数控加工中心数控控制系统与电气控制系统
808D数控车床电气控制系统设计说明书
摘要数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过程。
本设计以CK6140车床为载体，对其数控电气系统经行详细设计。
其内容包括强电设计、弱电设计、PLC输入输出及接口设计，本设计选用西门子808D数控系统。
最后绘制出整个机床的电气系统原理图等。
本设计给出了整个机床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。
分为 380V强电回路，控制回路，PLC输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。
通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。
关键词：数控系统；数控车床；PLC控制1ABSTRACTThe numerical controls that the technique development fast today, the numerical controls technique at the modern manufacturing industry exertive more and more importance function, numerical control tool machine is number control a manufacturing industry of core, this text mainly introduced logarithms to control the processed that the electricity system of lather design.The design CK6140 lathe as the carrier, the detailed design of the its NC electrical system through the line. its contents includes a strong electrically design, weakness design, PLC importation output and Interface design. The design uses a Siemens 808D CNC system. Finally, to map out the whole machine electrical system schematic. This principle diagram which designs to the whole tool machine draws process and the point parts of mold piece turn and compared to in detail introduce each function and use of part. Is divided into the 380 Vs strong electricity back track, control back track, the PLC importation outputs a control, the principal axis drives a mold piece and enters to servo drive a mold piece, and introduced related electronic knowledge.Through this design system can basically control numerical control the electricity principle of lather, and basic electronic common sense, make the reader regardless can understand numerical control the lather related series of electricity knowledge from wholly the top still each mold piece.Key Words：NC system; NC lathe; PLC control2目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------------- 2目录------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3第一章绪论----------------------------------------------------------------------------------------- 61.1前言 ------------------------------------------------------------------------------------------ 61.2国外数控系统的发展趋势 ------------------------------------------------------------- 61.2.1新一代数控系统采用开放式体系结构 ------------------------------------ 61.2.2新一代数控系统控制性能大大提高---------------------------------------- 71.2.3数控系统向软数控方向发展 ------------------------------------------------- 71.3我国数控技术的发展-------------------------------------------------------------------- 81.4CK6140数控车床主简介 ---------------------------------------------------------------- 9第二章西门子808D数控车床系统 --------------------------------------------------------- 