数控机床电气控制
数控机床电气控制(1)
数控机床电气控制(1)数控机床电气控制是数控技术的重要组成部分，它主要负责控制和驱动数控机床的各个部件，在保证机床精度和生产效率的同时，也是实现数控加工自动化的基础。
下面就数控机床电气控制的相关内容进行详细阐述：一、数控机床电气控制的基本原理数控机床电气控制的基本原理是将外部的指令信号通过数控装置解码处理后，转换成高速脉冲信号输出给各种指令信号对应的电机驱动器，以控制机床各个部件的运动。
其中，电机驱动器可以根据不同的控制方式进行选择，如步进电机驱动器、伺服电机驱动器等。
二、数控机床电气控制的主要功能1、数据处理功能：包括位置控制、运动规划和插补计算等。
2、控制信号输出功能：输出高速数据脉冲信号，控制电机驱动器的运动。
3、报警保护功能：根据机床状态监测，判断是否存在故障，并及时报警提示、保护机床不受损坏。
4、通讯功能：与上位机进行通讯，实现各种数据的互换。
三、数控机床电气控制的发展趋势1、智能化：未来的数控机床电气控制要拥有更高的自主判断能力和智能化，能够自主调整运动参数，及时处理异常情况，提高机床的生产能力。
2、模块化：模块化设计是未来的发展方向，将复杂的电气控制板块分解成多个小模块，各模块之间通过通讯接口进行数据交换，提高系统扩展性和可靠性。
3、高速化：随着机床运动速度的提高，未来数控机床电气控制需满足更高的速度要求，使运动控制信号更加精确，减小误差，保证产品精度。
总之，数控机床电气控制是数控技术中不可或缺的组成部分，其发展趋势将对数控技术的应用和发展带来更为深远的影响。
随着技术的不断进步和应用的不断拓展，数控机床电气控制将在未来的大规模工业生产中扮演越来越重要的角色。
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。
国开数控机床电气控制形考作业
国开数控机床电气控制形考作业在数控机床加工中，机床电气控制作为数控机床的关键环节，起着重要的作用，因此，机床电气控制的熟练程度是衡量数控机床技术水平的重要影响因素之一。
本文旨在介绍一下全国开放教育考试（NOEC）数控机床电气控制形考作业，并结合具体实例，对数控电气控制形考内容及相关要求进行讲解和练习，以期为考生复习及熟练数控机床电气控制知识打下坚实的基础。
一、全国开放教育考试（NOEC）数控机床电气控制形考作业数控机床电气控制形考作业是由全国开放教育考试委员会安排，以检测考生在数控机床电气控制方面的知识掌握情况和技能操作能力而设置的一项考试内容。
该项目多采用实验室操作的方式进行考核，考查考生的综合能力。
要求考生具备良好的的工艺分析能力，掌握电气控制的基本原理；通过对该部分内容的学习和实际操作，考生可以更好地对操作系统、控制系统、数控系统有更深入的认识。
全国开放教育考试数控机床电气控制形考作业内容主要包括以下内容：（1）电气控制系统基础。
包括电源控制、开关控制、软启动控制、继电器控制、控制继电器、继电器控制装置等；（2）数控系统基础。
包括数控系统的基本构成、指令语言的掌握、程序的编辑、组成某一程序的程序单元、实施某一程序的能力等；（3）数控机床电气控制系统。
包括操作控制系统、机械系统、伺服系统、绝对定位系统等；（4）调试数控机床电气控制系统。
包括对数控机床电气控制系统的各部分的数据输入、程序的调试、操作、任务预置、加工方案制定及其他相关操作等。
二、实例讲解及练习（1）数控机床电气控制系统的调试数控机床的可靠性与安全性与电气控制安全系统密切相关。
因此，在数控机床调试前，必须对电气控制系统进行合理布线，并完成必要的性能调试。
数控机床电气控制系统调试过程主要包括：电气控制设备布线，编程设备配置，控制装置编程，轴系部件定位，系统调试及诊断，机床启动，停止，负载抑制调整，精度校正，运行状态监控，故障处理等。
项目1数控机床电气控制基础知识
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2.交流接触器
• 交流接触器用于远距离控制电压至380V，电流至 600A的交流电路，以及频繁起动和控制交流电动 机的控制电器。
• 常用的交流接触器产品，国内有NC3（CJ46）、 CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列； 引进国外技术生产的有B系列、3TB、3TD、 LC—D等系列。
接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠吸合。 • 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。
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1.1.4继电器
