认识数控机床的电气系统
《数控原理与系统》第7章__数控机床电气控制系统
第7章 数控机床电气控制系统
有些輔助功能只在本程式段內起作用， 當後續程式段到來時便失效，稱為當前輔 助功能，記為C類，例如M06等。還有一些 輔助功能一旦被執行便一直有效，直至被 注消或被取代為止，稱為保持類輔助功能， 記為H類，例如M10、M11等。對於不同動 作類型的輔助功能，在用邏輯電路或編寫 PLC程式實現時，其處理方法也將不同。
第7章 数控机床电气控制系统
第7章 數控機床電氣控制系統
7.1 概述
7.2 JBK-30型數控系統及其在 CJK0630A車床上的應用
7.3 FAGOR 8025/8030數控系統及 其在CK6150數控車床上的應用
7.4 數控系統中PLC的資訊交換及M、 S、T功能的實現
7.5 數控機床電氣圖的繪製方法 小結
第7章 数控机床电气控制系统
3．T功能 T功能即刀具功能，T代碼後跟隨2～ 5位數字表示要求的刀具號和刀具補償號。 數控機床根據T代碼，通過PLC可以管理刀 庫，自動更換刀具，也就是說根據刀具和 刀具座的編號，可以簡便、可靠地進行選 刀和換刀控制。
第7章 数控机床电气控制系统
7.1.3數控系統中的可編程控制器（PLC） 數控系統輔助控制功能以開關量順序控 制為主，可採用繼電器控制邏輯或可編程序 邏輯控制器（PLC）實現。在一些經濟型的數 控車床和輔助動作比較簡單的數控機床上， 為了簡單起見，其輔助動作的控制常用繼電 器邏輯實現。而在功能比較完善的數控機床 上，其輔助動作的控制邏輯一般都比較複雜， 如果仍使用繼電器實現，則電路的設計和調 試將比較困難，可靠性也差。因此，多數數 控機床都採用可編程控制器（PLC）來完成輔 助運動的控制。
数控机床电气控制系统
数控机床 电气控制系统
上海 交通 大学机动 学院 高达夫
【 摘要 】数控技术是机械加工 自动化的基础 ，是 数控机床的核心技术 ，其水平高低关系到国家战略地位和体现 国家综合 国力的水平 ，近年来，Ｐ Ｌ Ｃ 在工业 自动控制领 域应
用愈来愈广 ，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现 出的综合优势是其 它工控产品难 以比拟的整机控制系统具有程序设计 思路清 晰、硬件 电路简单实用、可靠 性高、抗干扰能力强，具有 良好 的性 能价格比等显著优 点，其软硬件 的设计思路可供工矿企 业的相关数控机床设计改造借鉴 ～５ （ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ） 快速移动速度８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ；数控 机床的结构形式有很 多，通过对其主要的结构形 式的分析，大体上最常见的可分为如下两类 ： １ ） 工件沿ｘ 坐标方向移动的类 型，这类机床 主要采用的是龙 门式结构，其工作的原理为 ：工 作台沿ｘ 方向移动。而Ｙ 坐标则为打 印头在 由双立 柱及横梁构成 的龙门上的运动，既可用于二 、三 坐标作平面铣削，又可 以 扩展为四坐标机床用于 切割管件和型材，还能构成五坐标机床加 工空间 曲面。这类机床 的规格尺寸较大。另外工件沿ｘ 坐标方向移动式结构还有两种悬臂式的结构 ，一 者是为工作台沿ｘ 坐标方向移动，另一者为工件 及夹具同时沿ｘ 坐标方 向移动，其规格尺寸都比 龙门式的要小。 ２ ） 工件沿ｘ ，Ｙ 二坐标方向移动的类型这类机 床多为单纯用于切割的二、三坐标机床，其切割 头悬臂伸出，在水平面 内并无移动；而工件则可 以沿ｘ 、Ｙ 两个方向运动，这类机床 的结构比较简 单，规格尺寸也较小，最大２ ０ ０ ０ ｘ １ ５ ０ ０ （ ｍ×Ｉ Ｉ Ｉ ｎ ） 工件沿二坐标方 向移动的类型又可分为十字工作 台式和工件与夹具移动式两种 ；前者工件与工作 台连动，规格更小些；后者规格尺寸稍大，工作 台固定不动，而工件则由夹具夹持着移动，大多 是与 自动冲裁技术结合在一起成为可完成切割铣 削，冲裁等多种加工功能的多功能机床 ２ ． ２电气控制系统方案 要实现对机 电一体化的数控机床的有效控 制 ，这样的 电 气控制系统有多种方案可 以选择 。 其中最主要的是采用 ： １ ） 采用单片机的控制系统： ２ ） 采用 了集成Ｄ Ｓ Ｐ ； Ｇ ￣ ， 片的控制板与Ｐ ｃ 机相联 系的控制系统； ３ ） 采用Ｐ Ｌ ｃ 与 【 相联系的控制系统。 各控制系统方案的特 点与比较： （ １ ） 采用单片机 的控制系统所谓的单片机 即 是一块集成 了 Ｃ Ｐ Ｕ 、Ｒ Ａ Ｍ ＼ Ｒ Ｏ Ｍ （ 日Ｒ ０ 幢览 Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ ０ ￣ Ｄ 、定 时／ 计数器、时钟 、多种功能的串行和并行Ｉ ／ ０ 口 的芯片 。如Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ 公司的８ ０ ３ １ 系列等。除了以上 基本功能外，有的单片机还集成有Ａ ／ Ｄ 、Ｄ ／ Ａ ，如 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｉ 公司的８ ０ ９ ８ 系列 。概括起来说，单片机具 有如下特点： １ ） 可靠性好。芯片本身是按工业测控环境要 求设计的，其抗工业噪声干扰优于一般通用Ｃ Ｐ Ｕ ； 程序指令，常数，表格固化在Ｉ 中不易破坏 ； 许 多信号通道都在一个芯片内部，故可靠性高。 ２ ） 易于扩展。片 内具有计算机正常运行所 必须的部件 ，芯片外部有许多供扩展用的三总线
