数控机床电气控制与驱动系统的可靠性分析

数控机床电气控制与驱动系统的可靠性分析

支撑工业发展的技术就是制造技术，并且各国将此放到重要位置，数控机床之所以作为数控机床先进制造的载体，主要是与航天、交通、汽车领域的发展有着很大的联系，因而数控机床发展受到广大群体的关注。世界上数控机床消费国与出口并不是国内。国内对于那些档次较高的数控机床大部分都是来源于进口，其原因是由于国产数控机床在质量，可靠性与国外有着较大的差距。按照数控机床故障统计数据来看，电气系统故障比例高，由此可见，这就需要提升数控机床电气控制与驱动系统可靠性。

1 数控机床电气控制与驱动系统可靠性分析方法

当数控机床在运行程序中，电气控制与驱动系统对此有着很大的影响。在数控机床中，数控机床电子系统与驱动系统主要是位于机床内部不同部位之中一些电气元件与相应的连接线路，这也是其中重要的系统。在数控机床中，这个系统所发生故障频率较高，同时对数控机床影响较大。在分析数控机床可靠性时，应该学会应用多种方法，并且这些方法被充分的利用。通过利用故障树分析法，寻找数控机床与驱动系统中发生的故障、以及产生的原因等。

从而，采用故障树分析法进行可靠性的分析是非常重要的。在上个世纪60 年代中美国学者最早提出了故障树分析法，其中的作用就是针对系统的安全进行检验，并且不断将其方法进行改动，这样才能广泛的应用可靠性分析法。

在运用故障树分析法时，假如为了防止出现不正确的模型，这就需要建立故障树时进行严格的规定，对整体事情进行严格定义。此外，经过在实践中的总结得出了3F 分析方法，为了减少系统中出现故障可以尝试这一方法，可以大限度的对系统进行保障。通过利用该方法，不仅可以进行故障树分析，而且还可以对故障进行纠错处理，这样才能确保系统可以稳定的发挥。

2 数控机床电气控制与驱动系统可靠性分析影响因素

2.1 原件的质量

近年来，通过对数控机床维修情况来看，造成数控机床运行故障原因可能是以下方面。

（1）在数控机床的外面可能会利用一些接触式机械员件，例如，电器与这些元件相互接触时，假如这些元件的质量一般，这就会造成数控机床电气控制与驱动系统出现不牢固的故障。出现这一故障的因素就是这些元件触点位置片没有较好的弹性，在工作运行的过程中位置发生偏移，当外界的温度在升高后，元件就会发生变形，造成接触式的元件不能起到相应的作用。

（2）电器元件不能发挥有效作用产生噪音，特别是一些管状的容器，当引出线与内部电极连接在一起时，假如出现接触不稳定的情况，就会产生杂音，如果问题非常的严重，甚至会发生电解液合并的问题，并流处于电极与引线中

间区域，导致出现漏油的情况，从而使得两者之间电阻急剧上升。当电容器内部绝缘层发生老化的情况时，造成容易内部会有放电现象发生。

2.2 制造工艺水平

2.2.1 虚接虚焊

当数控机床控制与驱动系统工作时，应该压紧导线端，避免出现松动的现象，不然就会发生腐蚀性问题，发热量在接触位置急剧上升，接触的阻力也会增加。假如在这个阶段内有电流出现，在接触点电压降低，假如电压属于放大器装置输入的电压，在输出的程度中就会产生很大的噪音。针对元件出现虚焊问题，虽然在刚开始使用中不会有这些问题，但是经过长久的积累也会产生噪声电压，对系统带来很大的影响，引起系统不可靠性问题。

2.2.2 电源问题

数控机床电气开工至与驱动系统中，计算机发生故障通常是以下原因，由于电源会受到多个因素的影响，电源容易产生噪声，但是这对数控机床电气控制与驱动系统影响不大，在不同企业中电具差异不同，仅仅是电网中电压出现的波动情况，从而这就产生较大的误差，在输送电路中也会出现一些干扰，造成数控机床运行系统不稳定，容易产生更多的故障。