继电器是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变 化来接通或断开所控制的电路，以实现自动控制或完成保 护任务的自动电器。继电器和接触器的工作原理一样，主 要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器 的触点只能通过小电流。所以继电器只能用于控制电路中。
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1.1.6 主令电器
主令电器是用来发布命令、改变控制系 统工作状态的电器。
主要有控制按钮、行程开关、接近开关 开关等。
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1.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
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2.电流继电器
• 根据输入电流大小而动作的继电器。 • 使用时，电流继电器的线圈和被保护的设备串联，其线圈匝数少而线
径粗、阻抗小、分压小，不影响电路正常工作。
按用途分为
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。
数控机床电气控制精品课件
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(2) 小型断路器
(1)低压电器的结构、工作原理。 (2)控制线路的基本环节的工作原理、分析方法。
本章重点：
翰尉爆秀坤足尖虚录邹既镭极卧厨稼眠滴两坞企渗傅倘虎失丁振习傍焦晌数控机床电气控制数控机床电气控制
通过本章的学习，要求读者具有正确选用机床常用电器的能力、分析机床控制电路基本环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。
三、熔断器
当电路发生短路或严重过载时，熔断器的熔体自身发热而熔断，从而分断电路的电器。熔断器主要用于短路保护。 熔断器一般由熔体和底座等组成。 熔断器的类型分为瓷插（插入）式、螺旋式和封闭管式三种。
兜城哮贷摧削党夏迈市氯留羊葫悉高舀戊岗酱烛焰嘘锄合篇厢犁铣器拾定数控机床电气控制数控机床电气控制
接触器的额定电流（指主触点的额定电流）应大于或等于被控回路的额定电流。
源评蓬枚佛芦亮郴肋柔扎卒色窒繁晕鲜蔗荤狈拣朗缠茨俺基裕宣轨松瑶雹数控机床电气控制数控机床电气控制
稻帽呼肩抡予柄蚕坯超瓢饥组通闺观友陇鸿鸵猖溉梭氛噶协莽尹巴匪捣倪数控机床电气控制数控机床电气控制
脚踏开关是一种特定形式的微动开关，它是将脚踏板和微动开关组合在一起的控制电器。脚踏开关电气图形及文字符号如图所示。
4. 脚踏开关
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低压断路器电气图形及文字符号如图所示。
数控机床主轴电气控制
目录
• 数控机床主轴电气控制概述 • 主轴电机及驱动技术 • 主轴电气控制系统的设计 • 主轴电气控制系统的调试与维护 • 数控机床主轴电气控制的未来发展
01
数控机床主轴电气控制 概述
主轴电气控制系统的组成
主轴驱动器
用于接收数控系统的指令，驱动 主轴电机旋转，实现主轴的启停、 正反转和调速等功能。
伺服电机
伺服电机具有快速响应、高精度、 高动态性能等优点，常用于高速、 高精度的数控机床主轴。
电机驱动技术
变频器驱动
变频器驱动技术可以实现电机速度的精确控制，具有 调速范围宽、精度高、节能等优点。
伺服驱动器驱动
伺服驱动器驱动技术可以实现电机的快速响应和高精 度控制，适用于高速、高精度的数控机床主轴。
ABCD
精度原则
主轴电气控制系统应具有高精度控制能力，以满 足加工零件的精度要求。
易用性原则
主轴电气控制系统应具有友好的人机界面，方便 操作和维护。
主轴电气控制系统的设计流程
系统设计
根据需求分析结果，设计主轴 电气控制系统的整体结构和功 能模块。
软件设计
根据系统设计要求，编写控制 程序，实现主轴电气控制系统 的各项功能。
正反转控制
根据加工需求，控制主轴电机的正反转，实 现主轴的顺时针和逆时针旋转。
自动换挡控制
根据加工需求，自动切换主轴电机的挡位， 实现主轴的多挡控制。
主轴电气控制技术的发展历程
模拟控制阶段
早期的主轴电气控制系统采用模拟电路实现控制，精度和稳定性较 低。
数字控制阶段
随着微处理器技术的发展，主轴电气控制系统逐渐采用数字电路实 现控制，提高了精度和稳定性。
智能控制阶段
数控机床电气控制
闭环控制系统，同时伴有功率放大的特点，且精度高,功率大，抗干扰能力强。