112.1 西门子808D系统简介 --------------------------------------------------------------- 112.2人机界面 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.3进给系统 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.4 主轴驱动系统--------------------------------------------------------------------------- 132.5刀架控制系统 --------------------------------------------------------------------------- 142.6电柜设计及电源选用------------------------------------------------------------------ 142.6.1在设计电柜时应注意以下事项：----------------------------------------- 142.6.2 24VDC电源选用---------------------------------------------------------------- 152.7数控系统各部分的连接及接口 ----------------------------------------------------- 152.7.1系统的接线---------------------------------------------------------------------- 152.7.2 接口布置 ------------------------------------------------------------------------ 15第三章CK6140数控车床的基本组成和工作原理 --------------------------------------- 173.1数控车床组成 --------------------------------------------------------------------------- 173.2数控车床工作原理 --------------------------------------------------------------------- 193.3 CK6140数控车床运动分析 ---------------------------------------------------------- 2033.4 CK6140数控车床电气系统简述 ---------------------------------------------------- 21第四章CK6140数控车床硬件系统设计及元件选型------------------------------------ 254.1主轴驱动系统 --------------------------------------------------------------------------- 254.1.1主轴电动机---------------------------------------------------------------------- 254.1.2主轴电动机选型 --------------------------------------------------------------- 254.2机床进给伺服系统 --------------------------------------------------------------------- 264.2.1 CK6140数控车床对伺服驱动进给系统的要求------------------------ 274.2.2 伺服电机的选型--------------------------------------------------------------- 284.3控制电路原理图设计------------------------------------------------------------------ 314.3.1 380V系统强电控制回路----------------------------------------------------- 314.3.2电源回路 ------------------------------------------------------------------------- 334.4常用电器元件的选型------------------------------------------------------------------ 344.4.1低压电器选型的一般原则 -------------------------------------------------- 344.4.2断路器的选型------------------------------------------------------------------- 344.4.3电动机保护用自动开关的选型 -------------------------------------------- 354.4.4 熔断器选型 --------------------------------------------------------------------- 354.4.5接触器的选型------------------------------------------------------------------- 354.4.6热继电器的选型 --------------------------------------------------------------- 364.4.7中间继电器---------------------------------------------------------------------- 364.5 CK6140数控车床控制面板 ---------------------------------------------------------- 37第五章PLC设计及参数设置------------------------------------------------------------------- 395.1 PLC的基本结构及工作原理 --------------------------------------------------------- 395.2 PLC与CNC机床的联接方式 -------------------------------------------------------- 405.3 CNC加工代码在PLC上的实现方法----------------------------------------------- 415.3.1 T功能代码的实现方法------------------------------------------------------- 425.3.2 M功能代码实现方法--------------------------------------------------------- 425.4 PLC程序的模块化设计---------------------------------------------------------------- 425.5 PLC输入输出地址分配---------------------------------------------------------------- 425.6参数设置 ---------------------------------------------------------------------------------- 4445.6.1 PLC参数设置-------------------------------------------------------------------- 445.6.2机床参数设置------------------------------------------------------------------- 45第六章结论--------------------------------------------------------------------------------------- 47致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 48参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------- 495第一章绪论1.1前言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，机床制造业是一个国家的基本装备工业，是工业生产的技术基础，数控技术在给机床制造业带来显著经济效益及广阔发展前景的同时，也是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备，因此它已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。
电气控制试题 6-10(含答案)
数控机床控制技术与系统试题6一、选择（每题2分，共20分）1．下列不属于旋转型检测装置的是（A）。
（A）磁栅（B）测速发电机（C）旋转变压器（D）光电编码器2．FMS系统是指（C）。
（A）自适应控制（B）计算机群控（C）柔性制造系统（D）计算机数控系统3．各类数控铣床均不采用（C）电机作为主轴驱动电机。
(A) 直流伺服(B) 交流伺服(C) 步进(D)交流4．数控机床用的滚珠丝杠的公称直径是指（D）。
(A) 丝杠大径(B) 丝杠小径(C)滚珠直径(D) 滚珠圆心处所在的直径5．数控机床面板上JOG是指（B）。
(A)快进(B)点动(C)自动(D)暂停6．数控系统的（D）端口与外部计算机连接可以发送或接受程序。
(A)SR-323 (B)RS-323 (C)SR-232 (D) RS-2327．闭环控制数控机床（D）。
（A）是伺服电动机与传动丝杠之间采用齿轮减速连接的数控机床（B）采用直流伺服电动机并在旋转轴上装有角位移位测装置（C）采用步进电动机并有检测位置的反馈装置（D）采用交流或直流电动机并有检测机床末端执行部件位移的反馈装置8．报警信息显示页面功能键的英文缩写是（A）。
（A）ALARM (B) OFSET (C)RESET (D)GRAPH9．坐标显示页面功能键的英文缩写是（A ）。
（A）POS (B) PROGM (C)PARAM (D) PAGE10．从理论上讲，数控机床刀具的运动轨迹是（A）。
(A)直线(B)圆弧(C)折线(D)曲线二、填空题（每空2分，共20分）1、刀具半径补偿的过程：建立刀具补偿、进行刀具补偿、撤销刀具补偿。
2、目前常采用的主轴控制方式大体上有两种：通用变频器控制交流变频电机、采用伺服驱动控制交流伺服电动机。
3、数控装置可通过三种方式控制主轴驱动转速：模拟电压指定，12位二进制指定、2位BCD码指定。
4、目前常用的主轴自动换档的方法有两种，分别是液压拨叉换挡、电磁离合器换挡。
浅析数控机床电气控制技术和设计方法
． １ － ３ 交流进给传动 电路 本 文 中作 为 实例 的加工 中心 电气控 制部 １ 于提高数控机床的稳定性和可靠性 ，同时将故 在控 制 系统 的硬件 电路 中 ，进 给系 统有 障概率减到最低 ，使数控机床完全满足加工 中 列数 字交 流伺服 模块及 Ｂ ｉ 交流主 轴伺服 电机 着对加工 中心各个直线坐标轴的定位和切削进 心 的 生 产 需 要 。
数控 机床的 电气控 制技术 也随着计 算机 技术的 遍都 很高，需要在很宽 的范 围内实现可连续 的
发展 ，得 到了一定 的发展 ，为了满足加工 制造 调度 ，且在不 同的速度下都可 以实现切削所需 在 上文 中提到 的硬件 电路和 Ｐ Ｌ Ｃ软件 程序 的
的需求 ，工作者们一定要进行电气控制原理的 功率 的供 应 ，同时可以进 行刀具的 自动装卸工 设计之外 ， 我们还要注意分析加工 中心对结构 、 研究 ，并进行规范的设计 ，来提高数控 机床的 作。主轴电机里拥有一个 内置的编码器 ，可以 功能的需要来进行参数的设定 ，这样才能够最 可靠性和安全性。笔者从事相关工作 ，对此有 对主轴的速度进行检测，同时也可以检 测和确 大化 发挥机床性能 ， 保证机床能够正常的运行。
