淺析數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的技術(shù)特點

【摘要】當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國家對機床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高自動化先進機床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。因數(shù)控技術(shù)特點的復(fù)雜性、多變性和多樣性，在使用中，數(shù)控電氣系統(tǒng)會出現(xiàn)各種各樣的問題，那樣會使得設(shè)備的使用效率降低，會出現(xiàn)很多故障，同時影響設(shè)備的使用壽命，更有可能產(chǎn)生比較大的資源浪費。所以，電氣系統(tǒng)故障的維修將成為一項重要工作，本文主要對數(shù)控機床出現(xiàn)電氣故障的特點展開討論。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床；電氣系統(tǒng)；技術(shù)

1. 數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)組成作用

1.1數(shù)據(jù)輸入裝置：將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置。它可以CNC鍵盤（一般輸入操作），數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及存儲卡、個人計算機等等。

1.2數(shù)控系統(tǒng)：是數(shù)控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然后有序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結(jié)束。

根據(jù)輸入程序和數(shù)據(jù)，處理后輸出信號和指令控制機床個部分，按規(guī)定有序動作。包括：經(jīng)插補運輸決定的各坐標(biāo)軸的進給速度、進給方向和位移量指令；主運動部件的變速、換向和啟停信號；選擇和交換刀具指令信號；控制冷卻和潤滑液系統(tǒng)控制；工件和機床部件松開、夾緊，分度工作臺轉(zhuǎn)位等輔助信號。

1.3可編程邏輯控制器：是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自CNC的各種運動及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠準(zhǔn)確地、協(xié)調(diào)有序地安全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給CNC，使CNC能及時準(zhǔn)確地發(fā)出進一步的控制指令，如此實現(xiàn)對整個機床的控制。

PLC多集成于數(shù)控系統(tǒng)中，這主要是指控制軟件的集成化，而PLC硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu)。PLC與CNC的集成是采取軟件接口實現(xiàn)的，一般系統(tǒng)都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統(tǒng)對所有地址的信息狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據(jù)各接口信號的現(xiàn)時狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。

圖1 數(shù)控機床控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

2.數(shù)控機床電氣系統(tǒng)具備的基本特性

2.1 比較高的可靠性數(shù)控機床的運行時間都比較長，生產(chǎn)任務(wù)大，這就要求數(shù)控機床要有穩(wěn)定的可靠性。所以，現(xiàn)在很多能夠提高機床運行可靠性的技術(shù)被嵌入了數(shù)控電氣系統(tǒng)的設(shè)計之中。機床上面的電氣零部件都是選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)過硬的零件。

2.2 系統(tǒng)的維護要具有系統(tǒng)性。系統(tǒng)電氣元件中有部分元件是容易損壞的元件，這些元件在設(shè)計時要利于更換，并且這些元件的工作環(huán)境要相對簡單，動作可靠，穩(wěn)定，不會出現(xiàn)錯誤的動作等。

2.3 在電氣系統(tǒng)穩(wěn)定，可靠的基礎(chǔ)上，技術(shù)還要有先進性，在元器件發(fā)展過程中，要采用比較新型的電子元器件，比較選用技術(shù)先進的，穩(wěn)定使用的電子元器件。

2.4 要有較舒適的人機交換操作模式。數(shù)控機床的電氣系統(tǒng)在設(shè)計的時候要符合人體力學(xué)的原理，比如說，控制面板的高度要符合人的平均高度，并且在操作的時候要能夠使操作者操作方便，舒服，并且操作平臺要放在顯眼的位置。比如說急停開關(guān)，這個元件必須放在比較明顯的位置，讓操作者方便使用。

2.5 要具有比較好的穩(wěn)定性。數(shù)控機床工作環(huán)境在不同的企業(yè)都不盡相同，這就需要數(shù)控機床能夠工作在比較寬的環(huán)境下。首先最重要的就是電壓要穩(wěn)定，二是目前電網(wǎng)中的噪聲干擾的問題，這就需要電氣系統(tǒng)要有一定的抗干擾能力，但是還不能影響外部系統(tǒng)的穩(wěn)定，不能相互干擾。

2.6 電氣系統(tǒng)的安全性要有保證。電器裝置的絕緣裝置要保證完整性，電氣系統(tǒng)在發(fā)生問題時要有一個互鎖功能，要有比較可靠的接地，防護裝置要完善，同時操作人員的安全性要得到保證，這些電氣部件的防護罩要具有防塵，防油污，防水的功能，移動比較頻繁的的電纜線要有拖鏈防護或者是安裝保護套，防止纜線折斷或短路而造成漏電故障，特別是在溫度和濕度較高的季節(jié)，要有防觸電，強迫風(fēng)冷，防碰傷的保護設(shè)施。

3.數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的基本故障特點

（1）電纜線的長期磨損造成斷線或者短路，有的時候橡膠電線粘化，膨脹，直接導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)故障導(dǎo)致短路。（2）電氣系統(tǒng)在受到外界影響造成故障，如電柜溫度升高過快，環(huán)境溫度比較高致使有些電器元件發(fā)生損壞。（3）故障原因明了，診斷方便是電氣系統(tǒng)故障的維修特點，但是出問題的概率比較高。（4）異步電動機進水導(dǎo)致冷卻泵、排屑器、電動刀架等的損壞，軸承超負(fù)荷運行造成電機故障（5）數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的故障可分為以下幾類：1）從發(fā)生的部位分為硬件故障和軟件故障；2）從故障出現(xiàn)的偶爾性可以分為系統(tǒng)性故障和隨機性故障；3）從故障有無指示可以分為有診斷指示故障和無診斷指示故障；4）從故障出現(xiàn)時有無破壞可以分為破壞性故障和非破壞性故障。

掌握和分析數(shù)控系統(tǒng)電氣故障數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn)后，我們可以從調(diào)查、分析與診斷這三個步驟出發(fā)，對故障展開排查，找出故障的原因，具體表現(xiàn)為：（1）詢問檢測，當(dāng)故障發(fā)生后，現(xiàn)場要先保持，同時查看故障出現(xiàn)時的指示情況，觀察故障現(xiàn)象及故障產(chǎn)生的外部因素有哪些。（2）當(dāng)檢查者到達(dá)現(xiàn)場之后，首先需要要求當(dāng)事人敘述當(dāng)時的情況，通過當(dāng)事人的描述，可以提高判斷故障的準(zhǔn)確性。（3）故障分析，從現(xiàn)場已知的故障展開分析，根據(jù)個人的經(jīng)驗分析故障肯可能產(chǎn)生的原因，最終獲得故障相關(guān)信息。（4）故障分析完后需確定原因，必須通過診斷維護書籍和個人經(jīng)驗來判斷故障發(fā)生的點和如何排除故障的方法。（5）排除故障，有些故障可能是一個很小原因?qū)е碌模行┕收蟿t往往較復(fù)雜，需要在排除故障之前做一系列的準(zhǔn)備工作。

參考文獻

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