一、幹擾產(chǎn)生的原因:電火花機床利用高頻放電對(duì)工件腐蝕加工,高(gāo)頻對智能(néng)糾錯控製器產生幹擾。幹擾一般是(shì)指那些與信號無關的,在信號輸入、傳輸(shū)和輸出(chū)過程中出現的一(yī)些不確定的(de)有害的電氣瞬(shùn)變現象。這些瞬變現象會使數(shù)控(kòng)係統中的(de)數據在傳輸過程中發生變化,增(zēng)大誤差,使局部裝置或整個係統出現異常情況,引起(qǐ)故障。幹擾源的(de)產生主要(yào)有(yǒu)以下幾種情況:
①電源幹擾:由於電網覆蓋範圍廣,存(cún)在(zài)多種設備(bèi)共享一個電(diàn)網,尤其是電網內部的變化,電源開關操作、雷擊(jī)浪湧、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態衝擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊,使電壓暫變,導致電網(wǎng)電壓(yā)波動。此外,電源線在傳輸過程也會產生噪聲以及快速瞬變的脈衝串,汙染電網。
②輻射幹擾:電磁或電場(chǎng)在自然界中無處不(bú)在。工作中的(de)電火花穿孔機除了受到電場的作(zuò)用外(wài)還受(shòu)到了磁場的作(zuò)用(yòng)。電火花穿孔機在(zài)運行過程中,由於工作環(huán)境的惡劣性,不(bú)可避免的會受到電磁幹擾
③數字信號和模擬信號間的幹擾:電火花穿孔機在工(gōng)作過程中(zhōng),由於整套設備(bèi)涉及(jí)到的器件較多,既有AC380V、AC220V交流電信號,又有DV24V、DC5V的各種(zhǒng)低壓直流(liú)電信號。用來傳遞信號的(de)電纜,在走線過程中,有時會由(yóu)於(yú)模(mó)擬信號輸出設備或由伺服(fú)驅動器或變頻器產生的幹擾引起誤動作發生,影響設備的正常工作;用來傳遞I/O輸入/輸出信號的頻(pín)率受到時鍾頻率和諧波幹擾,加上線路走線不當,使數字信號線和模擬信號線不可避免(miǎn)的會受到外來幹擾(rǎo)信號(hào)的幹擾,各種信號線相互之間也會通過線(xiàn)間耦(ǒu)合等產生幹擾。
二、抗幹擾的措施:這(zhè)些措施主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件處理等。
①屏(píng)蔽技術:屏蔽是目前采用最多也是最有效的一種方式。屏蔽技術切斷輻射電磁噪聲的傳(chuán)輸途徑通,常用金屬(shǔ)材料或磁性材料把所需屏蔽的區域包圍起來(lái),使屏蔽(bì)體內(nèi)外的場相互隔離(lí),切斷電磁輻射信號,以保護被屏蔽體免受幹擾,屏蔽分為電場(chǎng)屏蔽、磁場屏蔽(bì)及電磁屏蔽(bì)。在(zài)實際工程應用(yòng)時,對於電場幹擾時(shí),係統中的強電設備金屬外殼(伺服驅動器、變頻器(qì)、驅動器、開關(guān)電源、電(diàn)機等)可靠接地實現主動屏蔽;敏感設備如智能糾錯裝置等(děng)外殼應可靠接地,實現被動屏蔽;強電設備與(yǔ)敏感(gǎn)設備之間距(jù)離盡可能遠;高電壓大電流動力(lì)線與信號線應分開走線(xiàn),選用(yòng)帶(dài)屏蔽層的電纜,對(duì)於磁場幹擾,選用高導磁率的材料,如玻莫合金等,並適當增(zēng)加屏(píng)蔽體(tǐ)的(de)壁厚;用雙絞線和屏蔽線(xiàn),讓信號線與接地線(xiàn)或載流回線扭絞在(zài)一起(qǐ),以便使信號與接地或載流回線(xiàn)之間的距離最近;增大線間的距離,使得幹擾源與受感應的線路之(zhī)間的互感盡可能地小;敏感設備應遠(yuǎn)離幹擾源強電設備變壓(yā)器等(děng)。
