數控電動平臺的控制電路

劉順起　郎巖梅（哈爾濱量具刃具集團有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

數控電動平臺的控制電路

劉順起郎巖梅
（哈爾濱量具刃具集團有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

計算機技術的發展，使人類步入了信息化社會，數控電動平臺作為信息技術在裝備制造領域的應用，對裝備制造工業的自動化、智能化和現代化進程的推進具有重要作用。本文針對數控電動平臺的控制電路進行分析，為我國數控電動平臺技術的發展提供資料參考。

數控；電動平臺；控制電路

數控電動平臺就是裝有程序控制系統的自動化機床，又被稱作數控機床。數控機床能夠實現對控制編碼和符號指令程序的邏輯處理并解讀程序指令，通過數控裝置放大，指揮數控機床各部分按照程序設計進行加工工作。數控機床的出現，代表著設備制造業步入了數字化化的時代，隨著我國設備制造業智能化、自動化和現代化進程的不斷推進，數控電動平臺正在給我國機械制造業帶來一場前所未有的技術革命。

1 數控平臺控制電路設計原則

數控平臺控制電路的設計，是數控平臺能夠實現數字化自動控制的前提，如何做好數控平臺的控制電路設計，不僅是數控平臺能夠推廣和發展的關鍵技術，而且數控平臺控制電路的設計還影響著數控平臺生產產品的質量和工作效率，概括來說，數控平臺的控制電路設計有如下幾個原則。

（1）最大限度的實現機械設計和工藝的要求。數控機床的機械與電一體化產品，因此數控電動平臺的主軸和進給軸等伺服控制系統絕大多數都是機電式的，數控平臺是機數控機床是機電一體化產品，數控機床的主軸、進給軸伺服控制系統絕大多數是機電式的，其輸出都包括含有某種類型的機械環節和元件，它們是控制系統的重要組成部分，其性能直接影響數控機床的品質。

（2）保證數控電動平臺能穩定、可靠運行。數控電動平臺作為機電一體化設備，其結構中不僅包含著傳統機床的加工系統，還含有一系列由精密的電子元件構成的伺服系統。數控電動平臺的設計是為工業生產服務的，因此數控電動平臺的運行穩定性直接影響著設備的加工效率。由于數控電動平臺在工業生產中工作環境是比較差的，而且生產環境中電磁干擾現象也比較嚴重，因此，在數控電動平臺的控制電路設計時，一定要保證電路設計不僅能夠滿足數控電動平臺各設備和系統的工作需求，還能夠有效的抵御環境中的電磁干擾，保證數控電動平臺的穩定、可靠運行。

（3）便于組織生產，降低生產成本，保證產品質量。機械制造行業實現盈利的基礎就是在保證產品質量的前提下通過各種不同的手段和措施降低生產成本。數控電動平臺的控制電路設計中我們也應該時刻注意遵守這一原則。在進行數控電動平臺的控制電路設計時，我們需要根據電動平臺的生產需要進行合理的材料選擇。要求盡量選擇性價比高的材料，在保證產品質量的前提下降低生產成本。為了提高生產效率，我們還需要對控制電路進行合理的設計，設計應該以元器件的產品質量和品質為前提，并以便于安裝、調試和維修為目標，方便企業組織生產。

（4）數控電動平臺控制電路設計的安全原則。數控電動平臺控制電路設計的安全原則，不僅是對數控設備生產安全的要求，也是對數控電動平臺在為來運行安全的要求。為了滿足數控電動平臺控制電路的安全原則，我們首先要在控制電路安裝時保證安裝質量。在控制電路架設時，我們還要經過進一步檢驗，確定控制電路設計和安裝符合數控電動平臺的設計要求，避免因為控制電路設計安裝質量問題導致數控平臺投入使用后發生故障威脅用戶的人身安全。

2 數控電動平臺的控制電路

（1）數控電動平臺主電路的設計和安裝。一般來說，數控電動平臺的主軸電路驅動裝置均采用三相橋式設計，并采取反并聯邏輯無環流可逆調速系統。這種設計不僅能夠有效的縮短數控電動平臺的制動時間，還能夠將主軸旋轉的機械能轉換為電能傳回電網。邏輯無環流可逆系統是利用邏輯電路，當一組晶閘被切斷一組工作時，由邏輯控制單元自動切斷兩組晶閘管之間流通環流。相比于普通機械工作平臺，數控電動平臺會在電流調節器輸入端添加一個邏輯電路來的電壓，實現反組一開始就是發電制動，避免了反制動帶來的電流沖擊，保證了電動機由正轉切換為反轉過程中，電樞電流正向評委下降至零再反向的平穩上升。當主軸電機反轉時，晶閘管一個起到整流器作用，另外一個座位逆變器，能夠有效的的防治正反兩組晶閘連通導致損壞。一般來說，數控電動平臺邏輯電路需要滿足只允許向一組晶閘提供觸發脈沖并且當工作晶閘斷流后才撤銷其觸發脈沖，防治逆變顛覆導致故障。當原來一組晶閘切斷時，才能向另一組晶閘提供觸發脈沖，預防過大電流的出現。

（2）控制回路。數控電動平臺的控制回路采用電流反饋和速度反饋雙閉環調速系統，在雙閉環調速系統中，內環是電流環，外環是速度環。一般來說主軸電動機為他勵式直流電動機，勵磁繞組由另一路直流電源供電。雙閉合調速系統能夠通過模擬電壓信號與實際轉速反饋差值，控制電動機的轉矩，避免超調，保證轉速能夠在最短時間內達到穩態。電流環能夠對系統外來一直干擾及時作出相應，保證系統的加速和制度速度，對主軸的快速啟停和穩定運行具有重要影響。磁場控制回路能夠實現調壓變速、恒轉矩控制并實現恒功率控制等功能。直流主軸驅動裝置一般具有速度到達、零速檢測等輔助信號輸出，同時還具有速度反饋消失、速度偏差過大、過載及失磁等多項報警保護措施，以確保系統安全可靠工作。

結語

綜上所述，隨著數控技術的發展，裝備制造業已經逐漸步入了自動化、機械化和智能化，我國作為一個發展中國家，雖然裝備制造業近年來得到了較快的發展，但由于我國數控技術起步時間較晚，不僅與國外數控電動平臺技術差距較大，而且我國數控技術的發展遠遠不能滿足工業生產對數控電動平臺的迫切需求。由于進口數控電動平臺價格較貴，國外數控電動平臺廠家對我國施行嚴格的技術壁壘政策，進口平臺的維修和使用都面臨著很大困難。因此我國裝備制造工業仍舊以傳統的人力加機械的制造模式為主，這嚴重的影響了我國工業現代化的發展速度。為了滿足我國設備制造工業對數控電動平臺的迫切需求，對數控電動平臺控制電路這一重要技術的研究和分析，對我國數控機械設備領域的發展具有積極影響。

[1]魯國軍.數控車床更新的歷史性技術研究以及應用[J].硅谷，2013（11）.

TM921

A

本論文受國家重大科學儀器專項《高端表面形貌測量系列儀器研究與開發》資助，項目編號（2011YQ160013）。