数控机床电气控制系统的组成
数控机床电气控制系统的组成在今天这个科技飞速发展的时代，数控机床可谓是工业界的“明星”。
想象一下，机器自动精准地完成各种复杂的加工任务，简直让人惊叹不已！不过，要让这些机床跑起来，可少不了它们的电气控制系统。
今天咱们就来聊聊这个神秘又有趣的系统，看看它到底是由哪些“拼图”组成的。
1. 数控系统1.1 控制器数控机床的核心，非控制器莫属。
就像是机器的大脑，负责处理所有的数据和指令。
控制器能接收来自计算机的程序，分析出机器应该怎么动，真的是个小天才！想象一下，你给它发个指令，它立马就能做出反应，分分钟就能把一块金属变成你想要的形状。
控制器的“聪明才智”让机器变得活灵活现，不再是个死板的工具。
1.2 操作面板再说说操作面板，这可是人机互动的“桥梁”。
操作面板就像是机器的脸，让操作员能轻松地与它沟通。
通过触摸屏、按钮等，操作员可以设置参数，查看状态，甚至手动控制机器。
试想一下，当你在操作面板前，轻轻一按，机床就开始转动，那感觉就像是在指挥一场音乐会，简直爽歪歪！2. 驱动系统2.1 电动机驱动系统是数控机床的动力源泉，而电动机就是这其中的“大力士”。
这家伙负责将控制器的指令转化为实际的运动，没它可不行。
电动机有各种类型，比如步进电动机和伺服电动机，每种都有自己的拿手绝活。
就像在打游戏，不同角色有不同的技能，而电动机就是为机床“加油”的那一位，让它能快准狠地完成各种任务。
2.2 驱动器接下来是驱动器，它就像电动机的“教练”，负责控制电动机的运行状态。
驱动器会根据控制器发来的信号，调整电动机的转速和方向，确保机床始终在正确的轨道上前行。
想象一下，如果电动机是个跑步运动员，那驱动器就是在旁边不停喊着“加油”的教练，让运动员能发挥出最佳水平，争取到达终点。
3. 反馈系统3.1 传感器反馈系统可是数控机床的“眼睛”，它的好坏直接影响到加工的精度。
传感器负责实时监测机床的运行状态，捕捉位置、速度等信息，然后把这些数据反馈给控制器。
数控机床电气系统的故障诊断与维修
数控机床电气系统的故障诊断与维修1. 引言1.1 数控机床电气系统的故障诊断与维修数：208引言：数控机床电气系统作为数控机床的重要组成部分之一，承担着控制和驱动机床运动的关键任务。
在数控机床的运行过程中，电气系统往往会出现各种故障，影响机床的正常操作和生产效率。
对数控机床电气系统的故障诊断与维修具有重要的意义。
为了提高数控机床电气系统的故障诊断与维修效率，必须深入了解常见的电气故障类型，掌握有效的故障诊断流程，熟练运用各种故障检测工具，掌握有效的故障维修技巧，并采取有效的故障预防措施。
2. 正文2.1 常见的数控机床电气故障1. 电路短路：电路短路是指电流在不经过负载的情况下通过电路中的两点之间直接传导，导致电路异常工作或直接损坏元器件的现象。
电路短路可能由于电线老化、接线不当或元器件故障等原因引起。
2. 电压不稳：电压不稳是指电源输入的电压波动较大，无法满足数控机床电气系统的正常工作需要。
电压不稳可能导致设备运行不稳定、电器元件损坏甚至影响整个生产过程。
3. 过载：过载是指电路中负载电流超过元器件或导线额定电流的情况。
过载可能导致设备过热、电子元件烧毁，严重时还会引起火灾等问题。
4. 接地故障：接地故障是指设备或线路中出现接地短路或接地断路的问题。
接地故障可能会引起电流异常、设备损坏，甚至影响操作人员的安全。
5. 元件老化：随着数控机床使用时间的增长，部分电气元件会出现老化，如电容、电阻等元件的值发生变化或损坏，导致电路异常工作或故障。
以上是常见的数控机床电气故障，针对这些问题需要及时进行诊断和维修，以保障设备的正常运行。
2.2 故障诊断流程故障诊断流程是数控机床电气系统维修中非常重要的一环，正确的诊断流程可以有效地缩短故障处理时间，提高维修效率。
下面是数控机床电气系统故障诊断的一般流程：1. 收集信息：首先要了解故障发生的具体情况，包括故障现象、发生时间、工作环境等信息。
还要查看相关的设备手册、电路图等资料。
浅析数控机床电气控制系统
育。 借 鉴 发 达 国 家 和 国 内一 些 行 业 的成 功 经 验 通 过建立汽车维修企 业的信用档 案 ； 建立 “ 信用维修 ” 信 息 管理平 台； 引导汽车维修业建 立企业信 用制度 ； 培育 “ 信 用 维修” 的 中介 服 务 机 构 等 具 体 措施 ， 使“ 信用维修” 真 正 成 为 汽 车 维 修 市场 的重 要 资 源 ， 维修 业 的 重 要 资 产 ， 推进 “ 信用维修” 体 系 的 建设 。 积极 发 挥 汽 车 维 修 行 业 协 会 的 作用 ， 做 到 诚信 维 修。 规范作业 ， 杜绝偷工减料 ， 不 使 用 假 冒伪 劣 配 件 ； 严 格 执 行 汽车维修质量担保制 度 ； 明码 标 价 ， 按 标准 收费 ； 以客户为 中 心． 维护客户的利益。 ２ ． 职 业 教 育 的 发 展