给 电磁阀和 Ｚ轴制动器 ；而控制变压器所输出
的～ ２ ２ ０ Ｖ总共供给两套设备 ，一套设备是床
Ｌ Ｃ控 制程 序 ， Ｆ ９ ４ ． ０ 身的润滑 电机和 电气箱冷 气机 ， 而另一 套设 ｘ 轴 ＋向运 行 的部分 Ｐ ８ ． ０为 ｘ 轴选择 信号 ， 作 为新 时期 下新 的加 工设备 ，数控 机床 备 则是 Ｃ Ｎ Ｃ 、伺服模 块和 直流继 电器 ，后者 为参考 点到达信 号 ，Ｒ 是由综合应用微 电子 、 计算机 技术 、自动控 制、 需要路经开关 电源 以后 ，输出 一 ２ ４的电源 。 自 动检 测、精 密机械 等多种 技术结合而成 的精 １ ． １ ． ２交流主传动 电路 密加工设备 。 随着 电子计算机技术的快速发展 ，
FANUC 0i mate C 数控铣床电气控制系统及PLC控制设计
Abstract Can be
CNC milling machine is a common milling machine used digital control system the control of the program code accurately for milling machining
Key words :FANUC 0i mate C;CNC milling machine; Frequency conversion governor; PLC;Servo drive
FANUC 0i mate C 数控铣床电气控制系统及 PLC 控制设计
目录
引言.....................................................................1 1 FANUC 0i mate C 系统构成...............................................2 1.1 FANUC 0i mate C 系统组成及功能....................................2 1.2 FANUC 0i mate C 系统的配置........................................3 1.3 FANUC 0i mate C 系统的功能连接....................................6 2 系统硬件配置............................................................8 2.1 主轴电机的选型.....................................................8 2.2 交流异步电动机的调速方法...........................................8 2.3 变频调速器工作原理和基本构成......................................10 2.4 变频调速器的选择..................................................12 2.5 变频调速器的参数设置..............................................13 2.6 CNC 变频调速器的连接框图..........................................16 2.7 数控机床进给伺服系统的组成和功能特点..............................16 2.8 伺服电机的选型....................................................19 2.9 进给伺服单元的选型................................................24 3 电气控制系统电路图设计.................................................26 3.1 主轴控制原理图....................................................26 3.2 供电原理图.......................................................26 3.3 CNC 主板............................ ............................27
《机床电气控制》课件
1
2
3
某数控车床在运行过程中突然停机，检查发现电源故障导致系统断电。经维修后恢复正常。
实例一
某加工中心在加工过程中出现定位不准的现象，检查发现伺服电机存在故障。更换伺服电机后恢复正常。
实例二
某铣床在运行过程中出现异常声响，检查发现传动装置存在机械故障。修复传动装置后恢复正常。
实例三
感谢观看
主要用于控制机床电机的停止，使电机在切断电源后能够迅速地停止运转。
制动控制电路的作用
制动控制电路的组成
制动控制电路的工作原理
制动控制电路的注意事项
主要由电源开关、制动器、减速器等组成，通过这些元件的协同作用，实现对电机制动的控制。
当按下停止按钮时，制动器动作，电机迅速停止运转。
在制动控制电路中，应定期检查制动器的性能和可靠性，确保在需要制动时能够迅速有效地发挥作用。
主要用于调节和控制电机的转速，以满足机床加工过程中对不同转速的需求。
调速控制电路的作用
在调速控制电路中，应确保调速器的参数设置正确，同时应定期对调速器进行检查和维护，确保其性能稳定可靠。
调速控制电路的注意事项
主要由调速器、测速发电机等组成，通过这些元件的配合使用，实现对电机转速的控制。
调速控制电路的组成
实现方法、技巧
总结词
机床电气控制系统的实现可以采用不同的方法，如继电器控制、PLC控制、运动控制卡等。在实现过程中，需要注意抗干扰、稳定运行、安全保护等问题，并掌握一些实用的技巧，如优化电路设计、合理配置资源等。
详细描述
总结词：实例分析
详细描述：通过对实际案例的分析，深入了解机床电气控制系统的设计过程和实现方法。例如，某型数控机床的电气控制系统设计，包括主轴电机控制、进给电机控制、传感器检测等部分，采用PLC编程实现，具有高精度、高效率的特点。通过对该案例的深入分析，可以更好地掌握机床电气控制系统的设计与实现。
