在电气工程中得到了广泛应用，特别是有高压或是强电流环境以及变电场所这样的特殊领域。相较于以往传统的控制模式，数控技术不但会大大提高控制的效率和便捷性，让控制变得更加精准，还会给操作人员带来更少的伤害和潜在威胁。下面就对其在电气工程中的具体应用做进一步具体探讨。

1 数控技术应用于电气工程的科学性与合理性分析

对于系统而复杂多样的电气工程来说，其有着很高的技术含量，在实际作业中需要严格遵照有关国家规范和要求开展。为此，电气工程中数控技术的应用也要在以国家规范和要求为核心指导原则的基础上充分结合实际情况，保证数控技术在电气工程中的应用科学、合理。把数控技术应用于电气工程的基础环节是需要有一个完备的数字控制体系，而这个数控体系的建立和完善包括服务主机与多种控制器的选择以及二者相互之间连接方式的确定。下面分别从以下几个方面入手论述在电气工程当中应用数控技术的合理性与科学性。

首先，经实践验证，在电气工程当中采用KVM主机是比较科学合理的一种选择，KVM主机同各服务器主机之间主要是通过网络通讯协议—TCP/IP协议进行连接。

其次，通常情况下，整个数控系统与控制机房的有效连接模式有两种，一是CATS连接，二是KVM连接[1]。与此同时，在管理上除了建立本地控制台之外，还会通过远程管理中心进行双重管理。具体来说就是本地控制台在KVM主机的支持下把电气系统运行过程中的信息搜集起来，以便能够实时了解和掌握其运行状况，同时主机服务器还会在把系统运行状况转化成数字化形式数据信息后将其储存起来，并支持数据信息的随时调用。另外，控制台会以系统实时搜集来的系统运行状态信息为依据相应地进行调整，并发出指令，同样的，这些调整和发出的指令也会以同样方式存储于服务器的主机上，以供随时查看和调用。另一方面，远程控制台会通过各种网络设备与电气系统同本地控制台连接在一起，并且能够同时对多个电气系统进行监控，在高层片区系统中应用较多。

最后，远程控制台还可在综合考虑几个电气系统运行情况以及各地区需要情况后对处于片区范围内的整个电气系统采取统一控制和调配的方式。

可见，数控技术的应用既能够使电气系统控制的灵活性和精确性大幅度提高，还能够实现各个系统的协调运行，对电气工程系统的运行状况有实时、整体的掌握。

2 在电气工程中科学合理地应用数控技术应注意的问题

数控设备是数控技术在电气工程中发挥应用价值的基础和前提，设备选用的合理性与质量水平会对数控技术的工作效率以及科学性和安全性造成直接影响[2]。所以，在电气工程当中应用数控技术时想要切实发挥出其应用的积极作用，就必须注重数控设备选购的合理性。下面详细介绍下数控技术设备类别。

其一，作业类设备。电磁开关和数控变压装置等都属于作业类设备，此类设备主要起到的作用是，在外部环境有大风、暴雨、积水或是潮湿、雷电等危险情况出现时，其可以通过远程控制的办法实现开关、换闸和变压、稳压等一系列精确操作动作来避免电气设备受到危害，或是最大限度地降低伤害。同时，此种方式还可以有效避免传统人工操作方式所具有的危险性。

其二，搜集、传递信息的设备。用于监控系统运行状态的设备和网络传输设备以及电子信号转换器等都属于信息搜集和传递设备，此类设备既可以实时监控整个系统的运行状况，还能够再把搜集来的监控信息做相应数字化和图形化处理后反馈给控制中心[3]。这样控制中心就可以随时掌握和控制系统的运行状态，当有意外突发状况出现时能够在分析后及时做出反应，进行相应处理，使电气系统运行的安全性得到保障。

其三，控制处理类的设备。处理器和控制终端等属于控制处理类的设备，相当于控制中心，能够在处理各类控制信息的基础上向各设备反馈相应控制信号，便于系统调控。这样既能够使系统的正常运行得到保证，又能够对由于台风、火灾等因素引发的突发意外状况做快速的有效处理。

3 数控技术在电气工程中的具体应用——监控设备运行环境

在电气工程当中应用数控技术可以实现对其运行环境和管理环境的实时监控。电气系统运行环境的监控对象主要包括运行环境温度、湿度和电压、电量等能够对系统运行造成影响的因素，在这个过程中需要以有关规定和要求为依据针对这些因素分别设定相应的警戒线值，以此作为判断运行环境中各影响因素是否满足运行条件要求的标准[4]。应用了数控技术之后，一旦系统运行的外部环境发生变化，相应的数据变化就会反馈到控制中心，然后由数据中心将其同警戒线值做比较、分析，在此基础上做出及时、准确的判断，并发出相应的有效指令。系统管理环境的监控对象主要是有关工作人员，是在利用WEB网络共享全部管理数据的同时，通过UPS系统将管理工作参数自动显示出来，并自动进行告警和门禁。

参考文献：

[1]房德君.煤矿机械中机电数控技术的应用分析[J].煤炭技术，2013（11）：41-42.

[2]董伟，杨向东.多轴多刀数控技术研究进展[J].机床与液压，2013，41（10）：159-162.

[3]陈明润.智能化数控技术的未来发展方向探究[J].煤炭技术，2013（6）：228-229，230.

