試論數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（紐威數(shù)控裝備有限公司，江蘇 蘇州 215009）

試論數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張 昊

（紐威數(shù)控裝備有限公司，江蘇 蘇州 215009）

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的不斷發(fā)展，我國(guó)電氣企業(yè)為了追求加工效率以及加工質(zhì)量方面的智能化，數(shù)控機(jī)床在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，有效的保障了市場(chǎng)上各企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在社會(huì)主義市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的環(huán)境下，加強(qiáng)各行業(yè)辦公自動(dòng)化技術(shù)，提高辦公效率，是各企業(yè)在市場(chǎng)上求得生存的必要手段。本文對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的分析。

數(shù)控機(jī)床；電氣控制；經(jīng)濟(jì)效益

1 數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)的重要性

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)促進(jìn)了人們生活水平的提高，人們對(duì)電的需求不斷加大，帶動(dòng)了電氣工程的發(fā)展。不斷完善電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)是滿(mǎn)足人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需求以及社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的必然要求。在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了提供生產(chǎn)效率，機(jī)床得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的機(jī)械加工都是用手工操作普通機(jī)床作業(yè)的，加工時(shí)用手搖動(dòng)機(jī)械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測(cè)量產(chǎn)品的精度的。這種傳統(tǒng)的車(chē)床已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的需要了。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷的創(chuàng)新，傳統(tǒng)的機(jī)床已經(jīng)被數(shù)字化控制的機(jī)床取代了，在現(xiàn)代化工業(yè)當(dāng)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越普遍的。數(shù)控機(jī)床可以按照技術(shù)人員事先編好的程序自動(dòng)對(duì)任何產(chǎn)品和零部件直接進(jìn)行加工了。數(shù)控加工廣泛應(yīng)用在所有機(jī)械加工的任何領(lǐng)域，更是模具加工的發(fā)展趨勢(shì)和重要和必要的技術(shù)手段。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。在這個(gè)國(guó)際化的大背景，世界各國(guó)之間的聯(lián)系越來(lái)越緊密，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量控制是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的基本保障，是提高工業(yè)加工質(zhì)量以及效益的有效途徑，是提高我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力的有效措施，更是數(shù)控機(jī)床加工行業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境求得生存的保障。而在數(shù)控機(jī)床操作過(guò)程中，電氣系統(tǒng)是保障數(shù)控設(shè)備運(yùn)行的必要保障，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在”高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。

2 數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在我國(guó)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床對(duì)現(xiàn)代企業(yè)來(lái)說(shuō)有著至關(guān)重要的作用。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)主要由數(shù)控系統(tǒng)、電源模塊、 伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服電機(jī)、變頻器、PLC 輸入輸出模塊、強(qiáng)電柜的機(jī)床電器元器件以及各種電動(dòng)機(jī)、電磁閥，機(jī)床操作面板等組成，這些元件共同影響著數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作效率，為此，要想保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作效率，就必須對(duì)其電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.1 數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)是整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的核心部分，它肩負(fù)著的系統(tǒng)運(yùn)作的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。為此在進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，利用現(xiàn)代新近的科學(xué)技術(shù)，建立開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)，通過(guò)利用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和開(kāi)關(guān)量。對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而為數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作提供保障。

2.2 電源線路

電源是提供計(jì)算機(jī)中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩(wěn)定，將直接影響計(jì)算機(jī)的工作性能和使用壽命。在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，電源是數(shù)控機(jī)床運(yùn)作的基礎(chǔ)，電源線路的好壞直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床運(yùn)作的連續(xù)性、穩(wěn)定性。在電氣系統(tǒng)中，變頻器的工作方式是先將系統(tǒng)中導(dǎo)入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將直流電變?yōu)榻涣麟姡跀?shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，電氣控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)電源模塊，將進(jìn)入系統(tǒng)中的交流電通過(guò)調(diào)頻器轉(zhuǎn)換為一定的直流電，從而滿(mǎn)足電氣系統(tǒng)的用電需求，同時(shí)通過(guò)對(duì)電源線路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)斷電之后，機(jī)床信號(hào)可以得到歸零，在系統(tǒng)通電后，機(jī)床信號(hào)就會(huì)自行恢復(fù)，從而保障了數(shù)控系統(tǒng)的可行性。

2.3 PLC系統(tǒng)

PLC作為一種重要的工作裝置，它是以計(jì)算機(jī)為核心技術(shù)，對(duì)工業(yè)電器系統(tǒng)中的繼電器進(jìn)行邏輯編輯控制。在PLC系統(tǒng)中，CPU是PLC的控制中樞，它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。PLC的電源在整個(gè)電氣控制系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源，系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%（+15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。

結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)代社會(huì)發(fā)展形勢(shì)下，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，我國(guó)企業(yè)紛紛認(rèn)識(shí)到數(shù)控技術(shù)的重要性，并廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有效地保障了工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科技創(chuàng)新推動(dòng)了當(dāng)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，然而我國(guó)當(dāng)前數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，如果不與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代的步伐，就會(huì)被這個(gè)快速發(fā)展的社會(huì)淘汰，從而影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)不僅關(guān)系到數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作效益，更關(guān)系到數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的安全以及我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為此對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)有著重大的意義。

[1]任瑞明,徐歡．關(guān)于數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的改進(jìn)與探討[J]．中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）,2011（07）．

[2]鄭小年,陳吉紅．?dāng)?shù)控機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)及實(shí)例分析[J]．伺服控制,2011（06）．

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[4]黃娟．一種數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)技巧[J]．現(xiàn)代制造工程,2010（11）．

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