淺談數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)及調(diào)試

楊海燕

[齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）]

信息化時(shí)代的來(lái)臨，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，有利于我國(guó)工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。數(shù)控機(jī)床能夠有效地處理和控制編碼指令，對(duì)于各種控制信號(hào)有效地處理，加強(qiáng)機(jī)床動(dòng)作的控制，按照?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)，加工相應(yīng)地零件，在機(jī)械生產(chǎn)和制造中，體現(xiàn)出其重要的價(jià)值。數(shù)控機(jī)床的廣泛使用，優(yōu)化生產(chǎn)方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械生產(chǎn)的效率，促進(jìn)工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1 數(shù)控機(jī)床的概述

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展基礎(chǔ)是普通機(jī)床，促進(jìn)機(jī)械、電氣化和自動(dòng)化控制以及計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)有效地結(jié)合，形成一種精確度高、質(zhì)量高、效率高的現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)其內(nèi)部控制程序的自動(dòng)化，通常在冷卻設(shè)備、開(kāi)關(guān)以及刀具等控制中使用，將數(shù)字化指令轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的機(jī)械運(yùn)行語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化控制。數(shù)控機(jī)床的有效利用，能夠提高技術(shù)水平，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)和工業(yè)的發(fā)展，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）適應(yīng)性強(qiáng)。數(shù)控機(jī)床對(duì)于加工對(duì)象具有非常強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠進(jìn)行大多數(shù)模具等單件的生產(chǎn)，在機(jī)械制造的過(guò)程中，是一項(xiàng)科學(xué)、有效的加工方式，數(shù)控機(jī)床加工精確度高，提高產(chǎn)品加工的質(zhì)量。同時(shí)數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，在形狀復(fù)雜的零部件加工中有著很大優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。（2）高效性。機(jī)械制造的過(guò)程中，借助數(shù)控機(jī)床，更改相應(yīng)的程序，就能夠?qū)崿F(xiàn)不同零件的加工，有效提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)的時(shí)間。（3）自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床和現(xiàn)代技術(shù)的有效融合，提高機(jī)床的自動(dòng)化水平，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)借助數(shù)控機(jī)床開(kāi)展機(jī)械制造，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)。對(duì)于操作人員的素質(zhì)有了新的要求，對(duì)其維修養(yǎng)護(hù)人員有了新的技術(shù)要求，數(shù)控機(jī)床具有非常高的可靠性，提高機(jī)械制造的質(zhì)量和效率。另外，數(shù)控機(jī)床在應(yīng)用的過(guò)程中，能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，加工效率更高，有效縮短生產(chǎn)周期。在生產(chǎn)的過(guò)程中，生產(chǎn)的時(shí)間非常有限，借助數(shù)控機(jī)床內(nèi)部的編程，規(guī)范零件的生產(chǎn)流程，有利于生產(chǎn)管理的開(kāi)展。數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)過(guò)程非常規(guī)范，其產(chǎn)品質(zhì)量較高。借助數(shù)控機(jī)床開(kāi)展機(jī)械制造，利用其高效率、自動(dòng)化的特點(diǎn)，提高生產(chǎn)效率，開(kāi)展多樣化的加工。

2 數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)械內(nèi)容的設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，機(jī)械部分設(shè)計(jì)是重要內(nèi)容，根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)原理，提出幾種相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方案，并且對(duì)其進(jìn)行比較，選擇出最佳方案，保證數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。例如，數(shù)控銑床系統(tǒng)中，在對(duì)其設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要熟悉數(shù)控銑床的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，并且根據(jù)實(shí)際情況，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)這樣保證設(shè)計(jì)更加科學(xué)、可行。因此，在數(shù)控銑床系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照參數(shù)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，保證數(shù)控電氣設(shè)計(jì)有效。

2.2 硬件電路設(shè)計(jì)

（1）監(jiān)控和急停保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行的過(guò)程中，存在一定的危險(xiǎn)性。因此，監(jiān)控和急停保護(hù)電路設(shè)計(jì)有著重要的作用。在設(shè)計(jì)中，主要有伺服變壓器過(guò)熱檢測(cè)、機(jī)床壓力以及潤(rùn)滑油油位的檢測(cè)、數(shù)控機(jī)床急停、冷卻電機(jī)等檢測(cè)。在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中，如果出現(xiàn)問(wèn)題或者異常情況，監(jiān)控和急停保護(hù)電路能夠發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息。強(qiáng)化數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的保護(hù)，保證數(shù)控機(jī)床能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。（2）電源電路數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)中，電源電路是其核心內(nèi)容，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照其運(yùn)行的要求，考慮電氣控制的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其數(shù)控機(jī)床風(fēng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)模塊開(kāi)展合理的設(shè)置，保證電力能源穩(wěn)定的供應(yīng)。在電氣控制系統(tǒng)的接觸器運(yùn)行中，應(yīng)當(dāng)采用110 V控制變壓器供電。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)主要包含兩條220 V電路，其中一條為數(shù)控機(jī)床的床身潤(rùn)滑機(jī)以及電氣箱冷氣機(jī)供應(yīng)電力，另外一條經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電源之后，輸出24 V的電壓，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的直流繼電器以及伺服模塊的供電。

