李晶茹

摘 要：自改革開放以來，我國社會不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，尤其是科技水平的發(fā)展極大地促進(jìn)了我國各行各業(yè)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得我國各行各業(yè)都進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。在機(jī)械制造行業(yè)，計(jì)算機(jī)也被廣泛應(yīng)用到各個相關(guān)領(lǐng)域，尤其是數(shù)控技術(shù)，在機(jī)械制造行業(yè)中所起到的作用尤為突出。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，使得機(jī)械加工與制造的自動化水平和生產(chǎn)效率都有了明顯的提升。數(shù)控技術(shù)大大提高了機(jī)械制造業(yè)的自動化水平與自動化速度，機(jī)械制造行業(yè)中的數(shù)控車床中的關(guān)鍵技術(shù)就是數(shù)控技術(shù)。文章從數(shù)控車床技術(shù)的工作原理出發(fā)，分析了其功能特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上主要進(jìn)行了電氣自動化數(shù)控車床的電氣控制設(shè)計(jì)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)行業(yè)的發(fā)展提供一些借鑒，僅供參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；數(shù)控車床；設(shè)計(jì)；電氣控制

引言

近些年，我國的科學(xué)技術(shù)總體水平得到了大幅度的提高，尤其是機(jī)械制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，數(shù)控車床技術(shù)完整的將機(jī)械制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造工藝的優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床主要有兩部分組成：機(jī)械部分和機(jī)械部分。一般情況下，數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)的使用壽命在5-10年，機(jī)械系統(tǒng)零部件的使用壽命在20-25年，機(jī)械部件比電氣系統(tǒng)有更長的使用周期，在電氣系統(tǒng)運(yùn)行5-10年后，數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)會經(jīng)常出現(xiàn)故障，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床無法使用或者影響生產(chǎn)效率。因此，對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行電氣控制設(shè)計(jì)，延長其使用期限，保障數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率是十分必要的。現(xiàn)階段，機(jī)械制造行業(yè)內(nèi)部的許多數(shù)控機(jī)床已經(jīng)開始進(jìn)入到故障期，其使用年限都已達(dá)到極限，在生產(chǎn)使用中，其精確度、安全性和平穩(wěn)性都不能符合生產(chǎn)需求，經(jīng)常會出現(xiàn)故障錯誤、延誤生產(chǎn)工作，無法滿足日益提高的生產(chǎn)需求。因此，進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的電氣控制設(shè)計(jì)，改造出現(xiàn)故障的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)，能有效地提高數(shù)控機(jī)床的使用年限，更好的發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能和作用，提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。

1 電氣自動化數(shù)控車床的電氣控制系統(tǒng)

1.1 工作原理

數(shù)控車床的工作原理是通過計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的，在數(shù)控機(jī)床的工作過程中，工作人員將需要加工的工件的具體需求以文字和圖片的形式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為符合數(shù)控車床系統(tǒng)的代碼，并將其輸入到數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中進(jìn)行加工件的加工，數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)會根居輸入的信息進(jìn)行加工控制，保證加工程序與加工件的需求一致，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)用數(shù)控車床進(jìn)行加工件加工的工作。

1.2 功能特點(diǎn)

（1）數(shù)控機(jī)床在加工與使用的過程中對加工件的的適應(yīng)性高，大部分符合數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)要求的產(chǎn)品都可以加工，在加工過程中精確度、穩(wěn)定性和平穩(wěn)性都很高，符合機(jī)械產(chǎn)品的加工需求，而且可以與加工件的加工需求相匹配，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的需求，對于比較復(fù)雜的加工件，數(shù)控車床能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使數(shù)控車床的加工工作符合加工件的需求。

（2）數(shù)控車床在生產(chǎn)加工過程中的操作簡單方便，節(jié)省生產(chǎn)時間，尤其是在加工件的加工過程中，如果出現(xiàn)加工件某部分需要進(jìn)行更改的狀況，使用數(shù)控車床加工時不用重新進(jìn)行加工，只需直接更改數(shù)控車床的數(shù)控程序，使之符合加工件的加工需求即可，節(jié)省了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率。

（3）數(shù)控車床在生產(chǎn)與使用過程中，提升了機(jī)械制造加工行業(yè)的自動化水平，使之在日益激烈的市場競爭中脫穎而出，尤其是數(shù)控機(jī)床技術(shù)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，有利于機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)與管理。數(shù)控車床的操作與使用要求工作人員具有更高的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)素質(zhì)，許多相關(guān)的工作人員都進(jìn)行了相關(guān)的培訓(xùn)，提高了相關(guān)行業(yè)的整體專業(yè)技術(shù)水平。