4.混合控制系统：同时采用数字控制和模拟控制的系统称为混合控制系统。
5.热继电器是利用电流的热效应原理实现对电动机的过载保护。
6.主令电气是指在自动控制系统中专门用于发送控制指令的电器。分类:控制按钮，位置开关，万能转换
驱动系统中得到了广泛的应用。目前，交流伺服驱动系统已经基本取代了直流伺服驱动系统。
22.继电器的作用是什么？电流继电器与电压继电器在结构上的主要区别是什么？
答：继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现控制目的的电器。继电器的输
入信号可以是电流、电压等电学量，也可以是温度、速度、时间、压力等非电量，而输出通常是触头的动
作（断开或闭合）。
电流继电器与电压继电器在结构上的区别主要是线圈不同。电流继电器的线圈匝数少、导线粗，与
负载串联以反映电路电流的变化。电压继电器的线圈匝数多、导线细，与负载并联以反映其两端的电压。
及转向。
10.直流伺服电动机的特点：稳定性好，可控性好，响应迅速，控制功率低损耗小，转矩大。
11.速度调节器asr的作用:a使转速跟随给定电压Ugn的变化保证系统在稳定时实现无静调速b对负载变化起
抗干扰作用c输出限幅值决定了电枢主回路的最大允许电流idm.
12.电流调节器acr的作用：a在调速过程中使电枢电流跟随其给定的电压值ugi的变化b对电网电压被动起
及时干扰的作用c启动时保证获得允许的最大电枢电流idm。
13.spwm变频结构简单，电网功率因数接近1，且不受逆变器负载大小的影响，系统动态响应快，输出波形
好，脉动转矩小，提高了调速性能。
数控机床电气控制电子
第5章
5.1.1对主传动系统的规定
1 调速范畴 多个不同的机床的调速范畴的规定不同。多用途、
通用性大的机床规定主轴的调速范畴大，不仅有低 速大转矩，并且还要有较高的速度，如车削加工中 心；而对于专用数控机床就不需要较大的调速范畴， 如数控齿轮加工机床、为汽车工业大批量生产而设 计的数控钻镗床；尚有些数控机床，不仅规定能够 加工黑色金属材料，还要加工铝合金等有色金属材 料，这就规定变速范畴大，且能超高速切削。
第5章
5.1.2主轴变速方式
3、液压拨叉变速机构 在带有齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换档
重要靠液压拨叉来完毕。图5-3是三位液压 拨叉的原理图。
第5章
5.1.2主轴变速方式
通过变化不同的通油方式能够使三联齿轮块获得三个不同的变 速位置。该机构除液压缸和活塞杆外，还增加了套筒4。当液 压缸1通入压力油，而液压缸5卸压时（见图5-3a），当活塞杆 2便带动拨叉3向左移动到极限位置，此时拨叉带动三联齿轮块 移动到左端。当液压缸5通压力油，而液压缸1卸压时（见图53b），活塞2和套筒4一起向右移动，在套筒4碰到液压缸5的端 部后，活塞杆继续右移到极限位置，此时，三联齿轮块被拨叉 3移动到右端。当压力油同时进入液压缸1和5时（见图5-3c）， 由于活塞杆的两端直径不同，使活塞杆处在中间位置。在设计 活塞杆和套筒4的截面直径时，应使套筒4的圆环面上的向右推 力不不大于活塞杆2的向左的推力。液压叉换挡在主轴停车之 后才干进行，但停车时拨叉带动齿轮块移动又可能产生“顶齿” 现象，因此在这种主运动系统中普通设一台微电动机，它在拨 叉移动齿轮块的同时带动各传动齿轮低速回转，使移动齿轮与 主动齿轮顺利啮合。
第5章
5.1.2主轴变速方式
5、内装电动机主轴变速 图5.1-26内装电动机主轴 这种主传动是电动机直接带动主轴旋转，如图5.1-2d所示，
数控机床电气控制_强电控制电路
数控机床电气控制_强电控制电路辅导一、机床常用低压电器的工作原理1.开关电器1）组合开关组合开关又称转换开关，实质上也是一种刀开关，主要用作电源的引入开关。
与普通刀开关不同的是，组合开关的刀片是旋转式的，比刀开关轻巧，是一种多触点，多位置，可控制多个回路的电器。
①组合开关的结构组成和工作原理组合开关由动触点、静触点、转轴、手柄、定位机构及外壳等部分组成。
根据动触片和静触片的不同组合，组合开关有多种接线方式，其结构示意图及外形图如图2.5所示。
②组合开关的主要技术参数和电气符号组合开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、极数等。
组合开关一般有单极、双极和三极。
2）低压断路器低压断路器又称自动空气开关，它不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。
因此，低压断路器在机床上使用得越来越广泛。
机床上常用的低压断路器有DZ10、DZ5-20和DZ5-50系列。
①低压断路器的结构组成和工作原理低压断路器主要由触点系统、操作机构和脱扣器等部分组成。
图2.7所示为低压断路器的结构示意图。