2.2.3 机械噪声

数控机床自身固定结构与传统装置，当数控机床运转过程中，假如在对这些软件设计时不能全方位考虑，就会出现数控机床运行中出现振动的情况，甚至会使得振动的频率与电极发生频率类似，形成共振的情况。假如一些接触式机械器件发生振动后，并且会造成压力不断变化接触点出现不良故障，当电流在经过这些位置时也就会形成电压波动，从而使得数控机床电气控制与驱动系统可靠性受到影响。

3 总结

通过对数控机床电气控制与驱动系统可靠性的分析，可以发现电气控制与驱动系统组成采整体模块与分立模块构成。从干扰的角度来看，对于整体模块而言，信号线拥有长度较长，并且容易发生效应问题，针对一些干扰信号接收量很大，造成系统在运行的过程中会产生不稳定的因素，从而，就可以使用分立模块，不仅可以有效的提升系统的可靠性，同时也有利于功能稳定，这样才能在运行的过程中维护，从而实际的过程中才能使其应用变得更为广泛。

浅谈数控机床的可靠性

目录 摘要 (1) 一、引言 (1) 二、数控机床的可靠性 (1) 2.1 数控机床可靠性的四项指标 (2) 2.2 数控机床可靠性评定时应注意的问题 (4) 2.3提高数控机床可靠性的对策 (5) 三、结束语 (6) 参考文献 (7) 致谢 (8)

浅谈数控机床的可靠性 摘要：可靠性对数控系统和数控装置非常重要，如何评估数控机床的可靠性，如何提高数控机床的可靠性对其发展具有长远意义。 关键词：可靠性；数控机床 一、引言 可靠性是系统、机械设备或零部件在规定的工作条件下和规定的时间内保持与完成规定功能的能力。一个系统、一台设备，无论其如何先进，功能如何全面，精度如何高级如果故障频繁、可靠程度差，不能在规定的时间内可靠地工作，那么它的使用价值就不高，经济效果就不佳。从设计规划、制造安装、使用维护、更新改造到修复报废，可靠性始终是系统和设备的灵魂。可靠性是评定系统和设备好坏的主要目标之一，它体现了产品的耐用和可靠程度。数控机床是现代制造技术的基础装备，其技术水平高低是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志，而数控机床的可靠性是机床质量的关键。 一般所说的“可靠性”指的是“可信赖的”或“可信任的”。我们说一个人是可靠的，就是说这个人是说得到做得到的人，而一个不可靠的人是一个不一定能说得到做得到的人，是否能做到要取决于这个人的意志、才能和机会。同样，一台仪器设备，当人们要求它工作时，它就能工作，则说它是可靠的；而当人们要求它工作时，它有时工作，有时不工作，则称它是不可靠的。 对产品而言，可靠性越高就越好。可靠性高的产品，可以长时间正常工作（这正是所有消费者需要得到的）；从专业术语上来说，就是产品的可靠性越高，产品可以无故障工作的时间就越长。 二、数控机床的可靠性 1、数控系统 数控系统作为数控机床重要的组成部分，我们对其应有深入的了解。数控系统是数字控制系统的简称，英文名称为（Numerical Control System），根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统[1]。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机