2 數(shù)控車床的組成架構(gòu)

2.1 電氣自動化數(shù)控車床的組成部分

數(shù)控車床作為自動化技術(shù)的一種體現(xiàn)，具有高效率、高精度的特點(diǎn)，它是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與機(jī)械設(shè)備統(tǒng)一加工的綜合體，由伺服裝置、驅(qū)動設(shè)備、CNC單元、傳輸設(shè)備、可以編寫程序的控制器以及電氣控制設(shè)備、車床本體、協(xié)助裝備及檢測裝置所組成。

2.2 車床本體

數(shù)控車床的主體在真?zhèn)€數(shù)控車床之中占有重要地位，數(shù)控車床的主體是從傳統(tǒng)的車床演變而來的，但在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)的車床有了很大的不同，尤其在刀具設(shè)備的結(jié)構(gòu)和具體的操作設(shè)置上，數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)自動化程度更高更能適應(yīng)加工件的加工需求，最大程度的提高生產(chǎn)效率。

2.3 傳輸裝置

數(shù)控機(jī)床的傳輸裝置是通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，一般情況下數(shù)控機(jī)床的傳輸工作處于數(shù)控機(jī)床加工工作的開始階段，工作人員將加工件的數(shù)據(jù)通過傳輸裝置輸入到控制系統(tǒng)之后，才能進(jìn)行具體的加工工作。數(shù)控機(jī)床在早期的發(fā)展之中，傳輸裝置是由磁帶進(jìn)行信息的輸入的，后來經(jīng)過科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸改變了傳輸介質(zhì)，先后經(jīng)歷了磁盤、鍵盤等，現(xiàn)階段，數(shù)控機(jī)床的傳輸介質(zhì)主要采用DNC網(wǎng)絡(luò)通訊，這種方法更加方便快捷、準(zhǔn)確性更高，對數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行十分有利。

2.4 能夠編程的控制器

編程控制器在數(shù)控機(jī)床的整體自動化工作中起到重要的作用，在數(shù)控機(jī)床中使用能夠編程的控制器能夠?qū)?shù)控機(jī)床系統(tǒng)及其使用進(jìn)行自由控制，提升了數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的方便性與快捷性，在數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)中能夠?qū)Ξa(chǎn)品實(shí)行更加及時有效地控制，在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)中被廣泛使用。

3 關(guān)于電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

根據(jù)數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與組成部分，設(shè)計(jì)了一款數(shù)控車床的電氣控制系統(tǒng)，下面從以下兩方面進(jìn)行簡要分析。

3.1 對伺服驅(qū)動電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

數(shù)控車床的電氣控制系統(tǒng)對數(shù)控機(jī)床的工作起到十分重要的作用，伺服系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重要，在進(jìn)行伺服系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要從控制數(shù)據(jù)開始。電氣控制系統(tǒng)應(yīng)該從CNC裝備開始傳輸數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過伺服系統(tǒng)進(jìn)行相對運(yùn)動來完成操作?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，在進(jìn)行本款數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，為了使數(shù)控車床伺服系統(tǒng)的各類零部件與伺服系統(tǒng)軟件技術(shù)相結(jié)合，使之在加工過程中符合加工件的需求，在設(shè)計(jì)過程中，采用PLC技術(shù)進(jìn)行控制，提升伺服系統(tǒng)的抗干擾性。

3.2 對主軸電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

數(shù)控車床系統(tǒng)中的主軸對加工件生產(chǎn)過程中的精確度有重要的影響，同時對加工件的質(zhì)量和整體的生產(chǎn)效率都有影響，因而，在進(jìn)行本款主軸電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時，綜合考慮各方因素。（1）在進(jìn)行主軸的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，根據(jù)電氣控制的要求，設(shè)計(jì)了合理的電氣原理圖，編寫了正確的PLC程序。（2）確定了主軸的大小、轉(zhuǎn)速、運(yùn)行位置、運(yùn)行速率等，根據(jù)加工需求，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)配置，合理的選用元器件，使本款設(shè)計(jì)能夠保障主軸的精確度，保證加工件生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

根據(jù)文中對數(shù)控機(jī)床的電氣控制設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)可以看出，數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床工作中的重要組成部分，對數(shù)控機(jī)床自動化的發(fā)展具有重要的推動作用，與此同時，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展對我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展具有重要的推動作用，因此，在今后的工作中，相關(guān)工作者應(yīng)該加強(qiáng)對數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床技術(shù)，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。

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