开关的主触头是靠操作机构手动或电动合闸的，并由自动脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。
如果电路发生故障，自由脱扣机构在有关脱扣器的推动下动作，使钩子脱开。
于是主触头在弹簧作用下迅速分断。
过流脱扣器5的线圈和热脱扣器6的热元件与主电路串联，欠压脱扣器7的线圈与电路并联。
当电路发生短路或严重过载时，过流脱扣器的衔铁被吸合，使自由脱扣机构4动作。
当电路过载时，热脱扣器的热元件产生的热量增加，使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。
当电路电压过低时，欠压脱扣器7的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。
②低压断路器的主要技术参数和电气符号a) 额定电压低压断路器额定电压包括额定工作电压，额定绝缘电压和额定脉冲电压。
b) 额定电流断路器额定电流指额定持续电流，即脱扣器能长期通过的电流。
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。
电气控制技术在数控机床中的运用
电气控制技术在数控机床中的运用Introduction数控机床作为现代工业生产中不可或缺的设备，其在生产加工过程中的高精度和高效率要求，对电气控制技术提出了更高的要求。
本文将探讨电气控制技术在数控机床中的运用，从硬件设计、软件开发和系统优化等方面进行分析和论述。
I. 数控机床电气控制硬件设计在数控机床中，电气控制系统的硬件设计起着决定性的作用。
首先，我们需要考虑电气控制系统所涉及的电气元件的选择和布局。
例如，选用高性能的电机作为执行元件，选择合适的传感器来获取工件状态信息，以及合理布置电气线路，确保电气控制系统的可靠性和稳定性。
其次，电气控制系统的接口设计也至关重要。
数控机床通常需要与上位计算机进行数据交换，因此，我们需要设计合理的接口模块。
例如，采用标准的通信接口协议（如RS-232或以太网），确保数据正常传输，并考虑到实时性和稳定性。
最后，对于数控机床电气控制系统的电源设计也是必不可少的。
稳定的供电对于数控机床的正常运行至关重要。
我们需要设计适当的电源模块，包括电源过滤电路、电源保护电路和稳压电路，以确保电气控制系统能够稳定地工作。
II. 数控机床电气控制软件开发除了硬件设计外，电气控制技术在数控机床中的运用还需要依靠软件的支持。
数控机床的电气控制系统通常由上位机和下位机组成，上位机负责生成控制指令，下位机负责执行控制指令。
在下位机中，我们需要编写相应的电气控制软件。
电气控制软件的开发包括编写程序、参数设定、控制逻辑设计等方面。
编写程序需要根据数控机床的具体需求，结合各种电气元件和传感器的特性，实现精确的运动控制和位置控制。
参数设定涉及到控制系统的各项参数，例如运动速度、加速度等，需要进行调试和优化以达到最佳的生产效果。
控制逻辑设计则需要考虑数控机床在加工不同工件时的不同工艺要求，并编写相应的控制算法。
III. 数控机床电气控制系统的优化为了提高数控机床的工作效率和加工精度，我们需要对电气控制系统进行优化。
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。
数控机床电气控制系统的组成
数控机床电气控制系统的组成哎呀，这可是个大课题啊！不过别着急，小二我这就给你说说数控机床电气控制系统的组成，保证让你听得懂，还能顺便涨涨知识呢！我们来说说数控机床电气控制系统的“大脑”。
这个“大脑”就是PLC(可编程逻辑控制器),它负责对整个系统的运行进行控制和管理。
PLC有很多种型号，不同的型号有不同的功能和特点。
但是，不管哪种型号的PLC,它们都有一个共同的特点，那就是能够快速、准确地执行预先设定好的程序。
接下来，我们来说说数控机床电气控制系统的“神经元”。
这个“神经元”其实就是各种各样的输入输出模块。
这些模块可以接收来自数控机床的各种信号，比如位置信号、速度信号、功率信号等等。
这些模块还可以将控制信号输出到数控机床的各种执行部件，比如伺服电机、主轴电机等等。
除了PLC和输入输出模块之外，数控机床电气控制系统还需要一些其他的“零部件”。
比如，传感器、编码器、驱动器等等。
这些“零部件”虽然不是直接参与控制的主体，但是它们的作用却非常重要。
因为只有通过这些“零部件”，PLC才能获取到数控机床的真实状态，从而做出正确的控制决策。
我们来说说数控机床电气控制系统的“通信网络”。
这个“通信网络”可以理解为一个信息传递的通道。
在这个通道上，各种信号和数据可以快速、准确地传输。
通常情况下，数控机床电气控制系统会采用以太网或者串口通信等方式来实现通信网络的功能。
好了，现在你已经知道数控机床电气控制系统的基本组成部分了。