基于PLC的数控机床电气控制系统研究
（ ＰＬＣ）ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｅ ｖ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｍａ ｎ ｙ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ＰＩ Ｃ ＣＮＣ
ｍａ ｃ ｈｉ ｎｅ ｔ ｏ ｏｌ ｓ ｉ ｎ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ，ｓ ｕｃ ｈ ａ ｓ ｔ ｈｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ａ ｕｔ ｏｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｗｏｒ ｋｐｉ ｅ ｃ ｅ ｃ ｌ ａ ｍ ｐｉ ｎｇ，ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｋｎｉ ｆ ｅ ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｍ ａ ｎｉ ｐｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｃ ｈａ ｎｇ ｅ ｔ ｈｅ ｋｎｉ ｆ ｅ，ｅ ｔ ｃ，ｔ ｈｅ ｓ ｅ ｆ ｅ ａｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏｖｅ ｄ ｔ ｈｅ ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏｌ ｍａｃ ｈｉ ｎｅ ｔ ｏ ｏ ｌ ａｕ ｔ ｏｍａ— ｔ ｉ ｏｎ ． Ｔｈｅ ｐ ａｐ ｅ ｒ ｄｉ ｓ ｃ ｕｓ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏｌ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏ ｇｙ ａ ｎｄ ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｃ ｅ ｎｔ ｅ ｒ ，ｗ ｈｉ ｃ ｈ ｈａ ｓ ｉ ｍｐ ｏｒ ｔ ａ ｎｔ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｔ ｏ ｅ ｎｓ ｕｒ ｅ ｔ ｈｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｏｆ ｔ ｈｅ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ａ ｎｄ ｉ ｍ ｐｒ ｏｖ ｅ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏｎ ａ ｎｄ ｐ ｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ＣＮ Ｃ ｍ ａｃ ｈｉ ｎ ｅ ｔ ｏｏ ｌ ｓ，ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ，ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｓ ｔ ｒ ａｔ ｅ ｇ ｉ ｅｓ
数控加工中心知识点总结
数控加工中心知识点总结数控加工中心是一种高精度的自动化加工设备，广泛应用于航空航天、汽车零部件、模具制造、精密机械加工等领域。
下面将对数控加工中心的工作原理、分类、应用领域、发展趋势等知识点进行总结。
一、数控加工中心的工作原理数控加工中心是通过计算机程序控制机床进行加工，实现多种加工工艺的自动化操作。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 控制系统：数控加工中心的控制系统是其核心部分，可以根据加工零件的图纸信息，生成加工程序，并通过电气和液压系统控制机床的各个运动部件，实现加工过程的自动化。
2. 机床结构：数控加工中心的机床结构通常包括机床主轴、工作台、直线导轨、液压系统等部件，通过这些部件的运动实现对加工零件的加工。
3. 加工程序：加工程序是数控加工中心实现自动化加工的关键，其包括加工路径、加工速度、刀具选择、切削参数等信息，通过程序控制机床的运动，实现对加工零件的精密加工。
以上三个方面是数控加工中心工作原理的核心内容，同时也是实现数控加工中心高精度加工的关键。
二、数控加工中心的分类根据加工方式和加工功能的不同，数控加工中心可以分为数控铣床、数控车床、数控磨床等多种类型，以下对数控加工中心的常见分类进行简要介绍：1. 数控铣床：数控铣床是一种通过旋转刀具进行切削加工的机床，其主要用于对平面、曲面、凹凸面的精密加工，广泛应用于模具制造、汽车零部件加工等领域。
2. 数控车床：数控车床是一种通过旋转工件进行切削加工的机床，其主要用于对圆柱、锥面等旋转对称零件的加工，广泛用于航空航天、船舶制造、轴承制造等领域。
3. 数控磨床：数控磨床是一种通过磨削方式进行加工的机床，其主要用于对高硬度、高精度的零件进行表面精加工，广泛用于模具制造、精密机械加工等领域。
除了以上三种常见的数控加工中心类型外，还有数控电火花加工中心、数控线切割机床等多种特殊类型的数控加工中心。
三、数控加工中心的应用领域数控加工中心具有高效、精密、灵活等特点，被广泛应用于航空航天、汽车零部件、模具制造、精密机械加工等领域。
数控机床电气控制技术
动 调节 ， 以及 软件 编程 等技 术 。尽管 数
（一 ） 数 控 装 置 、
（二 ）、 伺 服 系 统
数控 装置 是数 控机 床 电气控 制 的中
心 ， 在 数 控 机 床 中 它 相 当于 人 的 “ 大
什么是伺 服呢 ？这是英文 Ｓ ｒ ｅ的 ｅｖ
谐 音 。 “伺 服 ” 就 是 “伺 候 ” 就 是 ，
脑 。数控装 置实质 上就 是一种 专用计 算 机 系统 ，它 除了具有 一般 计算机 的硬 件
