電氣自動化數(shù)控車床電氣控制設(shè)計

彭雪峰，張 敏

（九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程學(xué)院，江西 九江 332007）

電氣自動化數(shù)控車床電氣控制設(shè)計

彭雪峰，張 敏

（九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程學(xué)院，江西 九江 332007）

隨著改革開放國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家的科技水品也在快速的提升，尤其是計算機(jī)技術(shù)更是在社會的各行各業(yè)中被廣泛的使用。在機(jī)械制造行業(yè)計算機(jī)技術(shù)也也被給以推廣，有效地提高了機(jī)械制造業(yè)的制造自動化，很大程度上提升了生產(chǎn)效率。文章首先介紹了數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)和主要構(gòu)成，進(jìn)而對電氣自動化數(shù)控機(jī)床的控制極速進(jìn)行了分析探討，旨在為相關(guān)行業(yè)提供一些借鑒。

電氣自動化；數(shù)控機(jī)床；電氣控制

現(xiàn)階段我國的電氣自動化數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨于成熟，有效的實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的有機(jī)融合，提升了機(jī)械制造的生產(chǎn)效率。而在電氣自動化行業(yè)中，一般情況下電氣自動化控制系統(tǒng)的使用壽命要比機(jī)械零件短10年左右，這嚴(yán)重影響了企業(yè)的生產(chǎn)水平和效率，因此對電子自動化數(shù)控機(jī)床電力控制設(shè)計進(jìn)行探究，有著實(shí)際的經(jīng)濟(jì)意義。文章圍繞電氣自動化數(shù)控車床電氣控制設(shè)計為中心展開了細(xì)致探討，以下是具體內(nèi)容。

1 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)原理及特點(diǎn)

1.1 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)工作原理

數(shù)控機(jī)床自動化工作需要通過計算機(jī)平臺得以實(shí)現(xiàn)。在數(shù)控機(jī)床的工作中，首先需要工作人員將加工工件的實(shí)際要求通過圖片、文字的方式，在計算機(jī)平臺運(yùn)用計算機(jī)程序?qū)⑵鋵?shí)現(xiàn)代碼化，進(jìn)而將這些代碼輸入到數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)中，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)會根據(jù)這些代碼信息進(jìn)行相應(yīng)的加工處理，實(shí)現(xiàn)工件的加工方式、程序以及結(jié)果符合一開始輸入的工件加工要求，也就實(shí)現(xiàn)了工件加工的數(shù)控化。

1.2 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)在功能上主要包括三個特點(diǎn)。首先是適應(yīng)性高，對目前的大部分工件都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的加工，加工工件的穩(wěn)定性、精準(zhǔn)度和平穩(wěn)性都有很好的保證；其次是操作簡易，采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行工件的加工只需要在加工開始階段，在計算機(jī)段輸入相應(yīng)的工件加工要求即可實(shí)現(xiàn)工件加工，操作十分方便；最后是效率高，數(shù)控機(jī)床的使用可以大大提升工件加工過程的自動化，對于人工的需求量較少，生產(chǎn)效率極高，可以有效的提升企業(yè)的市場競爭力。

2 電氣自動化數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成

數(shù)控機(jī)床具有高精度、高效率的優(yōu)勢，是現(xiàn)今制造自動化技術(shù)的主要體現(xiàn)，在構(gòu)成上是機(jī)械加工設(shè)備和計算機(jī)控制系統(tǒng)的兩者集合體，具體構(gòu)成部分包括：伺服裝置、CNC單元、車床本體、傳輸設(shè)備、以及電氣控制設(shè)備、協(xié)助裝備、驅(qū)動設(shè)備及可編寫程序的控制器、檢測裝置。下面具體介紹在電氣自動化數(shù)控機(jī)床中比較重要的兩個組成部分車床主體和傳輸裝置。

2.1 車床主體

數(shù)控機(jī)床的車床主體是整個電氣自動化數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的主要組成部分，由傳統(tǒng)的機(jī)床演變而成，在其結(jié)構(gòu)上相比傳統(tǒng)機(jī)床有了很大的改善，尤其是在具體操作和刀具結(jié)構(gòu)、位置的設(shè)置上，數(shù)控機(jī)床擁有更高的適用性、精準(zhǔn)性和自動化程度，最大程度的提升了企業(yè)生產(chǎn)效率。