这只是一个简单的介绍，实际上还有很多细节和注意事项需要考虑。
如果你想深入了解这个领域的知识，建议你去参加一些相关的培训课程或者阅读一些专业的书籍哦！。
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。
自考《数控机床电气控制》课程自学考试大纲
数控技术应用本科专业《数控机床电气控制》自学考试大纲一、课程性质与设置目的（一）课程性质、特点和设置目的《数控机床电气控制》是辽宁省高等教育自学考试数控技术（应用本科）专业考试计划规定的一门必考的主要专业基础课, 是继电器接触器控制、伺服系统、可编程控制器控制、自动控制系统、数控系统等技术的综合应用, 是数控机床安全操作、故障诊断与维修的重要基础。
通过本课程的学习, 使学生了解数控机床电气控制系统的基本结构、简单工作原理, 掌握数控机床安全操作和维护, 对数控机床电气控制方面的故障能进行简单的分析、诊断和维修。
（二）本课程的基本要求1. 掌握数控机床电气控制系统的组成、各部分作用及分类, 理解数控机床电气控制系统主要性能指标及要求, 了解数控机床电气控制的发展方向。
2. 掌握电力拖动系统旋转运动的运动方程式, 理解多轴电力拖动系统的折算。
3.掌握自动控制系统的基本构成和控制方式, 理解自动控制系统的性能要求及技术指标, 了解自动控制系统数学模型建立及时域分析方法。
4.能识别常用低压电器, 熟悉数控机床低压电器的分类、结构和工作原理, 掌握常用低压电器选用及使用调整方法。
5.掌握数控机床常用检测装置基本工作原理、选用方法及应用。
6.熟悉继电器接触器控制的三相异步电动机的起动、制动及正反转的控制电路及工作原理, 掌握自锁、互锁、联锁、长动、点动、多地控制、顺序控制、欠压保护、失压（零压）保护、短路保护、过载保护等控制功能及应用；对典型机床电气原理图能进行简单分析。
7.了解可编程控制器分类、特点、应用范围及发展趋势；了解整体式和模块式可编程控制器的基本组成及各部分作用, 熟悉可编程控制器各工作过程的工作原理及各种编程语言特点；掌握数控机床中可编程控制器的作用、分类、基本指令及应用。
8. 熟悉伺服系统结构、原理、分类及特点；理解步进电机结构和工作原理, 掌握步进电机驱动装置及应用；了解进给伺服系统的性能和控制要求, 理解交流伺服电机的变频调速控制方法, 掌握进给交流伺服电机驱动装置及应用；了解主轴伺服系统的性能和控制要求, 熟悉主轴系统的速度控制方法, 掌握主轴交流伺服电机驱动装置及应用。
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低压断路器又称自动空气开关或自动空气 断路器，简称自动开关。
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
一、低压断路器的作用及分类
作用：用于电动机和其他用电设备的电路中，
在正常情况下，它可以分断和接通工作电流；当电 路发生过载、短路、失压等故障时，它能自动切断 故障电路，有效地保护串接于它后面的电器设备； 还可用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电 动机的运行和停止。
按用途分
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
一、低压电器的分类
2.按工作原理分类：
（1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器， 如交直流接触器、各种电磁式继电器等。 （2）非电量控制器：电器的工作是靠外力或某种非 电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程 开关、按钮、速度继电器压力继电器、温度继电 器等。
(a)外形图
(b)示意图
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
行程开关的选择
在选择行程开关时，应根据被控制电路的特点、要 求、生产现场条件和触点数量等因素进行考虑。 常用的行程开关有LX19、LX31、LX32、JLXK1等系 列产品。
符号
SQ SQ
常开（动合） 常闭（动断） 触点 触点
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
四、交流接触器
交流接触器用于远距离控制电压至380V， 电流至600A的交流电路，以及频繁起动和 控制交流电动机的控制电器。 常用的交流接触器产品，国内有NC3 （CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、 CJX2等系列；引进国外技术生产的有B系 列、3TB、3TD、LC—D等系列。 CJ20系列交流接触器的主触点均做成三极， 辅助触点则为两动合两动断形式。此系列 交流接触器常用于控制笼型电动机的起动 和运转。