２ ． ２ 现 代 汽 车 维 修 专 业教 育 者要 做 的 必要 工作
对 于 现 代 汽 车 维 修 的 职 业 教 育 而 言 ，与 上 世 纪 ８ ０ 年 代 前
相 比． 内 容更 加 丰 富 ． 知识 更 新 更 快 ， 技 能更 实用 。 为 了强 化 职 业教育 ， 适 应 企业 发 展 的 需 求 ， 提升高 职院校办 学水平 ， 我 们 认 为 应 从 以 下 方 面做 些 必 要 的 工 作 。 第 一 ，应 逐 步 将 改革。“ 双元制 ” 职 业 教 育 就 是 将 企 业 里 进 行 的实 际 技 能 培 训 与 在 学 校 进 行 的 专业 理 论 知 识 的 培 训 及 普 通 文 化 知
的发 展 。 ２ － ３ 汽车 维 修 教 育 未 来发 展 趋 向
汽 车 维 修 是 一 个 要 求 实 践 性 非 常 强 的领 域 ， 由于 市 场 经 济 的发 展 ， 对 于 从 业 人 员 的综 合 素 质 要 求 越 来 越 高 ， 既要 有 坚 实 的理 论 基 础 知 识 ． 又要 有很 强 的 动 手 动 脑 能 力 ， 这 种 大 量 人 才 的培 养 ， 只 有 通 过 职业 教 育 的方 式 进 行 。 职 业 教 育 是 现 代 教 育 的重 要 组 成 部 分 ．是 提 高 劳 动 者 素 质、 促 进 劳 动 者 就 业 的重 要途 径 ， 是 国 民经 济 和社 会 发 展 的重 要基础 。 职业 教育 承担 培 养 高 素 质 劳 动 者 和实 用 人 才 的 责 任 ， 承担着弘扬先进文化 、 建设精 神文明的责任 ， 承担 着 培 养 劳 动 者 的就 业 能 力 和 创业 能力 的责 任 。
3-电控基础-数控机床电气控制解析
第3章
5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。 6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。 7）瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路 器，瞬时整定电流为8~15倍电动机额定电流；对于保 护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为3~6 倍电动机额定电流。 8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大 于电动机实际起动时间。
第3章
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图3-6 直流接触器的结构示意图 1—铁心;2—线圈;3—衔铁; 4—静触点;5—动触点; 6—辅助触点;7，8—接线柱; 9—反作用弹簧;10—底板
第3章
2、接触器的主要技术参数
接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额 定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率）， 额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机 械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功 率，使用类别等。
分类：空气式、电动式、晶体管式及直流电磁式等几大类。 延时方式：通电延时和断电延时两种。
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第3章
（1）直流电磁式时间继电器
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直流电磁式时间继电器
第3章
（2）空气阻尼式时间继电器
空气式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的 分：通电延时、断电延时 组成：电磁系统、延时机构、工作触点
第3章
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电压继电器电气符号
（2）电磁式电流继电器
第3章
A．过电流继电器 通常，交流 过电流继电器的吸合电流I0= （1.1～3.5）IN，直流过电流继 电器的吸合电流I0=（0.75～3） IN。由于过电流继电器在出现过 电流时衔铁吸合动作，其触头来 切断电路，故过电流继电器无释 放电流值。
数控机床电气控制系统
浅析数控机床电气控制系统摘要：数控机床电气控制系统非常复杂，对于初学者而言很有必要理清这一系统的每个部分的组成和每一部分的关键点；电源部分要搞清楚每一支路设备、电压要求和信号流；主轴驱动控制系统要搞清楚控制设备和对主轴做要求的项目的处理方式；进给驱动控制系统要搞清楚控制设备（方式）、指令的处理和检测方式；交流控制线路的各个分支的控制内容；pmc控制电路和控制过程。
关键词：电源系统模拟主轴主轴方向信号抑制电磁干扰 pmc 数控机床电气控制系统是比较复杂的控制过程，理清和深入剖析这一系统的每一个组成单元对我们认识、应用和维修数控机床都有深远意义。