数控机床电气控制与驱动系统的可靠性分析

数控机床电气控制与驱动系统的可靠性分析 支撑工业发展的技术就是制造技术，并且各国将此放到重要位置，数控机床之所以作为数控机床先进制造的载体，主要是与航天、交通、汽车领域的发展有着很大的联系，因而数控机床发展受到广大群体的关注。世界上数控机床消费国与出口并不是国内。国内对于那些档次较高的数控机床大部分都是来源于进口，其原因是由于国产数控机床在质量，可靠性与国外有着较大的差距。按照数控机床故障统计数据来看，电气系统故障比例高，由此可见，这就需要提升数控机床电气控制与驱动系统可靠性。 1 数控机床电气控制与驱动系统可靠性分析方法 当数控机床在运行程序中，电气控制与驱动系统对此有着很大的影响。在数控机床中，数控机床电子系统与驱动系统主要是位于机床内部不同部位之中一些电气元件与相应的连接线路，这也是其中重要的系统。在数控机床中，这个系统所发生故障频率较高，同时对数控机床影响较大。在分析数控机床可靠性时，应该学会应用多种方法，并且这些方法被充分的利用。通过利用故障树分析法，寻找数控机床与驱动系统中发生的故障、以及产生的原因等。 从而，采用故障树分析法进行可靠性的分析是非常重要的。在上个世纪60 年代中美国学者最早提出了故障树分析法，其中的作用就是针对系统的安全进行检验，并且不断将其方法进行改动，这样才能广泛的应用可靠性分析法。 在运用故障树分析法时，假如为了防止出现不正确的模型，这就需要建立故障树时进行严格的规定，对整体事情进行严格定义。此外，经过在实践中的总结得出了3F 分析方法，为了减少系统中出现故障可以尝试这一方法，可以大限度的对系统进行保障。通过利用该方法，不仅可以进行故障树分析，而且还可以对故障进行纠错处理，这样才能确保系统可以稳定的发挥。 2 数控机床电气控制与驱动系统可靠性分析影响因素 2.1 原件的质量 近年来，通过对数控机床维修情况来看，造成数控机床运行故障原因可能是以下方面。 （1）在数控机床的外面可能会利用一些接触式机械员件，例如，电器与这些元件相互接触时，假如这些元件的质量一般，这就会造成数控机床电气控制与驱动系统出现不牢固的故障。出现这一故障的因素就是这些元件触点位置片没有较好的弹性，在工作运行的过程中位置发生偏移，当外界的温度在升高后，元件就会发生变形，造成接触式的元件不能起到相应的作用。 （2）电器元件不能发挥有效作用产生噪音，特别是一些管状的容器，当引出线与内部电极连接在一起时，假如出现接触不稳定的情况，就会产生杂音，如果问题非常的严重，甚至会发生电解液合并的问题，并流处于电极与引线中

数控设备的可靠性检测与分析

数控设备的可靠性检测与分析 摘要：近年来随着自动化的发展，电气自动化被广泛应用。人为、自然、设备自身等因素常会使工业自动化数控设备发生故障，若不能及时修理好则会带来严重的经济损失、人员伤害。因此，工厂企业对工业自动化数控设备的可靠性的提高一直非常关注。电气自动化的程度相对较高，但电气自动化数控设备的可靠性是电气自动化存在的最主要的问题，如何加强电气自动化数控设备的可靠性成为人们开始关注的焦点。电气自动化数控设备的可靠性直接关系到人们的生命安全，电气自动化的安全性必须要有一定的保障。安全可靠的自动化数控设备电气设备给人们的生产生活带来巨大的经济效益，而根据国家电控发展的实际情况来看，电气自动化数控设备的安全可靠性需要进一步加强。文章对进一步加强电气自动化数控设备的可靠性问题展开了研究和讨论。 关键词：电气自动化；数控设备；可靠性；检测方案 公司的主要设备以机械加工车床为主，常规的是车、铣、刨、镗、磨、锯等等，我公司主是是车、铣、磨为主。电气控制机床的二大方面，一个是动力头工作（主轴），一个是进给轴的工作(X、Y、Z、A轴等)。电气控制由浅入深分三个阶段： 梯形图 我国电气自动化数控设备现状电气自动化就是机械设备在无人或者少人的情况下按照预先的计划和程序自动完成对产品的操作、控制及监控等工作。随着机械电子技术、微电子技术的快速发展，电气自动化控制被各个行业广泛运用，电气自动化提高了生产效率，提高了工作的可靠性，也提高了运行的经济性，保证了电能质量，大大改善了劳动条件，更是大大方便了人们的生活。电气自动化的程度标志着一个国家电子行业的发展状况，那么电气自动化的数控设备的可靠性问题是人们最先关注的，所以数控设备的可靠性研究是具有重大意义的。我国在20世纪70年代就建立电子产品的可靠性与环境实验研究所，并展开了增长数控设备可靠性的长期研究。1984年组建了全国统一的电子产品可靠性信息交换网，并颁布了《电子设备可靠性预计手册》（GJB299-87），这一举动推动了我国电子产品可靠性工作。研究电气自动化数控设备的可靠性也是具有重大意义的。一件电器产品的质量取决于性能、可靠性、安全性和经济性，可靠性占据着主导的位置，只有产品可靠性高，产品发生故障才会少，维修费用也少。调查研究发现，只有设备可靠性高的产品才受到用户的关注以及肯定。而随着电气自动化设