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
组合开关外形图
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
组合开关的图形符号和文字符号
Q
（a）单极 组合开关的 主要参数有 额定电压 额定电流 极数
Q
（b）三极
有10A、25A、60A等
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
2.1.4、低压断路器(自动开关)
二、接触器的结构
电磁系统
接触器结构
触点系统 灭弧装置
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
电磁系统
电磁系统由 铁心 衔铁 励磁线圈 等几部分组成
常用的磁路结构 1-衔铁 2-铁心 3-线圈
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
触头系统
点接触式: 用于电流不大的场合
桥式
面接触式:用于电流较大的场合
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
4、高频振荡型接近开关
金 属 体 感 应 头 高频 振荡器 整形放大器
信号输出
交变磁场
振荡线圈
无金属体接近 金属体接近
振荡器振荡后，在感应头的感应面上产生交变磁场， 当金属物体进入高频振荡器的线圈磁场（感应头）时， 金属体内部产生涡流损耗，吸收了振荡器的能量，使振 荡减弱以致停振。振荡与停振两种不同的状态，由整形 放大器转换成二进制的开关信号，从而达到检测有无金 属物的目的。
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
一、低压电器的分类
1.按用途分类
控制电器：用于各种控制电路和控制系统 的电器，如接触器、继电器等。 主令电器：用于自动控制系统中发送控制 指令的电器，如按钮、行程开关等。 保护电器：用于保护电路及用电设备的电 器，如熔断器、热继电器等。 配电电器：用于电能的输送和分配的电器。 如低压断路器、隔离器、 执行电器：用于完成某种动作或传动功能 的电器，如电磁铁、电磁离合器等。
按钮图形符号和文字符号 SB
SB
动断（常闭）触头
SB
动合（常开）触头
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。
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
数控机床上的按钮站
一般用： 红色表示停止和急停； 绿色表示起动； 黑色表示点动； 蓝色表示复位； 另外还有黄、白等颜色， 供不同场合使用。
分类：
框架式（万能式） 按结构分为
塑料外壳式（装置式）
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
二、低压断路器的结构和工作原理
锁钩
释放弹簧 过流 脱扣器 过载脱 扣器 欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
连杆装置
衔铁
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
触点系统和灭弧装置：用于接通和分断主电路，为了加
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
八、接触器的选用
选用接触器的原则：
1）控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选 用直流接触器。 2）接触器的使用类别应与负载性质相一致。 使用类别 3）主触点额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。 4）主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。 5）吸引线圈电流种类和额定电压应与控制回路电压相一 致，接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。
第 二 章 数 控 机器及选择 2.2 机床电气控制系统识图
2.3 机床电气系统基本环节 2.4 典型数控机床电器控制线路分析
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
2.1
数控机床常用低压电器及选择