②隔離技術:隔離就是(shì)用隔(gé)離元器件將幹擾源隔離,以防幹擾竄入設備,保證電火花機床的正常運行。常見的隔離(lí)方法有光電隔離、變壓器隔(gé)離和繼電器隔離等方法。
(1)光電隔離:光電隔離(lí)能有效地抑製係統噪聲,消除接地(dì)回路的幹擾。在智能(néng)糾錯係統的輸入和輸出端,用光耦作接口,對信號及(jí)噪聲進行(háng)隔離;在電機驅動控製電路中,用光耦來把控製(zhì)電路和馬達高壓電路隔離開。
(2)變壓器隔離是一(yī)種(zhǒng)用得相當廣泛的電源線抗幹擾元件,它最基本的作用是實現電路與電路之間的電氣隔離,從而解決(jué)地線環路電流帶(dài)來的設備與設備(bèi)之間的幹擾,同時隔離變壓器對(duì)於抗共模幹擾也有一定作用。隔離變壓器對瞬變脈衝串和雷擊浪湧幹擾能起(qǐ)到很好的抑製作用,對於交流信號的傳輸,一般使用變(biàn)壓器隔離幹擾(rǎo)信號的辦法。
(3)繼電器隔離,繼電器的線(xiàn)圈和觸(chù)點之間沒有電氣上的聯係。因此,可以利用繼電器的線圈接受(shòu)電氣信號,而用觸點發送和輸出信(xìn)號(hào),從而避免強(qiáng)電和弱電信號之間的直接聯係,實現了抗幹擾隔離。
③濾波技術:濾波技術是(shì)抑製幹擾的一種有效措(cuò)施(shī)。濾波器(qì)是由集總參數R、L、C構成等效(xiào)電路。具有分離信號、抑製幹擾、阻抗變換與阻抗匹配(pèi)和延遲信號等功能。采(cǎi)用(yòng)濾(lǜ)波器可以很好的濾波(bō)設備電路中的有害成分,提高設備的可靠性。在數控機床上,為(wéi)了抑製高頻對智能控製裝置的幹擾。可采用低通濾(lǜ)波器濾除電路中的高(gāo)頻成分,改善(shàn)電源質量。對於各類觸(chù)點或開關,在閉合或斷開瞬間因觸點抖動所引起的幹擾,抑製感性負(fù)載(zǎi)在切斷電(diàn)源瞬間所產生的反(fǎn)向勢,可以采用阻容濾波來排除,這樣可(kě)以將(jiāng)電感線圈(quān)的磁場釋放出來的能力,轉化為電容器電(diàn)場的能量儲存起來,以(yǐ)降低能耗。采用L-C濾波器則會降低負載阻抗(kàng),從而增加濾波效果,發揮濾波器的作(zuò)用,降低幹擾。
④接地處理:將電路、設備機殼等與作為零電位的一個公共參考點(大地)實現低阻抗的連接,稱(chēng)之謂接地。接(jiē)地的(de)方式(shì)主要有:保護接地、工作接地、屏蔽接地。接地的目的有兩個:一是為了減小幹擾;二是為了人身安全。為(wéi)了降低安(ān)全事故的發生,安全接地保護接地端子與電氣設備的機殼底盤等應(yīng)實現良好的搭接,做到真正的和大地相(xiàng)連。在數(shù)控機(jī)床的電櫃中,接地排厚度不得低於3mm(銅板),接入大地的接地電阻應小4歐姆;係統內的保護地線,應用(yòng)盡量粗和短(duǎn)的黃綠雙(shuāng)色線連接到接(jiē)地排上,並且(qiě)避免構成環路;可以減少(shǎo)與(yǔ)其他設備的(de)相互電(diàn)磁幹擾。為了避免數控機床在工作(zuò)過程中的共地線阻抗幹擾和地環路幹擾以及共模電流(liú)輻射幹擾(rǎo)發生,工作接(jiē)地極(jí)為重要。工作接地方式(shì)有浮地、單點接地(dì)、多點接地(dì)和混合接地。
⑤軟件抗幹擾:用軟件(jiàn)來識別有用信號和幹擾信號,並濾除幹(gàn)擾信號的方法,稱為軟件濾波。一般通過信號時間、空間和屬性來判斷是有用信號還是幹擾信號。當電(diàn)磁幹(gàn)擾使數控係統的程序跑飛(fēi)時,看(kàn)門狗能夠幫助係統自動恢複正(zhèng)常(cháng)運行。
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