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。

关于数控机床电气控制电路设计及实例分析

关于数控机床电气控制电路设计及实例分析

1 数控机床电气控制电路设计原则 1.1 最大限度的实现机械设计和工艺的要求 机电一体化是数控机床产品所有的特点，机电式在数控机床的主轴、进给轴伺服控制系统中被广泛地应用着，某种类型的机械环节和元件是包含在其输出中的内容，在控制系统中，它们所起到到的作用是尤为重要的，它们的性能在数控机床的品质中会起着决定性的影响。一旦这些机械环节和元件的制造的很好，那么它的性能想要改变就比较困难，与电气部分相比，比较笨拙。所以，针对机械环节和元件的参数对整体系统的影响，是数控机床的机械和数控系统的设计人员都要进行了解和掌握的内容，这样的话，配合就会很到位，在设计阶段，针对相互之间的各种需求应该进行认真的思考，。使设计具有合理性。 1.2 保证数控机床能稳定、可靠运行 在某种程度上，数控机床运行的稳定性、可靠性在电气控制部分的稳定性、可靠性中起着决定性的作用，在加工车间，数控机床没有很好的使用条件，这样的话，数控系统就很容易出现故障，特别是在工业现场，电磁没有很好的环境，电磁干扰的产生也是相对较多的，在这种情况下，数控系统的抗扰度水平就应该有很高，不然的话，想要正常运行设备是不可能的。 1.3 便于组织生产、降低生产成本、保证产品质量 成本低、质量高，对于一个商品生产来讲是尤为重要的依据，只有这样，用户使用产品才能得心应手，那么数控机床的生产也是一样的，元器件品质，供应对于电气控制电路设计来讲的重要性是不可忽视的，并且在安装、调试和维修过程中也需要跟得上脚步，这样一来，产品的质量和组织生产就会有所保证。 1.4 安全 在电气控制电路的设计过程中，人身和设备的安全是应该作为重点进行管理的，现在国家的一些安全规范和标准中，会对安全这一方面有一定的要求，我们一定要严格地执行，对于指示以及信号的识别度要很清晰明了，在操作操纵机构的时候容易程度要很高，切换的时候也比较容易。 2 高档数控系统相关部件的选配 2.1 进给伺服电动机的选择 当前，交流伺服电动机在中、高档数控机床的进给驱动系统中被广泛地应用着，现在已

数控机床电气系统的技术特点分析

数控机床电气系统的技术特点分析 摘要：在自动控制技术快速发展的大环境下，CNC被逐步运用到了机械加 工行业，从而为提升相关企业的生产效率和质量打下了坚实的基础。然而，因为CNC技术的自身比较复杂，所以在实际的使用中，它表现出了变化性等特征，从 而造成了电器故障问题的频繁发生，从而对相关的生产企业的经济效益造成了严 重的冲击。在这种情况下，文章先对数控机床的电子设备进行了详细的介绍，然 后通过对电子设备的电子设备的各种故障特征进行了详细的剖析，并给出了相应 的解决方法，以提供一些可资借鉴的信息。 关键词：数控机床;电气系统;技术特点;分析 引言 由于 CNC是在自动控制技术的基础上发展起来的，由于它的机电集成特性，使得它所牵扯到的技术种类比较多，所以在实际运用的时候，必然会出现一 套问题，特别是电气系统的问题，如果没有能够及时、高效地处理好这些问题， 将会对整个生产装置的正常运行造成严重的不利后果，从而妨碍了生产的顺利进行，也会影响到生产单位的工作效率，从而导致生产单位的效益下降。要想正确 地处理好数控机床的电器故障问题，就必须要以确定电气系统的特征为前提，确 定其故障特征，并实施相关的维修排查技术。 1数控机床设备 1.1 电驱动装置 作为一种新型的机械结构，它能够对 CNC的某些动作进行直接的操纵， 它的精确与否将对工件的制造质量产生很大的影响。一般情况下，在 CNC加工中，机器的驱动装置主要包括两个部件：一是主轴驱动装置，二是送料轴驱动装置。 其中，伺服系统与伺服马达共同完成对伺服系统的控制。伺服系统与送料马达共 同完成了送料主轴的动作。两种传动机制协同工作，既能在3- D座标规定的范