一、数控机床电源系统（主电路）1.数控系统的工作电源电压要求：dc 24v或ac 24v。
方法：系统变压器+开关电源。
电压信号变化为ac380v—ac220v—dc24v—cnc装置。
作用：将数控系统和电网之间的直接的电联系切断（电气隔离），以避免电网电压波动及线路故障对数控系统产生干扰和影响。
开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（emi）、整流滤波电路、功率变换电路、pwm控制器电路、输出整流滤波电路组成。
信号变化为ac220v—整流dc300v—高频信号—开关管导通与关断—cnc装置。
2.主轴驱动装置的电源供给（1）模拟主轴方案：空气开关+变频器+交流电机。
（2）数字主轴方案：伺服变压器（或开关电源）+交流伺服驱动器+交流伺服电机。
3.进给驱动装置的电源供给开环控制：380/85v的变压器+空气开关+步进驱动器+步进电机。
半闭环控制：伺服变压器（或开关电源）+交流伺服驱动器+交流伺服电机。
4.数控系统pmc的i/o电源：采用开关电源（dc24v）数控机床pmc的输入、输出回路需要24v的直流电源，可以采用一个开关电源提供，但是这个开关电源一定要和为数控系统供电的开关电源共地；如果为数控系统供电的开关电源容量足够，那么也可以同时作为pmc的i/o电源。
第1章 数控机床电气控制概述
第1章数控机床电气控制概述
图1-5开环控制系统结构
第1章数控机床电气控制概述 （2）闭环控制系统 闭环控制系统的机床上安装有检测装置，直接对工作台的位移量 进行检测，当数控装置发出进给指令信号后，经伺服驱动系统使工 作台移动时，安装在工作台上的位置检测装置把机械位移量变为电 量，反馈到输入端与输入设定指令信号进行比较，得到的差值经过 转换和放大，最后驱动工作台向减少误差的方向移动，直到误差值 消除停止移动。闭环系统具有很高的控制精度。图1-6为闭环数控 系统的结构图
第1章 数控机床电气控制概述
第1章 数控机床电气控制概述
• • • • • 1.1数控机床电气控制系统的组成及特点 1.2数控机床的分类及性能指标 1.3数控机床电气控制系统发展 1.4数控机床自动控制基础 思考题与习题
第1章数控机床电气控制概述
第1章 数控机床电气控制概述
1.1数控机床电气控制系统的组成及特点 • 1.1.1 数控机床电气控制系统的组成 • 数字控制（NC,Numerical Control，简称数控）技术 是用数字化信息进行控制的自动制技术，采用数控 技术的控制系统称为数控系统，装备了数控系统的机 床即为数控机床。 • 数控机床电气控制系统由数控装置（CNC, Computer Numerical Control）、主轴驱动系统、进给伺服系统、 检测反馈系统、机床强电控制系统、编程装置等几部 分组成。数控机床电气控制系统的组成如图1-1所示。
第1章数控机床电气控制概述
图1-3 数控铣床直线控制轨迹示意图
图1-2 数控钻床点位控制示意图
图1-4数控铣床轮廓加工示意图
第1章数控机床电气控制概述
（3）轮廓控制系统 轮廓控制系统又称连续控制系统，其特点是数控系统能够对两个 或两个以上的坐标轴同时进行连续控制。加工时不仅要控制起点和 终点，还要控制整个加工过程中每点的速度和位置。图1-4为数控 铣床轮廓加工示意图。 2.按工艺用途分类 （1）金属切削类数控机床 金属切削类数控机床和传统的通用机床产品种类类似，有数控车 床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗床以及加工中心机床 等。数控加工中心是带有自动换刀装置，在一次装夹后，可以进行 多种工序加工的数控机床。
数控机床电气系统可靠性概述
数控机床电气系统可靠性概述摘要：作为支撑工业发展的最主要因素——制造技术，已被各国放在本国发展规划的首位。
数控机床作为先进制造技术的载体，其存在和发展趋势备受关注。
数控机床的发展不仅影响到航天、航空行业，也与交通、汽车等领域的发展息息相关。
随着各行各业对产品精度要求的不断提高，目前数控机床向着高速度、高精度、高可靠性、多功能性和柔性化发展。
目前，国内企业所需高档数控机床绝大部分依赖进口。
究其原因主要是国产机床在质量，尤其是数控机床电气系统可靠性方面与国外著名品牌相比差距明显。
因此加强数控机床电气系统可靠性的研究具有重要的意义。
关键字：数控机床电气系统可靠性1.简介数控机床一般是由润滑系统，电气系统，刀库，cnc系统，防护装置，液压系统，主传动系统，冷却系统，主轴组件，进给系统等组成。
数控机床的电气系统是指控制着机床各部件进行工作并协调完成机床加工任务的核心系统。
它是由大量的继电器来组成非常复杂的逻辑控制电路，通过接受来自操作面板及机床其他各部分位置开关所传来的信号并经过逻辑运算的信号，从而控制机床的运行状态。
电气系统通常指的是数控机床除了cnc系统和电源外的所有电气元件和线路连接的部分传感器件，例如电磁阀，变频器，继电器，开关等。
数控系统是整个数控机床的控制中枢，在实际的使用和运行过程中表现优劣，直接关系到数控机床整体设备是否能够正常运行，完成加工任务。
因此，数控系统的可靠性是广大数控机床用户在选购产品时最为关注的质量属性之一，在越来越激烈的市场竞争中，国外发达国家的数控巨头凭借他们所拥有的先进技术和生产工艺尤其是在电气系统方面对我国的数控行业形成合围之势。