2.2 傳輸裝置

數(shù)控機(jī)床的傳輸裝置經(jīng)歷了長期的發(fā)展演變，在一開始主要的傳輸裝置信息輸入采用磁帶實(shí)現(xiàn)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，先后從磁帶演變到磁盤再到鍵盤，在現(xiàn)階段的數(shù)控機(jī)床傳輸裝置其介質(zhì)主要采用DNC網(wǎng)絡(luò)通訊。DNC網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸介質(zhì)具有精準(zhǔn)度高和方便快捷的優(yōu)勢，可有效的提升數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率。目前的數(shù)控機(jī)床傳輸裝置的工作需要通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為平臺進(jìn)行，通常情況下在數(shù)控機(jī)床工作的開始階段需要進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的傳輸工作，工作人員通過傳輸裝置將工件的具體加工內(nèi)容輸入到數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)具體的加工工作，屬于整個數(shù)控機(jī)床自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分。

3 電氣自動化數(shù)控車床電氣控制設(shè)計論述

根據(jù)數(shù)控機(jī)床的工作特點(diǎn)，從伺服設(shè)計和主軸設(shè)計兩個方面，簡要對電氣自動化數(shù)控車床電氣控制設(shè)計進(jìn)行論述。

3.1 伺服驅(qū)動設(shè)計

在數(shù)控機(jī)床的正常工作中，數(shù)控機(jī)床電氣自動化控制系統(tǒng)有著極其重要的作用，而在電氣控制系統(tǒng)中伺服系統(tǒng)又是極其重要的組成部分。CNC裝備和車床之間存在的聯(lián)動部分即伺服系統(tǒng)，其工作原理為CNC裝備先發(fā)出工件加工的相應(yīng)控制數(shù)據(jù)，通過伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在坐標(biāo)軸上的相對運(yùn)動，從而完成程序整體的要求操作內(nèi)容。目前隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，在對數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計時，多采用PLC技術(shù)進(jìn)行控制設(shè)計，提高了整個伺服系統(tǒng)的抗干擾性，實(shí)現(xiàn)伺服系統(tǒng)計算和伺服系統(tǒng)中各個零件之間的緊密結(jié)合，提升數(shù)控機(jī)床的加工精度和效率。

3.2 主軸設(shè)計

數(shù)控機(jī)床的主軸精密度對于數(shù)控機(jī)床零件加工精密度有著最為直接的影響，數(shù)控機(jī)床的主軸功能影響著數(shù)控機(jī)床整體工作的時效性、零件加工質(zhì)量以及產(chǎn)品的加工范圍等，因此在對數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時必須十分重視，從各方面綜合考慮。首先在對數(shù)控機(jī)床主軸進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)設(shè)計時，要以電氣控制的要求為基本出發(fā)點(diǎn)，編寫符合要求的PLC程序和設(shè)計科學(xué)合理的電氣原理圖；其次在主軸的轉(zhuǎn)速、大小、運(yùn)行速率和運(yùn)行位置設(shè)計時，必須嚴(yán)格遵守加工要求，進(jìn)行合理配置；最后在主軸的元器件選擇上也要嚴(yán)格按照要求采購，保障主軸的高精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)加工工件的穩(wěn)定生產(chǎn)和高精度、高效率生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計對電氣自動化數(shù)控機(jī)床的日常工作有著非常重要的作用，可以有效促進(jìn)數(shù)控機(jī)床自動化的發(fā)展。通過對數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)以及構(gòu)成的分析，加之對幾個主要電氣自動化數(shù)控車床電氣控制設(shè)計的談?wù)?，增加對了我們對電氣自動化?shù)控機(jī)床的認(rèn)知，以及電氣自動化數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的認(rèn)知，為進(jìn)一步提升數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平，幫組機(jī)械制造行業(yè)持續(xù)發(fā)展，提供了重要的參考。

［1］李晶茹.電氣自動化數(shù)控車床的電氣控制設(shè)計［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，11（31）：113-113.

［2］張洪濤.基于FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車床PMC程序設(shè)計［J］.電氣自動化，2015，37（06）：84-86.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.003

彭雪峰（1979-），男，河南信陽人，碩士，講師，九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，研究方向：嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)。