常用机床的电气控制(1)

常用机床的电气控制(1) 常用机床的电气控制 机床电气控制是机床工作的重要组成部分，它对机床的工作效率、稳定性、精度和可靠性起到决定性作用。现代机床电气控制系统采用数字化、网络化和智能化技术，实现了复杂的控制策略，大大提高了生产效率和产品质量。下面，将介绍常用的机床电气控制系统。 一、数控系统 数控系统是采用数字化控制技术、计算机技术和传感器技术，对机床的加工过程进行精密控制的系统，具有高精度、高效率、高灵活度的特点。数控机床需要配备专业的数控系统软件，通过G代码来控制机床的运动轨迹、速度、力度等参数，实现加工零件的高精度、高效率和高质量。 二、伺服系统 伺服系统是一种通过控制电动机旋转角度、速度和力矩的方式，对机床的加工运动进行精确控制的系统。伺服系统是以速度为主要控制目标的一类闭环控制系统，由伺服电机、驱动器和编码器等组成。伺服系统具有高速、高精度、高可靠性、精简结构等特点，广泛应用于数控机床、工业机械和自动化装备中。 三、运动控制系统 运动控制系统是指控制机床各个运动部件的运动速度、位置、加减速度等参数，确保机床能按照设定的加工轮廓或图形进行精确加工的系

统。它控制机床的各级运动部件（如主轴、进给轴、滑枕、工作台等）的运动，通过实时控制加工轨迹和速度，实现工件高精度的加工。 四、PLC控制系统 PLC控制系统是指采用可编程逻辑控制器（PLC）来对机床的电气控制 系统进行自动化控制和监测的系统。PLC是一种集中式、可编程的数字电子系统，能够接收输入信息、进行逻辑处理和输出控制信号。它通 常适用于控制较简单的机床（如冲床、剪板机等），具有成本低、操 作简单、维护方便等优点。 总之，机床电气控制系统对于机床的发展和创新有着重要的作用。随 着科技的不断发展，我们相信在不久的将来，机床电气控制系统会更 加智能化、高效率、高精度、高可靠性，为制造业的发展贡献更大的 力量。

PlC在数控机床电气控制方面的应用

PlC在数控机床电气控制方面的应用 以前的机床的电控很多都是采用继电器控制,这样就导致设备相对独立性很差，接线复杂且控制不及时，如果长期使用继电器控制也大大降低了设备的可靠性，造成控制故障。这时，就急需一种抗干扰强的且编程不复杂的控制系统，PLC 扬长避短，不但可对数控机床的进刀、退刀、加工等加工工序及电机的旋转进行步进控制，这样就大大的提高了系统的可靠性和抗干扰性。 一、控制系统总体方案 随着可编程序控制器(PLC)技术的发展，实现了可以由数控机床中的可编程序控制器来完成各项复杂的任务，如控制开关、压力开关、继电器、行程开关、接触器和电磁阀等输出元件控制，它是由输人部分，逻辑部分和输出部分组成，其中，输入部分收集并保存被控制部分实际运行的数据，逻辑部分处理输入部分则是所取得的信息，其中输出部分提供正在被控制的许多装置中，哪几个设备需要实时操作处理。整个的控制系统一共是由CNC计算机数控系统和强电柜两部分组成，而其中CNC计算机数控系统是一专用的数控装置，它是由输入/输出接口、CNC系统、驱动单元组成，是控制系统执行加工的核心，另一个强电柜则是由动力电路控制电路和可编程控制器PLC组成，系统结构框图如图1 所示. 二、基于P LC的数控机床电气控制方式的选择 数控机床电气控制方式的好坏，直接决定了控制系统的成败。所以要控制机床实现加工的高速高精度，系统的性能是起到至关重要的作用的。控制过程大体是，首先要依据预定要求和所要求的控制精度、被控对象的特征等限制进行了综合考虑，然后充分考虑系统的性能，价格比等因素，确定X、Y轴采用PC机。采用此种方式不但，PC机发挥了强大的文件处理功能、高速的数据处理功能，同时运动控制器则也体现了他的高的可靠性、高速性、高精度等优点，而光栅尺则为系统提供了高达1μm的精度。这样每一部分都起到了重要作用。 三、PLC 在组合机床电气控制系统中的应用 组合机床是针对某些特定工件，按特定工序进行批量加工的组合设备，该类设备的生产效率一般都非常高，同时机床结构也比较复杂，所以要求电气设计得非常稳定可靠。这其中利用PLC实现对组合机床的自动控制，无疑是今后的发展方向。 组合机床结构比较复杂，要求可靠性高。根据机床设计要求一般在粗镗II 主轴上采用了双速交流电机，以满足加工端面的需要；而在各动力头与回转工作