数控机床可靠性的好坏已经成为我国民族数控产业能否继续发展的关键所在。
产品或者系统在规定的时间内和条件下完成规定功能的能力称为可靠性。
产品包含许多的种类繁多，可以指系统中的零部件，组件及子系统模块部分乃至整个系统。
规定的条件，时间和功能统称为可靠性二要素。
数控机床电气控制系统中的电气隔离技术
数控机床电气控制系统中的电气隔离技术摘要：在抗干扰技术中应用效果较好的就是电气隔离技术，在电路中电气隔离技术可以很好的分离干扰与被干扰信号，最终获得隔离现场的目的，本文主要分析了数控机床电气控制系统概述，数控机床电气控制系统中存在的干扰因素，数控机床电气控制系统中的电气隔离技术。
关键词：数控机床；电气控制；隔离技术1 数控机床电气控制系统概述1.1 数据输入装置是将信息指令和各类应用数据输入数控系统的重要装置。
它可以是穿孔带阅读机、软盘驱动器、键盘、存储卡和计算机等。
1.2 数控系统是数控机床的中枢体系，它将收到的数控指令程序实行译码、处理刀补、预处理速度、处理插补与位控，随后有顺序的发出沿着各个坐标轴运动的指令，直到结束程序。
1.3 可编程逻辑控制器，假如将数控系统作为人的大脑，plc就是人的小脑，它将会帮助大脑完成一些控制机床的操作，例如旋转的刀库、打开与关闭切削液、夹紧与放松的卡盘。
数控系统与plc 包含了两种关系，一是将plc作为组成数控系统的一部分，这种形式就是内装形式的plc；另一种关系就是将plc独立控制在数控系统以外，也称之为外装形式的plc。
1.4 主轴驱动系统主要接受驱动指令，经过调节速度和转矩能够及时输出驱动信号对主电动机实行驱动转动，同时进行及时反馈并且有效控制电气闭环速度。
利用plc将轴具表现的各种工作状况通告给cnc以便能够对各项主轴功能实行控制。
主轴具有两种驱动形式分别是主轴驱动系统与主轴串行驱动系统，主轴驱动系统的模拟一般应用变频器。
1.5 电器硬件电路伴随着plc的功能而逐渐强大，电器硬件电路的首要任务就是控制电路生成的电源、隔离部分继电器以及执行各种类型的电气装置，很好会出现继电器具有的逻辑电路。
可是外国进口的一些机床柜还会使用含有一定逻辑的专门组合型的继电器。
1.6 机床包含全部的电动机、制动器、各种开关等。
它们是实现各种机床操作的执行者和各种机床状态的报告者。
数控机床电气系统的故障诊断与维修
244学术论丛数控机床电气系统的故障诊断与维修黄健辽宁石化职业技术学校摘要：近年来，我国城市化节奏加快，伴随着城市化的进程，相关的数控企业也在突飞猛进之中发生着蜕变。
在专业角度上来讲，数控机床是将电气和机床本身紧密融合，完成了数控机床结构严密、加工产品精巧以及生产高效的特点。
在数控机床内部核心部分就是其控制系统。
该部分结构复杂，零件繁多，如果一旦出现故障，那么整个机床便会失去科学的运行状态，甚至致使整个机器瘫痪。
在进行数控机床维修的过程中，要综合全局进行分析判断，做出准确的故障测评，以便可以及时的排除故障，恢复生产，降低损失。
关键词：数控机床电气系统；故障维修一、数控机床的电气系统特点概述数控机床采用了数控技术，能够更精密且方便的控制机床进行加工工作。
其内部是将计算机、自动化控制、精密测量以及机床设计进行有效结合的机电一体化产品。
我国当代的数控企业发展迅速，电气系统的优点较为突出：安全性、稳定性较高；机器维护方便；控制性较高等。
这些优点结合其电气系统自身所具有的超前性，使得数控机床能够数控机床能够长时间的运转，并且可以灵巧且科学的使用新型组合功能的电气元件，为新型组合功能的电气元件的高效利用提供了有力的保障。
因此数控机床电气系统内部的结构极为复杂，相关的部件易发生磨损，需要及时的做好绝缘防护和科学的保养。
二、数控机床电气系统故障原因剖析2.1电源故障数控机床电气系统在维持科学合理的运行过程中，内部电源发挥着至关重要的作用，电源出现了故障，显而易见的整个机床的运行将会终止。
如果在运行过程中电源出现了故障，机床不仅会停止工作，其内部电气系统会因瞬间的断电而造成不可逆转的损坏。
我国的数控技术虽然较为发达，但往往忽略了电源故障对机器的危害，在电源的设计上欠考虑。
我国的电网具有波动幅度较大以及高次谐波的特点，因而极易造成机床内部电源产生故障。
2.2数控系统位置环故障数控机床的电气系统在无指令的情况下，坐标轴会发生偏移。
数控机床的电气控制系统设计
数控机床的电气控制系统设计在设计数控机床电气控制系统时，首先要明确设计目标。
通常情况下，设计目标包括以下几个方面：高精度：提高数控机床的加工精度是首要任务。
电气控制系统作为机床的核心部分，对于提高机床精度起着至关重要的作用。
高效率：通过优化电气控制系统，提高机床的加工效率，从而缩短加工周期，提高产能。
易维护：考虑到后期维护和保养的问题，设计方案应使得电气控制系统易于更换和维修。
数控机床电气控制系统的组成部分主要包括以下几部分：主电路：包括电源、电动机、导轨等硬件设施，为整个系统提供动力。
控制电路：包括各种传感器、控制器、执行器等，用于监测和控制主电路的工作状态。
传感器：用于实时监测机床的工作状态，将信号反馈给控制电路。
操作显示屏：用于显示机床的工作状态和加工信息，同时也支持人工输入操作。
