電氣自動化數(shù)控車床的電氣控制設計

李晶茹

摘 要：自改革開放以來，我國社會不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟水平不斷提高，尤其是科技水平的發(fā)展極大地促進了我國各行各業(yè)的發(fā)展，尤其是計算機技術和網(wǎng)絡技術的廣泛應用，使得我國各行各業(yè)都進入了一個新的發(fā)展階段。在機械制造行業(yè)，計算機也被廣泛應用到各個相關領域，尤其是數(shù)控技術，在機械制造行業(yè)中所起到的作用尤為突出。數(shù)控技術應用于機械制造行業(yè)，使得機械加工與制造的自動化水平和生產(chǎn)效率都有了明顯的提升。數(shù)控技術大大提高了機械制造業(yè)的自動化水平與自動化速度，機械制造行業(yè)中的數(shù)控車床中的關鍵技術就是數(shù)控技術。文章從數(shù)控車床技術的工作原理出發(fā)，分析了其功能特點，并在此基礎上主要進行了電氣自動化數(shù)控車床的電氣控制設計，希望能夠為相關行業(yè)的發(fā)展提供一些借鑒，僅供參考。

關鍵詞：電氣自動化；數(shù)控車床；設計；電氣控制

引言

近些年，我國的科學技術總體水平得到了大幅度的提高，尤其是機械制造技術和計算機技術等，數(shù)控車床技術完整的將機械制造技術與計算機技術有機結合，實現(xiàn)了機械制造工藝的優(yōu)化。數(shù)控機床主要有兩部分組成：機械部分和機械部分。一般情況下，數(shù)控機床的電氣系統(tǒng)的使用壽命在5-10年，機械系統(tǒng)零部件的使用壽命在20-25年，機械部件比電氣系統(tǒng)有更長的使用周期，在電氣系統(tǒng)運行5-10年后，數(shù)控機床的電氣系統(tǒng)會經(jīng)常出現(xiàn)故障，導致數(shù)控機床無法使用或者影響生產(chǎn)效率。因此，對數(shù)控機床進行電氣控制設計，延長其使用期限，保障數(shù)控機床的生產(chǎn)效率是十分必要的?，F(xiàn)階段，機械制造行業(yè)內(nèi)部的許多數(shù)控機床已經(jīng)開始進入到故障期，其使用年限都已達到極限，在生產(chǎn)使用中，其精確度、安全性和平穩(wěn)性都不能符合生產(chǎn)需求，經(jīng)常會出現(xiàn)故障錯誤、延誤生產(chǎn)工作，無法滿足日益提高的生產(chǎn)需求。因此，進行數(shù)控機床的電氣控制設計，改造出現(xiàn)故障的數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)，能有效地提高數(shù)控機床的使用年限，更好的發(fā)揮數(shù)控機床的功能和作用，提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率。

1 電氣自動化數(shù)控車床的電氣控制系統(tǒng)

1.1 工作原理

數(shù)控車床的工作原理是通過計算機程序?qū)崿F(xiàn)的，在數(shù)控機床的工作過程中，工作人員將需要加工的工件的具體需求以文字和圖片的形式，運用計算機的程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為符合數(shù)控車床系統(tǒng)的代碼，并將其輸入到數(shù)控機床的控制系統(tǒng)中進行加工件的加工，數(shù)控機床系統(tǒng)會根居輸入的信息進行加工控制，保證加工程序與加工件的需求一致，進而實現(xiàn)運用數(shù)控車床進行加工件加工的工作。

1.2 功能特點

（1）數(shù)控機床在加工與使用的過程中對加工件的的適應性高，大部分符合數(shù)控機床生產(chǎn)要求的產(chǎn)品都可以加工，在加工過程中精確度、穩(wěn)定性和平穩(wěn)性都很高，符合機械產(chǎn)品的加工需求，而且可以與加工件的加工需求相匹配，實現(xiàn)生產(chǎn)的需求，對于比較復雜的加工件，數(shù)控車床能夠進行適當?shù)恼{(diào)整，使數(shù)控車床的加工工作符合加工件的需求。

（2）數(shù)控車床在生產(chǎn)加工過程中的操作簡單方便，節(jié)省生產(chǎn)時間，尤其是在加工件的加工過程中，如果出現(xiàn)加工件某部分需要進行更改的狀況，使用數(shù)控車床加工時不用重新進行加工，只需直接更改數(shù)控車床的數(shù)控程序，使之符合加工件的加工需求即可，節(jié)省了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率。

（3）數(shù)控車床在生產(chǎn)與使用過程中，提升了機械制造加工行業(yè)的自動化水平，使之在日益激烈的市場競爭中脫穎而出，尤其是數(shù)控機床技術運用了計算機信息技術，有利于機械制造行業(yè)的生產(chǎn)與管理。數(shù)控車床的操作與使用要求工作人員具有更高的業(yè)務能力和技術素質(zhì)，許多相關的工作人員都進行了相關的培訓，提高了相關行業(yè)的整體專業(yè)技術水平。