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

数控设备应用可靠性设计提升措施

数控设备应用可靠性设计提升措施 [摘要]数控设备应用环境，由于过度振动，电磁噪声，切削液雾和金属 粉尘的粘附可能引起电子电路的故障，尤以电磁干扰普遍存在于制造生产过程， 影响数控设备的正常运行，持续提升设备可靠性是数控设备设计中重要方向。在 电气控制系统的设计与安装上采用多项防干扰提升可靠性设计，以软硬件多措施 减少控制系统干扰因素，确保数控设备在生产环境中安全运行。 [关键词]数控系统电磁干扰可靠性 引言 数控设备的特点之一是可靠性，然而，提高可靠性并非易事，这需要基于假 定使用条件的长期测试数据并阐明恶化和失效的机制，随着制造技术的稳步积累，提高生产设备的可靠性，不仅可以提高生产效率，降低生产成本，还可以通过提 高生产设备的寿命和合理的基于制造产品生命周期成本的设备管理来创造新的价值。应该注意的是，可靠性并不局限于不会损坏这样的狭义概念，应该从包括设计，装配，易维护在内的广泛视角来看待它。 数控设备要求行动指令准确，控制动作都到位，但造成数控系统工作不正常 的原因除系统本身发生故障外多数情况是受到电磁干扰。电气系统产生的干扰由 接触器、继电器、开关等装置内部的硬件结构而造成的。干扰信号通过系统的端 口干扰、供电系统干扰与空间干扰的方式影响数控设备控制系统，造成干扰系统 正常工作。控制动力电源接触器工作状态为例，接触器的动作会产生两种干扰信号：一是接触器开关触点的开合会引起母线产生多种频率分量衰减震荡波，通过 母线向周围辐射暂态电磁场能量，可能引发数控模块产生干扰信号。开关负载的 类型与功率决定了干扰信号的强弱，控制变压器如果出现感性负载或者功率比较 大时会造成的更大干扰强度；第二种是当控制器件控制的线圈通断或者在线圈两 端产生过电压时，将会通过电源线与输出继电器到达控制系统。系统当中的任何 强电信号都会通过空间电磁耦合等方式对系统造成干扰。