结 构 外 ，如 Ｃ ＰＵ、存 储 器 、 总线 等 ， 还 有和数 控机 床功 能有关 的专 用功 能模
非 常 听话 ， 叫 走 到 哪 ， 就 走 到 哪 。 在 数控 机床 中， 由数控 装置 发 出指令 ，让 哪 一 个 电动 机 动 ，这 一 台 电动 机 就动 ， 而 且这 台 电动 机 的角位移 、速 度 ，完全
数 控 机 床 电气 控 制 技 术
丈树 亨
前 言：随着公司生产的发展和加工工艺的改善，这些年来公司相继投入 了一些数控机床 。这些机床对提高公司 生产效 率和产 品质量 、 改善工 人 劳动强度 、增 强企 业竞争力等方面起着 了极大 的作用 。 了解数控机床 电
气控制技 术 ，为我 们使用和维护 这些设备 会有很大 帮助 。
工作过 程是 通过 输入 装置输 入机床 加 工
零件 所 需 的各种 数 据信 息 ，经 过 译码 、 计算机 运算 处 理 ，将 每个 坐标 轴 的移 动
分量送 到 其相 应 的驱动 电路 ，带动 坐标 轴 运动 ， 同时进行 必要 的实 时位 置反馈
控 制 ，使每个 坐 标轴都 能精 确移动 到指
机床电气控制与PLC
案例二：加工中心的电气控制与PLC应用
加工中心是一种多功能的机床， 具有钻孔、铣削、攻丝等多种加
工能力。
PLC在加工中心的电气控制中同 样发பைடு நூலகம்着关键作用，能够实现多 轴联动、高精度加工和自动化生
产。
PLC通过接收来自操作面板和数 控系统的指令，控制加工中心的 各个轴电机的运动，实现高精度
的加工和自动化生产。
未来发展方向
未来机床电气控制技术将进一步向智能化、网络化、柔性化方向发展，以满足更加多样化 的加工需求。同时，随着物联网、大数据等新技术的应用，机床电气控制将更加智能化和 自适应。
展望
技术进步与创新
未来机床电气控制技术将继续在智能化、高效化、自动化方面取得突破，推动制造业的转型升级。同时，技术的不断 创新将为机床电气控制带来更多的可能性，如新型传感器、执行器、控制算法等的应用将进一步提高机床的性能。
安全。
机床电气控制系统的功能
控制功能
根据输入的程序和指令，控制 机床的各个运动轴按照预定的
轨迹和速度进行加工。
检测功能
通过各种传感器检测机床的运 行状态和加工过程中的各种参 数，如温度、压力、位置等。
诊断功能
对机床的运行状态进行实时监 测，及时发现并处理故障，确 保机床的稳定运行。
维护功能
根据监测数据和运行状态，对 机床进行预防性维护和保养，
VS
意义
随着工业自动化的发展，机床电气控制与 PLC的应用越来越广泛。研究机床电气控 制与PLC对于推动工业自动化技术的发展 、提高生产效率和产品质量、降低能耗和 排放等方面都具有重要的意义。同时，对 于相关企业和机构来说，掌握机床电气控 制与PLC技术也是实现转型升级和可持续 发展的重要手段。
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。
数控机床电气控制技术系统的故障诊断和维护
数控机床 电气控制技术 系统 的故障诊 断和维 护
柳 林
（ 沈阳机床股份 有限公司 ）
【 摘 要】 数控机床是 电气 自 动化与机械 自 动 化高度结合的产
（ ３ ）防 止 数 控 装置 过 热定 期清 理 数 控 装 置 的散 热 通 风 系 统 ，经 常检 查 数 控 装 置 上 各 冷却 风 扇 工作 是 否 正 常 。 根 据 车 间 环 境 状 况 ， 个 季 度 应 检 查 清 扫 一 次 ，具 体 方 法 ：拧 下 螺 钉 ，拆 下 空 气 过 滤 器 ； 在轻 微 振动 过 滤 器 的 同 时 ， 用 压 缩 空 气 由里 向外 吹 掉 空 气 过 滤 器 内 的 灰 尘 ； 如 果太 脏 ， 可用 中性 清 洁 剂 冲 洗 ，置 于 阴凉 处 晾 干 。 （ ４ ） 监 视 数 控 系 统 的 电网 电压 数 控 系 统 允 许 的 电 网 电压 范 围在 额定值的 ８ ５ ～ｌ １ ０ ％ ， 如 果超 出范 围 ， 轻 则 使 数控 系 统 不 能稳 定 工作 ， 重则会造成重要 电子部件损坏。因此 ，要经常注意电网电压的波动。 对于 电网质量 比较恶劣 的地 区，应及 时配置 数控系统专用的交流稳 压 电源 装 置 ，使 故 障 率 降低 。 （ ５ ） 定期检 查和更 换直流 电动机 电刷一些数控机床上使 用的是 直流 电动机 。这 种电动机 电刷 的过度磨损会影响其性 能甚至损坏 。 所 以，必须定期检查 电刷 。数控车床 、数控铣床 、加 工中心等 ，应 每年检查 一次，频繁加 速机床 （ 如冲床 等） ，应两个月检 查一 次。 （ ６ ）防 止 尘 埃 进 入 数 控 装 置 内 除 检 修 外 ，要 少 开 电 气 柜 门 。防 止 车 间 内空 气 中 飘 浮 的灰 尘 和 金 属 粉 末 落 在 印 制 电 路 板和 电 气 接 插 件 上 ，造 成 元 件 问绝 缘 电 阻下 降 ， 出现 故 障 或 使 元 件 损坏 。 有 些 数 控机床 的主轴控制系统安 置在 强电柜 中，强 电门关得不严 ，使 电器 元 件 损 坏 、 主轴 控 制 失 灵 。夏 天 气 温 过 高 时 ， 有 些 使 用 者 打 开 数 控 柜 门，用 电风扇往 数控柜 内吹风， 以降低机 内温度 。这会 导致 系统 加速损坏 。电火 花加工数控设备和火焰切割数控设备 ，周 围金 属粉 尘 大 ，更 应 注 意 防 止外 部 尘埃 进 人数 控 柜 内 。 ３数控机床 电气 系统维修 中的注意事项 ２ 从整机上取出某块线路板时，应注意记录其相对应的位置 ， 连 接的电缆号 ，对于固定安装 的线路板 ，还应 按前 后取下相应的压接 部件及螺钉作记录 。拆卸下 的压件及螺钉应 放在 专 门的盒 内，以免 丢 失 ，装 配 后 ，盒 内的 东 西 应 全 部 用 上 ， 否 则 装 配 不 完 整 。 （ ２ ）电烙铁应放在顺手 的前方 ，远离维修线路板 。烙铁头应作 适 当的修整 ，以适应集成 电路 的焊 接，并避免焊接时碰伤别 的元器 件。 （ ３ ）线 路 板 上 大 多 刷 有 阻 焊 膜 ，因 此测 量 时应 找 到 相 应 的 焊 点 作 为测 试 点 ， 不 要铲 除 焊 膜 ， 有 的 板 子 全 部 刷 有 绝 缘 层 ， 则 只 有 在 焊 点 处用 刀 片刮 开绝 缘 层 。 （ ４ ）测 量 线 路 间 的 阻 值 时 ，应 断 电源 ，测 阻 值 时 应 红 黑 表 笔 互 换 测 量 两 次 ， 以阻 值 大 的 为 参 考值 。 （ ５ ）不应 随 意切 断 印刷 线 路 。有 的 维 修 人 员 具 有 一 定 的 家 电维 修经验 ，习惯断线检查 ，但数控设 备上的线路板大多是双面金属孔 板 或 多 层 孔 化 板 ， 印刷 线 路 细 而密 ， 一 旦 切 断 不 易焊 接 ，且 切 线 时 易切 断 相 邻 的线 ，再 则 有 的 点 ，在 切 断 某 一 根 线 时 ，并 不 能 使 其 和 线 路 脱 离 ， 需要 同时 切 断几 根 线 才 行 。 （ ６ ）更换新 的器件 ，其 引脚应作适 当的处理，焊 接中不 应使用 酸 性焊 油 。 （ ７ ） 不 应 随 意 拆 换 元 器 件 。有 的 维 修 人 员 在 没 有 确 定 故 障 元 件 的 情 况 下 只 是 凭 感 觉 那 一 个 元 件 坏 了 ，就 立 即拆 换 ， 这 样 误 判 率 较
常用机床的电气控制
常用机床的电气控制1. 介绍机床是用来加工各种金属和非金属材料的设备。
在机床的工作过程中，电气控制起着至关重要的作用。
电气控制系统通常由多个电气元件和电路组成，用于控制机床的各个功能和动作。
本文将介绍常用机床的电气控制的基本原理和常见的电气控制元件。
2. 电气控制原理机床的电气控制原理是通过操纵电气信号来控制机床的各个功能和动作。
常用的电气控制原理包括开关控制原理、传感器控制原理和数控控制原理。
2.1 开关控制原理开关控制原理是通过机械开关或电磁开关来控制机床的各个功能和动作。
开关控制原理简单直接，适用于一些简单的机床。
例如，通过一个按钮开关来控制机床的启动和停止。
2.2 传感器控制原理传感器控制原理是通过感知机床的工作状态和环境变量来控制机床的各个功能和动作。
常用的传感器包括光电传感器、接近开关、温度传感器等。
例如，通过接近开关来感知工件位置，实现机床的自动送料功能。
2.3 数控控制原理数控控制原理是通过计算机数值控制来控制机床的各个功能和动作。
数控控制系统通常由计算机和运动控制卡等硬件组成，通过高速运算实现对机床的精确控制。
数控控制原理适用于复杂的机床，如铣床、钻床和刨床等。
3. 常见电气控制元件常见的电气控制元件包括开关、继电器、接触器、断路器、变压器和控制电缆等。
3.1 开关开关是最常见的电气控制元件之一，用于控制电路的通断。
常见的开关有按钮开关、转换开关和限位开关等。
按钮开关通常用于手动控制机床的启动和停止，转换开关用于切换机床的功能模式，而限位开关用于感知机床的位置和行程。
3.2 继电器继电器是一种电气控制元件，用于在电路中控制较大电流或电压。
继电器通常由电磁铁和触点组成，当电磁铁通电时，触点闭合或断开，从而控制电路的通断。
继电器可以用于控制机床的电机、灯光和报警等。
3.3 接触器接触器与继电器类似，也是一种用于控制较大电流或电压的电气控制元件。
接触器通常由电磁铁和触点组成，但与继电器不同的是，接触器的触点通常是常闭触点和常开触点的组合。
5.第五章 数控机床电气控制线路
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第一节 数控车床电气控制线路
数控车床的机械部分比同规格的普通车床更为紧凑简洁。 主轴传动为一级传动,去掉了普通机床主轴变速齿轮箱， 采用了变频器实现主轴无级调速。进给移动装置采用滚 珠丝杠，传动效率高、精度高、摩擦力小。
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1.1 数控车床的主要工作情况
一般经济型数控车床的进给均采用步进电动机，进给电 动机的运动由NC装置实现信号控制。 数控车床的刀架能自动转位。换刀电动机有步进、直流 和异步电动机之分，这些电动刀架的旋转、定位均由NC 数控装置发出信号，控制其动作。而其他的冷却、液压 等电气控制跟普通机床差不多。 现以经济型CK0630型数控车床为例，说明普通数控车床
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图 5.11 数控系统控制步进驱动接线图原理图
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4、数控系统对电动刀架的控制:
(1)、直流型电动机电动刀架
数控系统控制电动刀架,主要控制刀架电动机的正反转, 所反应的刀号数送给数控系统.从数控系统输入信号接 口来看，低电平有效。由于电动机电流不是太大，故 选用数控系统能驱动的功率继电器。
数控系统控制电动刀架电动机的接线原理图如图5.12 所 示 。 P3 口 的 O6(P3.6) 和 O7 （ P3.7) 控 制 KA3 、 KA4继电器,由于输出低电平有效,故中间继电器另一端 接+24V。三个微动开关信号SQ1～ SQ3分别接P3口 的I1（P3.21)、I2（P3.22）、I3（P3.23），信号低 电平有效。图5.12中，用 KA3、KA4的触点控制直流 电动机正反转，而直流电源 DC27V的产生通过变压器 和整流桥等电路产生。
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图5.19 CLK脉冲与DIR信号波形
图5.20 数控系统与步进驱动的接口图
数控机床电气控制
第二章数控机床低压电器
第一节数控机床低压电器概述 第二节控制继电器 第四节数控机床电气控制设计基本原则和画法规则
第一节数控机床低压电器概述
一、常用低压电器的分类
1按用途或控制对象分类 （1）配电电器：主要用于低压配电系统中。 （2）控制电器：主要用于电气传动系统中。 2按动作方式分类 （1）自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断 等动作，
5按低压电器型号分类 （1）刀开关H。 （2）熔断器R。 （3）断路器D。 （4）控制器K。 （5）接触器C。 （6）起动器Q。 （7）控制继电器J。 （8）主令电器L。 （9）电阻器Z。 （10）变阻器B。 （11）调整器T。 （12）电磁铁M。 （13）其他A。