数控机床电气控制系统的设计步骤和方法如下：根据设计目标确定系统的基本架构，包括主电路和控制电路的布局。
根据设计要求选择合适的传感器和执行器，并布置在系统中。
依据系统的工作原理和性能要求，设计控制算法和程序，实现高精度和高效率的加工。
考虑到安全性，进行线路的优化和安全防护措施的设计。
数控机床电气控制系统的优化措施可以从以下几个方面进行：采用先进的控制算法：采用现代控制理论和方法，如模糊控制、神经网络控制等，以提高系统的动态性能和稳态精度。
提升智能化程度：通过引入人工智能和机器学习等技术，实现系统的自主决策和优化调整，提高生产效率。
增强抗干扰能力：针对恶劣工作环境和电磁干扰等问题，采取有效的电磁兼容设计和滤波抗干扰措施，以保证系统的稳定运行。
模块化和标准化设计：实现模块化设计和标准化元器件，便于系统的维护和升级，降低成本。
某汽车制造企业采用数控机床进行零部件的加工。
为了提高生产效率和降低成本，该企业决定对数控机床电气控制系统进行升级改造。
经过调研和分析，设计师团队采用了先进的模块化设计方案，使得系统更易于维护和扩展。
数控机床的电气控制系统设计
数控机床的电气控制系统设计一、本文概述《数控机床的电气控制系统设计》这篇文章主要探讨了数控机床电气控制系统的基本设计原理、实现方法及其在实际应用中的优化策略。
数控机床作为现代制造业的核心设备，其电气控制系统的设计直接关系到机床的性能、稳定性和加工精度。
因此，对数控机床电气控制系统的深入研究与设计优化，对于提升机床的整体性能、提高生产效率以及降低运行成本具有重要意义。
本文将首先介绍数控机床电气控制系统的基本组成和工作原理，包括数控系统、伺服驱动系统、传感器与检测装置等关键组成部分的功能与特点。
随后，文章将重点分析电气控制系统的设计要点，包括硬件设计、软件设计、控制算法选择等方面，以及如何根据机床的具体需求和加工要求来进行合理的系统设计。
本文还将探讨电气控制系统设计中的关键技术问题，如抗干扰设计、故障诊断与处理、系统可靠性保障等，并介绍相应的解决方案和策略。
文章将总结数控机床电气控制系统设计的发展趋势和未来挑战，为相关领域的研究与实践提供参考和借鉴。
通过本文的阅读，读者可以全面了解数控机床电气控制系统的设计原理与实践方法，掌握关键技术的实现与应用，为数控机床的设计、制造和维护提供有力支持。
二、数控机床电气控制系统概述数控机床的电气控制系统是数控机床的重要组成部分，负责实现机床的运动控制、加工过程监控、故障诊断与保护等功能。
电气控制系统的设计直接关系到数控机床的性能、稳定性和加工精度。
随着科技的发展，数控机床电气控制系统也在不断进化，从早期的简单电路控制，发展到现在的基于微处理器、PLC（可编程逻辑控制器）以及CNC（计算机数控）系统的复杂控制。
数控机床电气控制系统主要由电源电路、输入/输出电路、控制核心、驱动电路、传感器电路以及安全保护电路等部分组成。
其中，控制核心通常使用CNC装置，它能够解析编程好的加工指令，转化为对机床运动的精确控制信号。
驱动电路则负责将控制信号放大，以驱动电动机等执行机构实现所需的运动。
数控机床电气控制原理图 PPT
2.2.5 电气原理图识图
1、必须熟悉图中各器件的符号和作用。 2、识主电路 3、识控制电路 4、对于机电液配合比较紧密的生产机械，深入了解 机械传动和液压传动。 5、识读照明、信号指示、检测、保护等部分。 即：从机到电、先主后控、化整为零、连成系统
例1：
例1：
数控车床电气控制原理图分析
机床电气
机起 串动 KT得电 计时
KM2得电 电动机全压运行
停止
图中电动机由降压起动转为
全压运行后KM1和KT均断电，
起动
只有KM2得电。
按下SB1，电动机停
2 Y -△降压起动
⑴ 原理：起动时，定子绕组接成星形，每相绕组所承 受的电压为电源的相电压（220V），待转速上升到接 近额定转速时，再将定子绕组的接线换接成三角形， 每相绕组所承受的电压为电源的线电压（380V），电 动机进入全电压正常运行状态。 ⑵应用：用于正常运行时定子绕组为△联结的电动机。
二、能耗制动控制 原理： 电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组 加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场， 达到制动的目的。
二、能耗制动控制 1.单向能耗制动控制
工作原理：
按SB2
KM1通电
电动机起动
KM1断电 能耗 按SB1 KM2通电 制动
KT通电 延时
KM2断电（制动 结束）
桥式整流电路
的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控 制基本线路识图、绘图、设计等；
2.2.1 电气原理图图形符号和文字符号
1、文字符号 用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、
状态和特征的字符代码。例如， FR表示热继电器。 2、图形符号
用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。 例如，“～”表示交流，R表示电阻等。
浅谈数控机床电气系统的维护和故障诊断