数控机床电气控制与驱动系统的可靠性研究

数控机床电气控制与驱动系统的可靠性研究 摘要：随着我国经济和科学技术的不断发展，制造业在国民经济中占据着越来 越重要的地位，同时电力行业在其中的重要作用也在陆续显现。电力行业的发展 是关系到我国社会发展和经济建设的重要因素，人们的生活和生产已经不能离开 电力而顺利进行，因此电气行业系统问题已经是影响各行各业发展的重要因素， 对于制造业也不另外。同时数控技术作为较高科技性能的技术也在不断的进步之中，在当今机械制造业中地位日益显著。在数控机床机电一体化的发展中，由于 数控技术的先进性、复杂性和智能化高的特点，所以数控机床的电气控制系统也 非常复杂，其中的线路和设备问题是有关人员非常重视的问题之一，其次在数控 机床电气控制系统中经常会出现干扰现象，为此技术人员也非常苦恼。所以，本 文对数控机床电气控制系统中经常出现的干扰现象以及干扰因素进行了探讨，提 出了相应的抗干扰措施。 关键词：数控机床；电气控制；驱动系统 1数控机床的电气控制系统简介 就数控机床而言，它属于一种功能、机床、调节模块、机床设备。当然，详 细的系统结构可以解决一些控制编码或类似符号指令程序的内容，同时完成编译 过程，编译代码成为数字表达式，对应于载体完成数控设备的注入。然后，根据 加工流程，不同的控制信息从数控设备的产生，从而达到控制机床操作流程的目标，就是根据设计图例的形状和规格，完成零件的自动加工。此外，与传统的机 床相比，其主要优势在于复杂、精细的治疗有效，大量不同的零件的加工过程中，表现出了更大的灵活性和效率，标志着现代机床控制技术的研究，是机电一体化 研究的一个重磅产品。电气控制计划包括装配线的使用、维护和参考资源的调整 等方面，主要包括原理图、电路图、装配组件分布图和其他规划图。而整个系统 的所有电气设备的调节原理都是按照相应的原则，除了电气设备的装配外，还包 含整个系统的调节等。 2数控机床的电气控制系统的重要性 对于我国的工业生产行业，数控机床的生产效率要远远超于人工的机床控制，所以数控机床得到广泛的推广和使用，这样一来就使得我国的工业生产效率不断 增大。传统的手工机械加工行业，不能够准确的控制产品的各项参数，保证生产 质量。而数控机床则可以设置好各项需要的参数，减小产品的参数误差，提升产 品的生产速率和效率，这样就增加了企业的经济效益。数控机床对于产品的高质 量加工促进了了我国工业的发展，数控机床已经逐渐代替了传统的控制机床，为 我国的经济发展做出了相应的贡献。因此，不管是学校还是企业，都得重视技术 性人才的培养。 3数控机床电气控制与驱动系统的可靠性分析方法 3.1数控机床电气控制与驱动系统的故障树分析方法 在数控机床的运行过程中，对于运行的可靠性有着极为重要影响的便是电气 控制与驱动系统。在数控机床之中，位于机床内部不同部位之中的一些电气元件 和相应的连结线路便属于数控机床的电气控制与驱动系统，其也是数控机床中极 为关键的一个子系统。而且在数控机床之中，该子系统发生故障的概率是最高的，同时也是对于数控机床可靠性影响最大的一个子系统。在对数控机床进行可靠性 分析的过程中，应用的最为多的一种方法便是故障树分析方法，该分析方法已经 在很多的领域之中得以应用。通过故障树分析方法，能够找出系统中所发生的一

PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用

PLC技术在数控机床电气控制系统中的 应用 摘要：本文探讨了PLC技术在数控机床电气控制中的应用。首先介绍了PLC 在数控机床中的基本形式，包括输入输出模块和中央处理单元，随后阐述了PLC 在数控机床中的基本流程，包括输入信号采集、数据处理、控制指令生成、执行 元件控制和系统监控，最后讨论了PLC在数控机床信息交换中的应用，包括与上 位机、网络和外部设备的连接。研究结果表明，PLC技术为数控机床提供了灵活、精确和可靠的电气控制手段。 关键词：PLC技术；数控机床；电气控制 一、PLC在数控机床电气控制中应用的意义 PLC（可编程逻辑控制器）在数控机床电气控制中的应用具有重要意义，PLC 是专门为工业自动化设计的可编程控制器，其高可靠性、实时性和可扩展性使其 成为数控机床的理想选择。首先，PLC实现了数控机床的高度自动化控制。通过 预设的程序逻辑，PLC能够精确地控制机床的运行和动作，包括工件的定位、切 削工具的移动和速度控制等。这极大地提高了数控机床的生产效率和加工精度， 同时降低了人为错误的风险。其次，PLC具备出色的可编程性和灵活性。通过对PLC进行编程，可以根据实际需求随时调整和修改机床的控制逻辑，而无需更换 硬件设备。这使得数控机床能够适应不同的加工要求和工件类型，提高了设备的 适应性和可定制性。 二、PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用 （一）PLC技术用于数控机床的基本形式 PLC（可编程逻辑控制器）技术在数控机床电气控制系统中的应用非常重要，提供了灵活、可靠和智能化的控制方式，为数控机床的运行和加工过程带来了许