数控设备电气故障诊断维修方法 篇12

关键词：数控设备,电气故障,诊断维修

1 概述

数控设备种类多样,以数控机床为例,数控机床是典型的机电一体化设备,对于加工高精度、高质量的产品具有不可替代的地位,数控机床能够通过计算机进行编程,准确定位加工,运行可靠,各个单元模块配合协调有序。因此,为了保证生产的正常进行,需要快速判断故障类型,迅速进行故障排除。

2 数控设备常见电气故障

按照数控设备的单元结构划分,数控设备常见电气故障有控制系统故障,伺服系统故障,显示系统故障三大类。本文以数控机床为例。

2.1 控制系统故障

数控机床的控制系统分为软件控制系统和硬件控制系统。在软件控制系统上,数据输入的格式,准确性直接影响到编程的结果,由于软件不存在损耗,因此,PLC编程调试不成功是软件控制系统的常见故障;在硬件电气故障上,一方面是与软件相接洽的端口灵敏度和传输速率不够,另外一方面,是液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置存在着部件疲劳而无法达到控制目的,另外一类比较重要的是检测开关,开关是可视化和高效化的控制元件,检测开关失去控制作用是常见电气故障。

2.2 伺服系统故障

数控机床伺服控制无论在哪种加工工作当中,都要进行协调活动,因而也是最容易产生故障的地方。常见故障有,伺服系统控制单元失效。伺服系统控制单元失效,导致数控机床伺服控制系统对于信息化指令转化为机械化动作的过程中,出现不加工,或者加工紊乱的现象。伺服电动机失效是伺服系统常见故障中多发的,并且电动机失效产生的后果也比较严重,轻则烧毁电动机,重则由于电压紊乱等复杂情况,而产生短路甚至火灾等后果;伺服系统的测速装置和编码器由于耦合了软件功能,因此在确定故障的过程中,检验时间较长,其中一些核心模块维修困难。

2.3 显示系统故障

数控机床不能正常显示包括多个方面的原因,LED屏幕、编程系统的软件故障、外置电脑出问题等原因。由于显示系统连接多个模块,在发生数控机床不能正常显示的情况时候,要分清楚故障的来源和现象,一般而言有数据而显示存在图像扭曲和雪花点等,一般为LED屏幕出现问题,或者屏幕供电电压不稳,或者数控机床旁边有电磁辐射的干扰;由于LED显示屏连接其他部件出问题,也容易导致显示系统的故障。

3 数控设备电气故障的诊断

3.1 界定数控设备故障类型

数控机床是机电一体化装备,因此,在发生故障时,电气故障和机械故障有着相似性和复杂性,明确区分电气故障与机械故障具有重要意义。例如,MCP800数控铣床主要用于加工某型号飞机的弧框和接头,加工的零件质量一直合格。但在一段时间内,加工一批弧框时,操作人员反映机床偶尔会出现工件坐标原点G54在X坐标方向有时偏差2～6mm不等的故障,但机床并未报警。对伺服系统的Z轴VCMD进行测量,才弄清楚是由于主轴头的窜动误差引起,即使Z轴进给为0,故障偶尔还是会出现。拆开主轴箱部件后,发现主轴电动机与齿轮联接用的联轴器大部分破损脱落,联接轴之间的轴承间隙过大。因此,要从本质上看待一个故障,进而采取有效的防治措施。

3.2 常用电气故障诊断方法

数控机装出现电气故障时的一般诊断方式是,第一,故障询问分析,对出现故障的数控机床操作人员进行问询,详细问询出现故障的情况和操作者的操作流程,看系统是否有自我报警或故障诊断,搜集排除故障时需要的参数等;第二,对于操作者提供的信息真实性要进行鉴别,防止人为因素而歪曲故障事实而影响到故障的排查和诊断,一般通过对发生故障机床进行外观察,观察其完整性;第三,故障的初步诊断,通过机床常见故障说明书进行初步界定和诊断;第四,通过对比其他数控机床工作状况来确定最后的故障类型。

4 数控设备电气故障维修

4.1 做好故障维修的准备

要能熟练使用维修时经常使用的仪器仪表,尤其是万用表和示波器。能够熟练分析数控设备的信号传递过程,能够看懂电路原理框图,了解数控设备各接口的作用。熟练掌握各关键点的测试方法,并做好测试记录,提高维修效率。平时做好设备记录,对信号的传递过程做好静态和动态测试,一旦设备出了故障,原有的静、动态的测试记录就是依据,这样可提高维修效率。充分利用厂家提供的技术资料和热线电话。请教厂家技术人员指导,一般厂家向用户提供的资料有:设备电气使用说明、编程手册、操作手册、设备结构图、电气原理图、电气连接图、设备参数、PLC程序,数控系统安装调试维修手册,伺服驱动系统使用说明书,注意资料保存。

4.2 故障维修实例

机床名称:XK2130数控铣床,SIEMENS-840D系统故障现象与诊断:Z轴不能回参考点。通过CNC系统进入I/O诊断页面,扳动Z轴参考点检测形成开关,发现输入端无反应,初步判断是Z轴的参考点检测开关损坏,拆开行程开关后发现,行程开关内部全是切削液,导致行程开关损坏。经检查,是工作台下方的接水塑料管破裂,导致切削液从裂口渗出,沿工作台渗入Z轴行程开关。更换Z轴参考点检测行程开关后,开机机床回参考点工作正常。

结语

数控设备的维修与普通设备的维修不太相同,它是由NC,PLC及伺服系统、输入输出设备组成。数控技术博大精深,故障情况千差万别。为了寻找故障点,确定故障原因,不仅需要丰富的理论知识和实际经验,而且必须采用一定的方法,在经过充分的调查分析后,才能做出准确的判断和正确的处理。

参考文献

[1]龚崇民.数控设备电气故障分析诊断及相关维修技术[J].科技风,2012,01:103+ 105.

[2]刘东.数控机床常见故障及诊断方法的分析研究[J].黑龙江科技信息,2012,13:20.