一、幹擾產生的原因:電火花機床利用高頻放電對(duì)工件(jiàn)腐(fǔ)蝕加工,高頻對智能糾錯控製器產生幹擾。幹擾一般是指那些與信號無關的(de),在信號輸入、傳輸和輸出過程中出(chū)現的一些不(bú)確定的有害的電氣瞬變現象。這(zhè)些瞬變現象會使數控(kòng)係統中的數據在傳(chuán)輸過程中發生變化,增大(dà)誤差,使局部裝置或整個係統出現異(yì)常情況,引起故障。幹(gàn)擾源的產生主要有以下幾種情況:
①電(diàn)源幹擾:由(yóu)於電網覆蓋範圍廣,存在多種設備共享一(yī)個電網,尤其是電網內部的變化,電源開關操作、雷擊浪湧(yǒng)、大型電力設備起停、交(jiāo)直流傳(chuán)動裝置(zhì)引起的諧波、電網短路暫態衝擊等,都通過輸(shū)電線路(lù)傳到電源(yuán)原邊,使電壓暫變,導致電(diàn)網電壓波動。此外,電源線在傳輸過程也會產生噪聲以及快(kuài)速瞬變的脈衝串,汙染(rǎn)電網(wǎng)。
②輻射幹擾:電磁或電場在自然界中無處(chù)不在。工作中的電火花穿孔機除了受到電場的作(zuò)用外還受到了(le)磁場的作用。電火花穿孔機在運行過程中,由於工作環境的惡劣性,不可避免的會受(shòu)到電磁幹擾(rǎo)
③數字信號和模擬信號間的幹擾:電火花穿孔機(jī)在工作過程中,由於整套設備涉及到的器件較多,既有AC380V、AC220V交(jiāo)流電信號,又有DV24V、DC5V的各種低壓直流電信號。用來傳遞信號的電纜,在走線過程中,有(yǒu)時會由於模擬信號輸出設備或由伺服驅動器或變頻器產生的幹擾引起誤(wù)動作發生,影響設備的正常工作;用來傳遞I/O輸入/輸出信號的頻率受到時鍾頻率和諧波幹擾(rǎo),加上線路走線不當,使數字信號線和模擬信號線不可避免的會受(shòu)到(dào)外來幹擾信號的幹擾,各種信號線相互之間也會通過線間耦合等(děng)產生幹擾。
二、抗幹擾的措施:這些措施主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件(jiàn)處理等(děng)。
①屏蔽技術(shù):屏蔽是目前采用最多也是最(zuì)有效的一種方式。屏蔽(bì)技(jì)術切斷輻射電磁噪聲(shēng)的傳輸途徑通,常(cháng)用金屬材料或磁性材料把所需(xū)屏蔽的區域包圍起來,使屏蔽體內外(wài)的(de)場相互隔離,切斷電磁輻(fú)射信號,以保護被屏蔽體免受幹擾,屏(píng)蔽分為電場屏蔽、磁(cí)場屏蔽及電磁屏蔽。在(zài)實(shí)際工程應(yīng)用時,對於電場幹擾時,係統中的強(qiáng)電設備金(jīn)屬外殼(伺服驅動器、變(biàn)頻器、驅動器、開關電源、電機等)可靠(kào)接(jiē)地實現主動屏(píng)蔽;敏感設備如智能糾(jiū)錯裝置等外殼應可靠接地,實現被動屏蔽;強電設備與敏感設(shè)備之間距離盡(jìn)可能遠;高電壓大電流動力線與信號線應分開走線,選(xuǎn)用帶屏蔽層的電(diàn)纜,對於磁場(chǎng)幹擾,選用高導磁率的材(cái)料,如玻莫合金等(děng),並適當增加屏蔽體的壁厚;用雙絞線和屏蔽(bì)線,讓信號線與接地(dì)線或載流回線扭絞在一起,以便(biàn)使信(xìn)號與接地或(huò)載流回線之間的距離最近;增大線間的距(jù)離,使得幹擾源與受感應的線(xiàn)路之間的互(hù)感(gǎn)盡可能地小;敏感設備應遠離幹擾(rǎo)源強電設備變壓器等。
②隔離技術:隔(gé)離就是用(yòng)隔離元器件將幹(gàn)擾源隔離,以防幹擾竄入設備,保證電火花機床的正常運行。常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器(qì)隔離等方法。