2.3 軟件部分的設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，借助PLC控制系統(tǒng)開(kāi)展參數(shù)的設(shè)置和執(zhí)行。PLC是一種可以進(jìn)行編程的控制器，數(shù)控機(jī)床能夠根據(jù)生產(chǎn)的需求設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，在參數(shù)設(shè)置的過(guò)程中，需要考慮數(shù)控機(jī)床的功能和自身結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)和驅(qū)動(dòng)參數(shù)，保證其根據(jù)實(shí)際的需求運(yùn)行，完成機(jī)械的生產(chǎn)和制造。

2.4 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)中，針對(duì)制定的生產(chǎn)工作，按照相應(yīng)的工序開(kāi)展設(shè)備的批量生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率非常高。數(shù)控機(jī)床的繁瑣結(jié)構(gòu)，需要電氣設(shè)計(jì)更加的穩(wěn)固、可靠。借助PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)化控制，是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。組合機(jī)床的構(gòu)造相對(duì)較為繁瑣，對(duì)于可靠度要求較高。在電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要使用雙速交流電機(jī)，保證端面的加工質(zhì)量。在各個(gè)動(dòng)力頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)之間需要增加相應(yīng)的互鎖電路，保證機(jī)床加工的過(guò)程中，工作臺(tái)處于鎖緊狀態(tài)。液壓平旋盤(pán)的安裝，能夠完成工件的精細(xì)化加工。數(shù)控機(jī)床的電路設(shè)計(jì)相對(duì)比較繁瑣，需要比較多的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)要求。

2.5 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)方案

工業(yè)機(jī)械制造的過(guò)程中，有效應(yīng)用現(xiàn)代化數(shù)控電氣機(jī)床，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用中，想要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化數(shù)控機(jī)床的有效控制，需要加強(qiáng)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。電氣控制系統(tǒng)中，主要有單片機(jī)控制系統(tǒng)、集成DSP芯片控制板和PC機(jī)相聯(lián)系控制系統(tǒng)等類(lèi)型。這些控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，存在自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的情況，選擇最合適的系統(tǒng)方案，保證數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)和調(diào)試目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。下面結(jié)合單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案開(kāi)展分析。

（1）該系統(tǒng)具有非常強(qiáng)的可靠性，在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，芯片是根據(jù)工業(yè)監(jiān)控環(huán)境設(shè)計(jì)的，此種控制系統(tǒng)中，各項(xiàng)程序指令和相關(guān)的數(shù)據(jù)，集中在一個(gè)通道內(nèi)，很難對(duì)其造成破壞，能夠有效提高系統(tǒng)的可靠性。（2）該系統(tǒng)更加易于擴(kuò)展。單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠和計(jì)算機(jī)技術(shù)有效地融合，在芯片的外部存在多個(gè)系統(tǒng)，形成規(guī)模不同的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)，具有非常強(qiáng)的控制能力，在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)和調(diào)試的過(guò)程中，借助單片機(jī)控制系統(tǒng)，能夠滿(mǎn)足機(jī)械和工業(yè)控制的需求，有效提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)效率，提升生產(chǎn)質(zhì)量。因此，在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)調(diào)試的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照各項(xiàng)數(shù)據(jù)和參數(shù)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，保證其設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為機(jī)械制造提供有效的保障。在調(diào)試的過(guò)程中，需要根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，需要最合適的方案，保證數(shù)控機(jī)床電氣調(diào)試能夠有序順利開(kāi)展。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械制造行業(yè)乃至工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床都被廣泛使用，能夠促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在機(jī)制制造行業(yè)中，為了能夠更加有效地利用數(shù)控機(jī)床，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床電氣的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作，提高其工作質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)其行業(yè)需求的不同，數(shù)控機(jī)床的電氣控制設(shè)計(jì)工作，應(yīng)當(dāng)做出相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，做好各個(gè)模塊的合理設(shè)計(jì)，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)多種控制功能，有效提高數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率，提高生產(chǎn)的質(zhì)量。