2.1.1 概述 2.1.2 主令电器 2.1.3 组合开关
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
二、行程开关
作用：用来控制某些机械部件的运动行程和位
置或限位保护。
结构：行程开关是由操作机构、触点系统和外
壳等部分成。
分类：
按结构分为
直杆式 单轮旋转式 双轮旋转式
旋转式
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。 未撞击 撞击
（1）机械灭弧 （2）磁吹灭弧 （3）窄缝灭弧 （4) 栅片灭弧 栅片灭弧 1-熄弧栅片2-触点3-电弧
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
三、接触器的工作原理
当接触器的励磁线圈通电后，在衔铁气隙 处产生电磁吸力，使衔铁吸合。由于主触 点支持件与衔铁固定在一起，衔铁吸合带 动主触点也闭合，接通主电路。与此同时， 衔铁还带动辅助触电动作，使动合触点闭 合，动断触点断开。 当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力 消失或变小，衔铁在复位弹簧的作用下打 开，使主、辅触电恢复到原来的状态，把 电路切断。
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。 1、作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制
和限位保护，还广泛用于检测零件尺寸、测速和快速自 动计数以及加工程序的自动衔接等。
2、特点：工作可靠、寿命长、功耗低、重复定位精度
高、灵敏度高、频率响应快以及适应恶劣的工作环境等。 高频振荡型 3、分类： 按工作原理分为 电容型 永久磁铁型 霍尔效应型
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
5、常用接近开关：主要系列产品有LJ2、LJ6、
LXJ18和35G等系列。
6、接近开关的文字符号及图形符号
SQ
SQ
a)动合触点
b)动断触点
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
2.1.3
组合开关
常用在机床的控制电路中，作为电源的引入开 关或是自我控制小容量电动机的直接起动、反 转、调速和停止的控制开关等。 组合开关有单极、双极和多极之分。 它由动触片、静触片、转轴、手柄、凸轮、绝 缘杆等部件组成。当转动手柄时，每层的动触 片随转轴一起转动，使动触片分别和静触片保 持接通和分断。为了使组合开关在分断电流时 迅速熄弧，在开关的转轴上装有弹簧，能使开 关快速闭合和分断。
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
2.1.5
接触器
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
一、接触器的用途和分类
用途：用来频繁接通和断开电动机或其他负载
主电路。是机床电动机主电路中最重要的控制电 器。
分类：
交流接触器 接触器分为
直流接触器
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
2.1.4 低压断路器
2.1.5 接触器 2.1.6 继电器 2.1.7 保护电器 2.1.8 变压器及直流稳压电源
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
2.1.1 概述
对电能的生产、输送、分配和使用起控制、 调节、检测、转换及保护作用的电工器械 称电器。
工作在交流电压1200V，或直流电压 1500V及以下的电路中起通断、保护、控 制或调节作用的电器产品叫做低压电器。
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
二、低压电器的发展方向
目前正沿着体积小、重量轻、安全可靠、 使用方便的方向发展，大力发展电子化的 新型控制电器，如接近开关、光电开关、 电子式时间继电器、固态继电器与接触器 等以适应控制系统迅速电子化的需要。
第 二 章 数 控 机 床 电 气 系 统
2.1.2
继电器
第 二 章 数 控 机 床 电 气 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： 使用类别代号 AC-1 典型用途举例 无感或微感负载、电阻炉
AC-2 AC-3 AC-4 AC-5a AC-5b AC-6a
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