二、低压电器的结构 （一）电磁机构
数控技术（Numerical Control Technology）是采用数字控制的 方法对某一工作过程实现自动控制的技术。
数控机床（Numerical Control Machine Tools）是采用数控技 术对机床的加工过程进行控制的机床。
二、数控加工过程
(1)数控加工程序的编制。在零件加工前，首先根据被加工零件图样 进行工艺分析，确定加工的工艺过程、工艺参数、几何参数以及 切削用量等，然后根据机床编程手册规定的代码和程序格式编写 零件加工程序。
第二阶段——软件数控阶段 第四代数控：1970年开始，采用大规模集成电路的小型通用电 子计算机控制系统(CNC)。 第五代数控：1974年开始，采用微型计算机的控制系统(CNC)。 第六代数控：1990年开始，基于PC机的开放式CNC系统。
2数控机床的发展趋势 （ 1）高速度、高精度化 （2）开放式 （3）智能化 （4）复合化 （ 5）高可靠性 （6）多种插补功能 （7）人机界面的友好
数控车床电气控制系统改造
数控车床电气控制系统设计〖摘要〗数控机床是典型的机电一体化产品，它综合了电子计算机、自动控制、自动检测、液压与气动以及精密机床等方面的技术。
数控机床的高精度、高效率决定了发展数控机床是当前中国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。
用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。
本设计主要任务是将CA6140型普通车床改造为数控车床。
〖关键词〗数控机床改造电气控制系统变频器目录前言 (1)一、概述 (2)（一）数控机床改造的意义 (2)（二）车床的性能和精度的选择 (2)（三）车床数控改造总体方案 (2)二、主轴驱动及控制 (3)（一）主轴驱动系统概述 (3)（二）数控机床对主轴驱动系统的要求 (3)（三）交流主轴电机的结构与工作特性 (5)三、伺服驱动系统 (6)（一）概述 (6)（二）伺服系统的组成 (6)（三）伺服系统的基本要求 (7)四伺服驱动电机 (7)五、刀架控制系统 (8)（一）刀架电动机工作原理 (8)（二）刀架电动机接线方法 (10)六、电气图 (11)（一）原理图 (11)（二）系统连接框图 (12)（三）电气控制柜布局图 (13)（四）变频器接线原理图 (14)七、电气元器件的选择 (15)（一）熔断器的选用 (15)（二）接触器的选用 (16)（三）热继电器的选用 (17)（四）变频器的选用 (17)结束语 (19)感谢词............................................ 错误!未定义书签。
参考文献 (20)附录：数控机床电气元件明细表 (21)前言数控车床改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。
数控车床是机电一体化的典型代表，其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。
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数控加工中心数控控制系统与电气控制系统
机床的发展历史很久远，数控机床的发展相对比较短，加工中心的出现是在后期，而电气设计者对加工中心的控制一般都采用数控CNC控制系统，这样就需要懂得数控控制原理，从根本上去设计与控制加工中心，对于数控加工中心它的电气控制原理是最重要的，没有电气控制系统，加工中心是不可能实现加工的，同时在数控加工中心上也可以选择是否配置软驱，对于机床控制系统转化为梯形图，将数控加工中心电气系统在设计上达到高标准。
标签：数控控制原理；电气控制系统；软驱配置与梯形图
1 数控控制原理
数控CNC系统就是利用计算机控制机床加工的功能，最终实现数字控制系统，数控CNC控制系统的基本组成如图1。
数控控制原理是通过以下这几个部分实现的：
（1）数控装置，图中微型计算机与计算机接口构成了数控装置，这是数控加工中心控制系统的核心，他是根据输入的程序和数据，经过计算机的运算、编码，翻译成为机器语言。
（2）伺服系统、位置检测、辅助控制装置，这些是数控装置与机床连接的纽带，伺服系统是控制数控加工中心的动力部分，位置检测装置是对机床的进给速度、方向、位移以及每个执行部件的监控。
（3）机床，机床本体就是数控加工中心的机械部分，包括主轴箱、进给运动部件、工作台等。
2 电气控制系统
数控加工中心的电气控制系统可以分为三个部分，分别为电气原理图、电气元件布置图（图2）、电气安装接线图（图3）。
（1）电气原理图，电气原理图是数控加工中心的电气元件、接线之间的相互关系，是整个机床的控制核心，包括主电路、辅助电路、照明电路等，反映了全部电机，电气元件，其他带点部件的控制线路图。
（2）电气元件布置图主要是反映电气原理图中的电气控制元件在电气控制柜中的实际安装位置。
（3）电气安装接线图是用规定的图形符号、电气元件绘制出数控加工中心实际的接线情况，图纸内包含了电气连接的关系以及选用电缆的型号等。
3 软驱配置与梯形图
在数控加工中心的电气控制系统中还有一个装置，这个装置可以选择性安装，就是软驱，软驱的結构如图4。
软驱的使用要注意，在数控加工中心关闭电源之前，一定要保证软盘没有在软驱内，同时不使用状态下禁止软驱盖打开。
对于数控加工中心电气控制設计完成后，需要将控制系统的语言输入到计算机内，通过将电路图转化成梯形图，输入机床控制系统内，最终实现对机床的控制。
4 结束语
通过对数控加工中心电气控制系统、数控原理的分析，对数控机床的基本控制有了更深的理解，而数控机床控制系统中，还有很多方面，例如伺服系统的控制，开环、闭环控制系统，这些都是电气控制系统的主要研究对象，怎样通过对闭环控制系统优化，达到数控控制系统的稳定性，这都是需要研究的课题，只有通过设计者不断的去开发去创新，才能设计出更好的数控机床。
参考文献
[1]刘金琪.机床电气自动控制[M].机械工业出版社，1989.
[2]曹凤.微机数控技术及其应用[M].电子科技大学出版社，1999.
[3]郭培全，王红岩.数控机床编程与应用[M].机械工业出版社，2000.
[4]王彪，蓝海根.现代数控机床实用操作技术[M].国防工业出版社，2001.。