数控机床的电气安全

***学院

电气安全课程设计

设计题目: 数控机床的电气安全学生姓名：

学号：

系别：城市与环境科学系专业班级：安全工程

指导教师：

目录

摘要 (1)

Abstract (1)

1.数控机床电气安全的基本介绍 (2)

2.数控机床电气装置组成 (2)

3.数控机床常见电气故障 (2)

3.1 硬件故障 (3)

3.2 软件故障 (3)

3.3 电源故障 (3)

4.数控机床电气安全问题 (3)

4.1直接电击 (3)

4.1.1短路、过载保护 (3)

4.1.2漏电保护 (3)

4.1.3接地保护 (4)

4.2间接电击 (5)

4.2.1数控机床电气安全 (5)

4.2.2数控机床剩余电流 (6)

4.2.3数控机床电气隔离和特低电压 (7)

4.2.4数控机床电气系统中性线的处理 (7)

4.3人员操作 (8)

5.结束语 (8)

6.参考文献 (9)

摘要

依据电气安全通用标准《GB5226.1－2008》，并结合数控机床电气结构特点，为提升数控机床电气装置安全而进行的研究，主要是从保护性接地、电气隔离特低电压、剩余电流保护等方面进行深入分析，根据分析结果用以指导设计和安装数控机床电气装置时电气安全需要，并给出在数控机床中的实际应用中解决措施。

关键词: 保护接地数控机床电气安全绝缘

Abstract

According to the general standard on electrical safety 《GB5226.1-2008》，and combining with the characteristics of electrical structure in NC machine，This study in order to improve the safety of CNC machine tool electrical device, is mainly carried out in-depth analysis of grounding,electrical isolation of extra low voltage, residual current protection from the aspects of protection, according to the results of the analysis were used to guide the design and installation of CNC machine tool electrical device electrical safety needs, and gives the solutions to practical application in NC .machine tool .

Key words：protective earthing CNC machine tools electrical safety insulation

1.数控机床电气安全的基本介绍

数控机床在加工运行的过程中，它的电气安全问题关系到操作人员的人身安全以及机床运行的可靠性和加工精度，因此处理好数控机床的电气安全问题就显得十分重要。但是许多数控机床生产厂家及使用企业并未对此引起足够的重视，以至于数控机床在运行的过程中，因发生安全事故造成重大损失，出现机床加工精度不足、稳定性差等很多问题。特别是数控机床现场安装调试人员，在施工过程中存在许多不合适的做法，造成机床电气安全问题，留下隐患。由此可见，加强数控机床电气安全具有重要意义，业符合“安全第一，预防为主”的方针。

数控机床电气安全主要目的是保护操作人员的人身安全和数控机床中各个电气部件的安全可靠。造成电气安全问题主要有直接电击、间接电击和人员操作三个方面：

直接电击事故的发生主要由于数控机床防护措施不好，人体不慎接触到带电部分引起的电击事故，它主要的解决措施是物理防护。

间接接触是当数控机床电气装置因破损或者其他原因发生接地故障，使原本不带电电气设备外露导电部分因此带对地故障电压，人体如果接触此故障电压而遭受电击。根据研究结果，为了防止这类事故的发生，必须在机床电气装置设计和电气工程安装时，采取必要措施，提升数控机床的电气安全。

有资料统计显示，电力施工中的各种事故，绝大多数不是施工技术能力低造成的，而是由于其没有安全意识所造成的，这表明提高施工人员的安全意识是防止事故的关键。由此可见，对建筑施工人员进行安全教育的必要性和重要性，在员工中树立安全意识，着力制定并完善企业的事故防范机制及长效管理机制。监督部门要做好自己的本职工作，加强对施工人员的监督，加大行政执法力度，杜绝一切安全隐患的存在，确保生产的安全性。

2.数控机床电气装置组成

数控机床是制造业中精密和高效的加工设备，数控机床电气系统主要由数控系统、电源模块、伺服驱动器、伺服电机、伺服主轴驱动器（或变频器）、伺服主轴电机（或变频主轴电机）、控制变压器、PLC 输入输出模块、强电柜的机床电器元器件、各种电动机、电磁阀和机床操作面板等组成。数控机床电气装置控制机床各部件完成相应功能并协调各部件的运行，是数控机床能够完成复杂零件加工和实现自动化生产的保障，是数控机床的核心和中枢部分。

3.数控机床常见电气故障

数控机床的电气故障可按硬件故障、软件故障、电源故障进行分类。

3.1 硬件故障

硬件故障通过是由于机械或元器件质量等原因造成的，数控机床的电子、电器件、印刷电路板、电线电缆、接插件等产生不正常状态甚至损坏的故障，这种故障往往具有不可自修复性，硬件故障需要修理甚至更换才能有效排除。

3.2 软件故障

软件故障一般是由于数控机床的PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。有时进行程序归零也不失为解决软件故障的有效方法。零件加工程序故障也属于软件故障。有时机床在自动加工时，出现程序突然中断，CNC系统死机的故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失，一旦发生这种故障就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。

3.3 电源故障

电源是整个机床正常工作的能量来源，我们常用的数控和伺服系统，如西门子系统、海德汉系统等是由德国等西方国家设计制造的，由于他们国家的电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。轻者会造成数据丢失、系统死机，重者会毁坏系统局部甚至全部。

4.数控机床电气安全问题

4.1直接电击

4.1.1短路、过载保护

线路发生短路时，线路中的电流将增加到正常时的几倍甚至几十倍。在配电设备中常用熔断器以达到短路保护功能。熔断器不仅要标明额定电流，还应标明额定电压。根据配电系统中可能出现的最大故障电流，选择具有相应分断能力的熔断器。熔件的额定电流一般为用电设备额定电流的1.5倍左右。过载保护一般由自动开关(或小型断路器)完成。根据实际需要，自动开关可配备过电流脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器。为了起到自动开关过载保护的作用，自动开关的额定电流要与负载电流相匹配，并小于导线的载流量。

4.1.2漏电保护

电流通过人体内部，对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、通过人体的持续时间、通过人体的途径、电流的频率以及人体的状况等多种因素有关。特别是电流的大小和通过时间之间有着十分密切的关系。目前，我国和西欧及日本一样，对于漏电保护器取30毫