浅谈数控机床电气系统的维护和故障诊断作者：张淑晴来源：《电子世界》2013年第12期【摘要】数控机床是利用数控技术控制机械制造的设备，它的应用给制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征。
而电气系统是的可靠运行直接关系到整个设备的运行。
当电气系统发生故障后，如何迅速诊断出故障并解决故障使机床恢复正常，是提高数控设备使用率的迫切需要。
【关键词】数控机床电气系统；数控系统；故障诊断；日常维护数控机床是利用数字技术控制机械制造的设备，集强、弱电于一体，如果电气系统的某些部分出现故障，就会使机床停机，影响正常生产，所以如何正确维护电气系统和出现故障时能及时抢修是保障生产正常进行的关键。
一、数控机床电气系统的日常维护对数控机床电气系统进行合理的日常维护和保养，可使设备保持良好的状态，有效地预防和降低数控机床的故障发生率，保证安全生产，减少停机损失。
日常保养的宗旨是：延长元器件的磨损周期，防止电器元件的的不正常损坏，延长使用寿命，防止恶性故障的发生。
1.制定完备的设备管理规程针对机床的具体性能和加工对象制定操作规程，建立工作、故障、维修档案，包括保养内容及各个功能元器件的保养周期。
2.不随便开启电气柜门机加工车间的空气中都含有灰尘、油雾及金属粉末等污染物，如果它们落入数控系统内的印制线路板或电子器件上，很容易引起元器件之间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路板损坏。
因此一般不允许随便打开柜门，除非要进行必要的调整和维修。
3.电压检查经常监视数控装置用的电网电压，保证数控系统的电网电压在额定值的+10%～-15%的范围内波动，一旦出现超出正常的工作电压，就会造成系统不能正常工作。
4.检查电气柜散热通风装置经常检查各功能模块使用的冷却风扇运转是否正常，风道过滤网是否堵塞，并及时清除灰尘，否则会造成数控柜温度过高，系统过热而引发故障。
5.长期不用数控机床的保养数控机床闲置不用时，应保证每月给数控系统通电，让机床锁住，使其空运行。
数控机床电气控制(全套555页PPT课件)
触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠吸合。
6）接触器的主触点和辅助触点的数量应满足控制系统的要求。
项目一 数控机床电器系统
交流接触器按使用类别分为12种，使用类别代号和相应典型用途 举例如下：
使用类别代 AC-1 AC-2 AC-3 AC-4 AC-5a AC-5b AC-6a
典型用途举例 无感或微感负载、电阻炉 绕线转子异步电动机的起动、分断 笼型电动机的起动、运转中分断 笼型电动机的起动、反接制动 控制放电灯的通断 控制白炽灯的通断 变压器的通断
主要有控制按钮、行程开关、接近开关 开关等。
项目一 数控机床电器系统
一、控制按钮
按钮的外形图和结构 常用于接通和断开控制电路。
(a) 外形图
(b) 结构
常闭触点
常开触点
项目一 数控机床电器系统
一、控制按钮
按钮图形符号和文字符号
SB
SB
动合（常开）触头 动断（常闭）触头
SB
复合触头
按钮的选择应根据使用场合、控制电路所需触点数目及 按钮颜色等要求选用。
KA
KA KA
线圈
常开触头 常闭触头
项目一 数控机床电器系统
二、时间继电器
时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过 一段时间延时后触头才动作的继电器。适用于定时控制。
按工作原理分
空气阻尼式 电磁式 电动式 电子式等。
按延时方式分
通电延时型 断电延时型
数控机床中一般由计算机软件实现时间控制。
符号 SQ
常开（动合）触点
SQ
常闭（动断）触点
项目一 数控机床电器系统
三、接近开关
接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测装置。
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二、电气部分的维护
电气部分包括动力电源输入线路、继电器、接触器、 控制电路等 1.检查三相电源的电压值是否正常，有无偏相。 2.检查所有电气连接是否良好。 3.检查各类开关是否有效，若工作状态不良应更换。 4.检查各继电器、接触器是否工作正常，触点是否完 好，可利用功能试验程序，通过运行该程序确认各控制 器件是否完好、有效。 5.检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效。 以上电气保养每年检查、调整一次。
：学生先上网查询或到图书馆查资料后，在教师、工厂技 术人员的参与下讨论总结——数控系统维护中应特别关注的器件
器件 易污染件 具体器件 传感器(光栅／光电头／电动机整流子／编码器)、接触器的铁芯截面、过滤器、 风道、低压控制电器。
易击穿件 易老化与有寿命 问题元件
易氧化与腐蚀件 易磨损件 易疲劳失效件 易松动移位件
分组成。 常用的位移执行机构有功率步进电机、直流伺服电动机、
交流伺服电动机和直线电动机。
伺服机构 a) 伺服电动机 b）驱动装置
四、检测装置
检测装置（也称反馈装置）对数控机床运动部件的位置及速
度进行检测，按有无检测装置，CNC机床可分为开环（无检测装 置）与闭环（有检测装置）数控机床。开环数控机床的控制精度
