探讨数控机床电气控制电路的设计.doc

1、探讨数控机床电气控制电路的设计摘要：本文对数控机床电气控制电路设计的基本原则和绘制的基本原则进行简要介绍，按照标准让设计者和使用者都能进行对电气图纸的设计和识读，实例展开对某数控车床电气控制电路进行分析。 关键词：数控机床；电气控制；电路；设计 中图分类号： S611 文献标识码： A 一、数控机床电气控制电路设计原则 (1)确保数控机床稳定并且可靠的运行 从一定的角度讲，对数控机床的稳定性和可靠性的运行电气控制电路部分的稳定性和可靠性在其中起着重要的作用，在车间厂房中，数控机床的运行环境并不太好，在这种前提下，数控控制系统发生故障的几率就会增大，尤其是工业制造现场，具有很强的电磁干扰和较多粉

2、尘，在这种情况下，数控控制系统就应该有很强的抗干扰的能力，如果没有这种能力，机床设备根本不可能正常运行。 (2)对数控机床电气控制电路设计和工艺的要求最大限度实现探讨 现在数控机床产品的共同特点就是机电一体化， 机电方式被广泛的应用在伺服控制系统中的数控机床的主轴和进给轴中。在特定类型的机械元件和机械环节是被包含在它的输出的内容中，在电气控制的系统中，它们的存在对系统的运行起着非常重要的作用，它们的工作性能对数控机床加工的产品的质量具有相当大的影响。如果这些元件和机械环节的质量特别好，那么想要改变她们的特性就很困难了，和电气控制的部分相比较就显得特别笨拙了。所以，设计人员应该了解和掌握机械环节

3、和元件的对控制系统的影响， 只有这样才能更好的配合，在设计的时候，应该认真分析考虑数控机床控制之间的各种需求，使设计更加的合理化。(3)便于生产、降低成本、保证质量 生产简单方便，生产成本低，生产出来的产品质量高，这对商品加工生产的工厂来说是非常重要的，只有满足这样的要求，才能使用户更好的使用产品，其实数控机床生产也是这样的，元件的质量，供应是数控机床电气控制电路的设计中是非常重要的，并且在机床的安装、调试和维护也是需要同步的。只有这样，生产出来的产品的质量才能得到保证。 (4)安全性 在数控机床电气控制电路的设计过程中， 保护人身安全和设备的安全应该受到高度重视，在符合国家的安全规范和标准下

4、，高度重视安全生产，严格按照国家要求进行生产，要清晰的识别指示和信号，在操纵机构要做到易操作、易切换。 二、数控机床电气控制电路的绘制原则 (一)电气控制电路的图形和文字符号 对一些电气控制电路图中国家制定一些标准规定， 这些规定的电路图形和文字符号是为了能方便的表达生产设备和电气控制系统的结构和原理设计目的， 为了方便元器件的安装、调试、生产和维护，设计人员必须按照国家规定要求对元件进行连接，所用的电路图形和文字符号必须是国家的标准规定中的，不能使用非国家标准符号。 (二)电气控制线路的绘制 一般电气控制线路有两种方法：原理图和安装图。下面我们主要介绍一下原理图。电气的原理图主要是为了方便读

5、者阅读和分析电路的控制线路，它的主要特点是简单、清晰、易懂，主要是按照电气控制的工作原理进行制作的。在电气原理图中包含了所有的电气元器件的连线部分和导线之间的连接关系，在原理图中元器件的位置与实际安装的位置不同。 绘制电气原理图的基本规则： 电路图中的所有的电器元件的表示都必须使用国家规定的图形符号以及文字符号，具有相同电气线圈和触点时，都要使用国家规定的同一个图形符号或者文字符号来表示。如果是相同类型的元器件时，可以在元器件符号的后边加上数字来区分。一般的电气原理图还可分成主电路和辅助电路两部分。主电路是大电流按照从电源流到主要工作元器件的闭合回路。辅助电路一般包含一些照明电路，控制电路，保

