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龍門式數控（kòng）鑽電氣控製部分的設（shè）計

2018-6-21 來源：沈陽機床股份有限公司中捷立加分公（gōng）司作者：陳（chén）宏超，齊博

摘（zhāi）要:電氣控製（zhì）係統的優劣對（duì）龍門式數控鑽床的控製優化非常重要，這是因為龍門式（shì）數控（kòng）鑽床中電氣（qì）控製係統除了對機床（chuáng）的運動和輔助動作控製外，還包括對保護開關、各（gè）種行程、極限開關的控製，以及在操（cāo）作盤上所有按鍵、操作指示燈以及波段開關等的控製。

關鍵詞:龍門式數控鑽（zuàn）床;電氣控製（zhì）;分析

1、電氣控製部分的設計（jì）要求

數控程序、I/O設備、可編輯控製器（qì）、計算機數控裝置以及主軸、進給驅動裝置是電氣控製係統主要的主要組成部（bù）件（jiàn），如（rú）圖1所示。在（zài）電（diàn）氣控製係統設計應滿足如下（xià）要求:①保證係統的通用性;②數控係統的可操作性;③滿足使用要求;④滿足控製要求的前提下，設計方案力求簡單、經濟以及使用與維修方便;⑤電器元件選用應正確、合理，確保控製係統安全可靠地工作;⑥設備能力應留有適當餘量，為適應生產的發展和（hé）工（gōng）藝的改進留有空間。

圖1 電氣（qì）係統組成

2、數控係統的設計

2.1數（shù）控係統（tǒng）的選型

機（jī）床數控係統(CNC)是（shì）數控機床的核心部件，決定了數控加（jiā）工設備的功能和加工（gōng）能效性。本文的機床數控係統采用（yòng）智輝數控NC-T220數控係統。NC-T220數控係統為兩軸聯動係統，其特點為:(1)采用高速（sù）處理器，通過優化的程（chéng）序（xù），實（shí）現60m/min超高加工速度;C2)采用便於安裝的一體化操作麵板;(3)采用人機工程學設計的7英寸彩色顯（xiǎn）示器使操作更加便捷（jié）效;C4)係統支持外（wài）部存儲支（zhī）持最大可達100 G容量的高速接口，保證數控（kòng）係統程序在DNC以lOM的波特率高速傳輸;係（xì）統內部（bù）設有16M的內存可用滿足一般加工（gōng）對象的需要;<5)係統的輸入輸出接口為DI-48和DO-32，雙（shuāng）路12位精度的模擬輸出（chū）;設有雙主（zhǔ）軸（zhóu）和手輪編（biān）碼器接口，係統設有開放式的PL C，具有係統梯形圖的（de）反白和動態點功能並支持在（zài）線調試和編輯功能、可（kě）自定義機床報警以及（jí）DI/DO任（rèn）意配置等一係列功能;(6)簡單便捷的操作以及坐標的靈活設置。

3、控製電氣櫃設計

強電控製部分與（yǔ）弱電控製部分是控製線路的兩（liǎng）個部分。

(1)強電控製部分的電氣線路設計原則: 數控機床的強電控（kòng）製部分設計與一般機床電氣原理相似，數控係統（tǒng）由（yóu）眾多元件組成，接口類型多樣，因（yīn）此在設計中要掌握所選元件接口信號的特點和形式，要對（duì）元件所需信號進行分類，通常可按高低電平的有（yǒu）效性分類，也有（yǒu）按照脈衝形（xíng）式即階躍和持續的（de）脈衝形式進行分類，要注意各元件間接口要互相匹（pǐ）配。在（zài）滿足設計要（yào）求的前提下盡量簡化強電（diàn）控製線路。

(2)弱點控製部分，在設計時應（yīng）首（shǒu）選弱（ruò）電控製來實現相（xiàng）關功能，僅當弱點（diǎn）實（shí）現不了時才采用強電控製。該（gāi）設計要求的原因為:當使用強電控製時，相關元件規格需提升，為保證安全（quán）電氣櫃體積同樣提高;控製過程中需增（zēng）加外部（bù）連線的接點數，增加了係統可能產生（shēng）故障的概率。與（yǔ）弱點控製櫃相比，強電控製下元件（jiàn）規格的提升必然帶（dài）來成本的增加，因為在強電控製時應考慮成本和可靠性，強電控製安裝時應注意接地的可靠性。

3.1 電氣元件布局

電氣櫃中的元件通常包括伺服驅（qū）動器係統、變頻器、檢（jiǎn）測元件、 PL C控製（zhì）器等元件（jiàn）。根據電氣元件的相關要求繪製電氣原理（lǐ）圖，並按原理圖（tú）安裝。

(1)麵（miàn）板元件布局（jú）圖。數控係統相關的電氣（qì）元件及信號按鈕應清楚地布置（zhì）在麵板上。數控係統的報警信號及（jí）監控裝置應按照其控製和（hé）動（dòng）作特點進行分類（lèi）排列，以便出現問題時，方便查找及時保證設備安全。

(2)正麵櫃元件設計。在電氣控製係統中，通常將係統的核心部分數控係統，伺服驅動器、編碼器以及相（xiàng）對應（yīng）的開關等元件安裝（zhuāng）於正麵櫃中，電氣的布局應合理保證安全。

(3)反麵櫃元件設計。通常將控製主軸電機的變頻器、變壓器、製動單元以及相關的（de）製動器電阻等元件均安裝與反麵櫃內，為（wéi）避免（miǎn）驅動器（qì）的工作溫度過高，本方案在櫃內安裝兩個軸流風扇。

3.2 電氣元件線路圖（tú）

依據數控（kòng）係統的控製功能以及各電氣元件的安全要求繪（huì）製電氣原理圖。並按此圖進行安裝，在安裝時需在各個線纜上標記線（xiàn）號以便（biàn）後續檢（jiǎn）測維（wéi）修使用。圖2為本文中（zhōng）所設計（jì）的驅動係統的控製線路圖。從圖中可以得出（chū）本文設計的係統中不僅標示了油泵電機、升降電機、XY軸電機和主軸電機還有相關的線纜的規格（gé），控（kòng）製的開關等相關信息。右下圖可以得出當按（àn）下按鈕SB1時（shí），繼電器（qì）KMO得電，KMO常開觸點閉（bì）合，油泵（bèng）和主軸電機得電開始運轉;當按下開關KM 1時升（shēng）降軸（zhóu）電機正轉實（shí）現（xiàn）上升功能（néng），當KM 1斷開（kāi）KM2閉合時電機反轉，實現下降動作。QF2和QF3分別控製X軸和Z軸的電機，實現X和（hé）Z軸的動作，並且有編碼器檢測電動機轉速。

圖2 控製線路

4、結束語

選（xuǎn）擇智輝數控（kòng）NC-220作為本（běn）文數控（kòng）係（xì）統。介紹了NC-220數控係統的特點（diǎn）及其連線安裝;設計了控製電氣櫃;最後給出（chū）了部分電器元件線路圖，對設計電控部分研究有一定的借鑒作用。

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