器件 易造成卡死件
具体器件 因润滑不良等而造成不能到位接触器／热继电器／位 置开关／电磁开关/电磁阀。 伺服放大回路中的大功率元器件，诸如稳压器与稳压 电源、变压器、继电器、接触器、电动机等具有线圈 的元器件。 冷却液、润滑油、液压回路等的泄漏不仅使本身工作 故障，还会流入电器引发电器故障。易温升件Fra bibliotek一、数控系统的维护
1.严格遵守操作规程和日常维护制度 2.清洁机床电气箱热交换器过滤网
清洁过滤网
3.防止灰尘进入数控装置内 4.定时清扫数控柜的散热通风系统及电机
定期清洁数控机床上的各种电机
5.经常监视数控系统的电网电压
6.定期更换存储器用电池
数控机床用电池
7.数控系统长期不用时的维护 数控机床应尽量避免长期不用。数控机床长期不用时，应 经常给数控系统通电或让数控机床运行温机程序，在空气湿度 大的雨季，应该2～3天开机一次，运行1～2 h，利用电气元件 本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子元器件的性能稳定 可靠。而且，温机程序可使油膜均匀地覆盖在丝杠、导轨等部 件上，达到保护目的。 8.备用电路板的维护 印制电路板长期不用容易出现故障，数控机床中的备用电 路板，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。
数控机床电气系统装调与维修一体化教程
模块一 数控机床电气维修的基础 任务一 认识数控机床的电气系统
1 2 3 4 5
任务引入
任务目标 任务实施 知识内容 任务拓展 任务巩固
6
数控机床电气系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电 路和电子控制电路。
数控机床电气连接的实物图
接线图
实物图
实物示意图 强电连接的部分实物图
2.功能程序测试法
(1)机床加工造成废品而一时无法确定是编程，操作不当、
二、数控机床故障诊断与维修的方法
1.故障自诊断技术
(1)开机自诊断
(2)运行自诊断
1)CNC系统与机床之间的接口输入／输出信号状态。 2)CNC与PLC之间输入／输出信号状态。 3)PLC与机床之间输入／输出信号状态。 4)各坐标轴位置的偏差值。 5)刀具距机床参考点的距离。 6)CNC内部各存储器的状态信息。 7)伺服系统的状态信息。 8)MDI面板、机床操作面板的状态信息等。 (3)脱机诊断
电容器、大功率管(晶闸管) 存储器电池及其电路、光电池、光电阅读器的读带、继电器以及高频接触器等。
电动／电磁开关、继电器与接触器触头、接插件接头、保险丝卡座、接地点等。 测速发电动机的炭刷、电动机的电刷、离合器的摩擦片、轴承、齿轮副、高频 动作的接触器。 含有弹簧元器件(多见于低压电器中)的弹性失效、常拖动弯曲的电缆断线等。 机械手的传感器、定位机构、位置开关、编码器、测速发电机等。
数控机床电气系统的组成
数控机床电气系统装调与维修一体化教程
一、操作装置
显示装置
操作装置是操作人 员与数控机床（系 NC 键盘
统）进行交互的工
具，主要由显示装 置、NC键盘、机床
控制面板（MCP）
、状态灯、手持单 元等组成
FANUC系统操作装置
机床 控制 面板 MCP
二、计算机数控装置（CNC装置或CNC单元）
任务目标
1 2 3
掌握数控机床的电气组成
能对数控机床的电气系统进行维护
掌握数控机床的故障特点与维修方法
数控机床电气系统装调与维修一体化教程
任务实施
：到工厂或实训车间中去参观数控机床的电气组成， 并由技术人员或教师简单介绍数控机床电气系统的作用，在参 观时要特别注意安全。
数控机床电气系统的组成
数控机床的组成
取决于步进电动机和丝杠的精度，闭环数控机床的精度取决于检
测装置的精度。
光栅
光电编码器
五、可编程控制器
可编程控制器（Programmable Controller，简称PC）是一 种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下 应用而设计。
六、机床本体
典型数控车床的机床本体
数控机床电气系统的维护
计算机数控（CNC）装置是计算机数控系统的核心。作用是 根据输入的零件程序和操作指令进行相应的处理（如运动轨迹处 理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部 件（伺服单元、驱动装置和PLC等），控制其动作，加工出需要 的零件。
计算机数控装置
三、伺服机构
伺服机构是数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部
易泄漏件
：在实践过程中您对这些件注意过没有？
数控机床电气系统装调与维修一体化教程
任务拓展
一、数控机床电气系统的故障特点
1.电气系统故障的维修特点是故障原因明了，诊断比较好做， 但是故障率相对比较高。
2.电器元件有使用寿命限制，非正常使用下会大大降低寿命。
3.电气系统容易受外界影响造成故障。 4.操作人员非正常操作，能造成开关手柄损坏、限位开关被撞 坏的人为故障。 5.电线、电缆磨损会造成断线或短路。 6.冷却泵、排屑器、电动刀架等的异步电动机进水，轴承损坏 会造成电动机故障。 数控机床电气系统装调与维修一体化教程