6、护电路等，大多数采用按键，信号灯，接触器的线圈和触电，继电器的线圈和触点，控制变压器等器件。在绘制一些导电的元器件时，他们的绘制位置应该按照方便阅读和理解的原则来进行绘制，绘制在能完成它们工作的位置。同一个元器件在不同的电路中可以绘制在不同的位置。在绘制过程中所有的电气开关都应该没有接通或者在没有任何外力施加的情况下，开关处于开通或者关断的状态下。比如说继电器的触点，它是按照线圈没有通电的情况下画出的；按键和行程开关在绘制时其触点也应该是在不受外力的情况下画出。在电路中线路交叉并且存在电关系时，交叉点应该用黑点表示，如果没有电联系则不用画黑点。在电气电路中不论是主电路还是辅助电路，每个元器件一

7、般都是遵循动作的先后由上而下，从左到右依次排序。 三、数控机床电气控制实例分析 图 1 某数控车床的动力电路 图 1 是某个数控机床的动力电路线路图，QF1、QF2、QF3、QF4 都是断路器。QF1 是电源总开关，它的主要作用是对整个电路进行过载保护或者短路保护。QF2 主要控制主轴强电，QF3 的功能是控制冷却强电，QF4 则控制刀架强电，它们的主要作用是连接电源和短路如果遇上过流时祈祷保护作用。另外 QF3、QF4 带有辅助触头，这个触头可以输入PLC，当作报警的信号。KM3 是交流接触器，它控制着冷却电机的运动，KM4、KM5 的作用是控制刀架的正反转。RC1、RC2 是灭弧器，它的主

8、要作用是在具有大交流电路中保护接触器的主触点，以防在主触点断开时产生很大的电弧，如果产生的电弧过大将会烧毁主触点。TC2 是电抗器，其作用主要是在合闸的一瞬间抑制谐波电流和浪涌电流。 图 2 某数控车床的交流控制电路 图 2 是某数控车床的交流控制电路， 交流接触器 KM2 的线圈和 KM3 一对常闭的辅助触点串联，KM2 一对常闭辅助的触点与交流接触器 KM3 线圈串联， 通过上述的连接方法来控制刀架电动机的正反转的互锁； 然而 KM1 这个交流接触器的线圈的作用是控制 KM3 的主触点的连接与断开， 来控制冷却电机的运行状态。KA1、KA2、KA3 是继电器，它的触点是由数字装置 I/O

9、口控制，它们的作用分别是控制 KM1、KM2、KM3 这些交流接触器的线圈的通电和断电。 四、数控机床电气的维修与保养 数控机床日常的维护与保养就是为了预防电气的故障发生，从而降低电气的故障发生率。数控机床的故障维修与保养主要有以下几个方面。 日常保养：对企业的每台数控机床都要建立日常维护和保养计划。包括保养内容（如油、水气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、接触器触头清洁，坐标轴传动系统的润滑、磨损情况，丰轴润滑等；各插头、接线端是否出现松动现象。电气柜通风状况等等）及各功能部件以及元气件的维修和保养的周期（每日、每月、半年或不定期） 。 对于数控机床电气的资料进行归

10、档：工作人员对于所有的数控机床的参数资料应该进行认真的整理，有条件的企业要进行存档，若出现事故或者故障，以方便调查原因，查找资料。管理人员也可以针对数控机床的具体工作情况制定操作规范、建立数控机床电气的维修与保养档案等等。除此以外，数控机床电气的管理者也要时刻总结机床的一些信息，经常检查其工作情况，这对于改进管理和维修养护设备有着重要的作用。 结语 数控机床电气控制电路的设计的过程是非常复杂的，它可以归成一种控制系统，依据功能、类型的不同，其数控机床电气控制电路的设计的最优方案都是唯一的，对能设计出这样方案的设计者来说，必须拥有丰富的工作经验和设计经验，才能在不同的工作环境下对设备系统进行最优化设计，并且必须保证机床在工作的过程中每一个环节都不能出错，这样才能充分发挥出设备的使用价值。 参考文献 1孙道彬,刘丽.数控机床电气控制系统的故障诊断与维护J.价值工程,2011,03:263-264. 2郑小年,陈吉红.数控机床电气控制电路设计及实例分析J.伺服控制,2011,06:49-53. 3李传伟.电气隔离在数控机床电气控制线路上的应用J.机床电器,2012,04:14-17+20.