2 數(shù)控車床的組成架構

2.1 電氣自動化數(shù)控車床的組成部分

數(shù)控車床作為自動化技術的一種體現(xiàn)，具有高效率、高精度的特點，它是將計算機系統(tǒng)與機械設備統(tǒng)一加工的綜合體，由伺服裝置、驅(qū)動設備、CNC單元、傳輸設備、可以編寫程序的控制器以及電氣控制設備、車床本體、協(xié)助裝備及檢測裝置所組成。

2.2 車床本體

數(shù)控車床的主體在真?zhèn)€數(shù)控車床之中占有重要地位，數(shù)控車床的主體是從傳統(tǒng)的車床演變而來的，但在結構上與傳統(tǒng)的車床有了很大的不同，尤其在刀具設備的結構和具體的操作設置上，數(shù)控機床的結構自動化程度更高更能適應加工件的加工需求，最大程度的提高生產(chǎn)效率。

2.3 傳輸裝置

數(shù)控機床的傳輸裝置是通過網(wǎng)絡通訊技術實現(xiàn)的，一般情況下數(shù)控機床的傳輸工作處于數(shù)控機床加工工作的開始階段，工作人員將加工件的數(shù)據(jù)通過傳輸裝置輸入到控制系統(tǒng)之后，才能進行具體的加工工作。數(shù)控機床在早期的發(fā)展之中，傳輸裝置是由磁帶進行信息的輸入的，后來經(jīng)過科學技術的不斷發(fā)展，逐漸改變了傳輸介質(zhì)，先后經(jīng)歷了磁盤、鍵盤等，現(xiàn)階段，數(shù)控機床的傳輸介質(zhì)主要采用DNC網(wǎng)絡通訊，這種方法更加方便快捷、準確性更高，對數(shù)控機床的正常運行十分有利。

2.4 能夠編程的控制器

編程控制器在數(shù)控機床的整體自動化工作中起到重要的作用，在數(shù)控機床中使用能夠編程的控制器能夠?qū)?shù)控機床系統(tǒng)及其使用進行自由控制，提升了數(shù)控機床運行的方便性與快捷性，在數(shù)控機床的生產(chǎn)中能夠?qū)Ξa(chǎn)品實行更加及時有效地控制，在數(shù)控機床的設計中被廣泛使用。

3 關于電氣控制系統(tǒng)的設計

根據(jù)數(shù)控車床的結構特點與組成部分，設計了一款數(shù)控車床的電氣控制系統(tǒng)，下面從以下兩方面進行簡要分析。

3.1 對伺服驅(qū)動電氣控制系統(tǒng)的設計

數(shù)控車床的電氣控制系統(tǒng)對數(shù)控機床的工作起到十分重要的作用，伺服系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的設計十分重要，在進行伺服系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)設計要從控制數(shù)據(jù)開始。電氣控制系統(tǒng)應該從CNC裝備開始傳輸數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過伺服系統(tǒng)進行相對運動來完成操作?，F(xiàn)階段，計算機技術和網(wǎng)絡技術不斷發(fā)展，在進行本款數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)設計時，為了使數(shù)控車床伺服系統(tǒng)的各類零部件與伺服系統(tǒng)軟件技術相結合，使之在加工過程中符合加工件的需求，在設計過程中，采用PLC技術進行控制，提升伺服系統(tǒng)的抗干擾性。

3.2 對主軸電氣控制系統(tǒng)的設計

數(shù)控車床系統(tǒng)中的主軸對加工件生產(chǎn)過程中的精確度有重要的影響，同時對加工件的質(zhì)量和整體的生產(chǎn)效率都有影響，因而，在進行本款主軸電氣控制系統(tǒng)的設計時，綜合考慮各方因素。（1）在進行主軸的電氣控制系統(tǒng)設計時，根據(jù)電氣控制的要求，設計了合理的電氣原理圖，編寫了正確的PLC程序。（2）確定了主軸的大小、轉(zhuǎn)速、運行位置、運行速率等，根據(jù)加工需求，進行了標準配置，合理的選用元器件，使本款設計能夠保障主軸的精確度，保證加工件生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性。

4 結束語

根據(jù)文中對數(shù)控機床的電氣控制設計的設計可以看出，數(shù)控機床的電氣系統(tǒng)設計是數(shù)控機床工作中的重要組成部分，對數(shù)控機床自動化的發(fā)展具有重要的推動作用，與此同時，數(shù)控機床的發(fā)展對我國相關行業(yè)的發(fā)展具有重要的推動作用，因此，在今后的工作中，相關工作者應該加強對數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的設計研究，進一步提高數(shù)控機床技術，促進機械制造業(yè)的發(fā)展。

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