(1)光電隔(gé)離:光電隔離能有效地抑製係統噪聲,消除接地回路的幹擾。在智能糾錯係統的輸入和輸出端,用光(guāng)耦作接口,對(duì)信號(hào)及噪聲進行隔離;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(lí)開。
(2)變壓器隔離是一種用得相當(dāng)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,從而解決地線環(huán)路電流(liú)帶來的設備(bèi)與設備之間的幹擾,同時隔離變壓器對於抗共模(mó)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(néng)起到很(hěn)好的抑(yì)製作用,對於交流信(xìn)號的傳輸(shū),一般使用變壓器隔離幹擾信號的辦法。
(3)繼電器隔離(lí),繼電器的線圈和觸點之間沒有電氣上(shàng)的聯係。因此,可以利用繼電器的(de)線(xiàn)圈接受電氣信號,而用觸點發送和(hé)輸(shū)出信號,從而避免(miǎn)強電和弱電(diàn)信號之間的直接聯係,實現了抗幹擾隔離。
③濾波技術:濾波技術是抑製幹擾的一種有效措施。濾波器是由集總參數R、L、C構成等效電路。具有分離信號、抑製幹擾、阻抗變換(huàn)與(yǔ)阻抗匹配和延遲信號等功能(néng)。采用濾波器(qì)可以很好的(de)濾波設(shè)備電路中的(de)有害成(chéng)分,提高設備的可靠性。在數控(kòng)機床上,為了抑製高頻對智能控製裝置的(de)幹擾(rǎo)。可采用低通濾(lǜ)波器濾除電路(lù)中的高(gāo)頻成分,改善電源質量(liàng)。對於各類觸點或開關,在閉合(hé)或斷開瞬間因觸點抖動所引起的幹擾(rǎo),抑製感性負載在切斷(duàn)電源瞬間所產生的反向勢,可以(yǐ)采用阻(zǔ)容濾波來排除,這樣(yàng)可以將電感線圈的磁場釋放出來的能力,轉化為電容器電場的能量儲存(cún)起來,以降低能耗。采用L-C濾波器則會降低負載阻抗,從而增加濾波效果,發(fā)揮濾波器的作(zuò)用,降低幹擾。
④接地(dì)處理:將電路、設備(bèi)機殼等與作為(wéi)零電位的一個公共參考點(大地)實現(xiàn)低阻抗的連接,稱之謂接(jiē)地。接(jiē)地的方式主要有:保護接地、工作接地(dì)、屏蔽(bì)接地。接地(dì)的目的有兩個:一是為(wéi)了減小幹擾;二(èr)是為了人(rén)身安全。為了降低安全事故的發生,安全接地保護接地端(duān)子與(yǔ)電氣設備的機殼(ké)底盤等應實現良好(hǎo)的搭接,做到真正的和大地相連(lián)。在數控機床的電櫃中,接地排厚度不得低於3mm(銅板(bǎn)),接入大地的接地電阻應(yīng)小4歐姆;係統內(nèi)的保護地線(xiàn),應用盡量粗和短的黃綠雙色線連接到接地(dì)排上,並(bìng)且避(bì)免構成環路;可以減少與其他設備的相互電磁幹擾。為了避免數控機床在(zài)工作過程中的共地(dì)線阻抗幹擾(rǎo)和地環路幹擾以及共模電流輻射幹擾發生,工作接地(dì)極為重(chóng)要。工作接地方式有浮(fú)地、單點接地、多點接地和混合接地。
⑤軟件抗幹擾:用軟件來識別有用信號和(hé)幹擾(rǎo)信號,並濾除(chú)幹(gàn)擾信號的(de)方法,稱為(wéi)軟(ruǎn)件濾(lǜ)波。一般通過信號(hào)時間、空間和屬性來判(pàn)斷是(shì)有用(yòng)信號(hào)還是幹擾信號。當電磁(cí)幹擾使數(shù)控係統的程序跑飛時,看門狗能夠幫助係統自動恢複正常運行。
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