多优势。首先，PLC技术的独立控制形式使得数控机床的电气控制系统更加可靠。通过使用独立的PLC控制器，可以实现与数控系统的分离，减少了故障传播和系 统相互干扰的风险[1]。这种独立性还使得PLC控制器能够针对特定的控制要求进 行优化和定制，提供更高的控制精度和稳定性。 其次，嵌入式PLC控制形式在控制系统的集成度方面具有优势，将PLC控制 器嵌入到数控系统的控制板或电气柜中，可以节省空间并提高响应速度。这种紧 密集成的方式还使得控制系统更加稳定，减少了干扰和误操作的可能性。此外，PLC技术通过其可编程性和灵活性，使得数控机床的控制逻辑可以根据需要进行 定制和调整。用户可以通过编程修改PLC控制器的逻辑，以适应不同的加工需求 和工件类型，这使得数控机床具有更高的生产灵活性和适应性，能够更好地满足 市场的需求变化。另外，PLC技术还提供了数据采集、处理和通信功能，使得数 控机床能够实现智能化的监控和管理。PLC控制器可以实时采集和处理各种传感 器信号，监测机床的状态和运行参数，通过与上位机或其他设备进行数据交互， 可以实现远程监控、故障诊断和维护管理，提高机床的可靠性和可维护性。 （二）PLC技术用于数控机床的基本流程 PLC技术在数控机床的电气控制系统中应用的基本流程可以概括为信号采集、数据处理、控制指令生成、过程监控以及故障诊断与报警。首先，PLC通过输入 模块采集各类传感器的信号。这些传感器可以是位置传感器、温度传感器、压力 传感器等，用于检测机床和加工过程中的各种状态信息。采集到的信号随后传输 至PLC控制器进行后续处理。 接下来，PLC对采集到的信号进行数据处理和分析。通过预设的程序逻辑，PLC判断当前机床的状态和工作条件，包括轴位置、速度、切削力、润滑状态等 参数。PLC还能够进行数学运算、逻辑判断和数据转换等功能，以获取更精确地 控制信息[2]。基于数据处理的结果，PLC生成相应的控制指令。这些指令通过输 出模块传递给执行元件，例如伺服驱动器、气缸、液压阀等。控制指令的执行实 现了机床轴的运动控制、切削工具的位置调整、速度控制等操作，以达到预期的 加工效果。同时，PLC实时监控机床的运行状态。其获取并记录轴运动位置、切 削速度、润滑状态等数据。通过监测这些数据，PLC能够及时调整控制指令，以

电气自动化控制设备可靠性分析

电气自动化控制设备可靠性分析 一、电气自动化控制在变电站中的作用 传统变电站的电磁或者晶体保护、自动装置等设备结构复杂、接线复杂，变电站建设和维护都比较困难，一旦发生故障也难以及时发现解决。而电气自动系统能够满足快速及时、实施调控的要求，使变电站工作变得简单快捷。 电气自动系统在各级电站的运行中发挥了技术先进、运行可靠的特点。但是长期以来对电力系统自动化控制设备的可靠性都停留在经验评估阶段，没有真正的衡量标准和具体评价指标。在实际工作中变电站的可靠性研究也主要侧重于一次电气设备，而较少考虑到继电保护装置，而且对设备的可靠性管理也停留在对设备可靠性参数上。这种笼统的分析指标对整个电力系统的可靠性分析都有着阻碍作用。加强电气自动化控制设备可靠性研究，不仅可以提高产品质量、市场竞争力、市场份额，更能影响电力系统的高效率、高质量、高水平运作。 二、可靠性指标 可靠性指标分为可靠度、失效率、平均寿命、系统有效度和失效度等。常用的为可靠性和积累失效概率。 可靠性是产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。规定时间和产品功能形成反比。这种时间函数被称为可靠度函数：积累失效概率刚刚与可靠度相反，是产品在规定条件下级规定的时间内丧失规定功能的概率。规定时间和产品功能形成正比。这种时间函数被称为不可靠度函数： 三、电气自动化控制设备可靠性分析 1、设备设计阶段 设备设计的时候要研究产品和零部件的技术条件，对产品设计参数进行分析，讨论产品性能和使用条件，制定合适的设计方案。为了保证生产的便捷性，要根据设计方案确定构思缜密的产品结构形式和

产品类型。如果能够统一批量生产将会节省生产成本、减少元件出错率、保证产品质量。 2、提高人为操作水平 在我国电气自动化起始于20世纪50年代，发展历程还是比较段，因而这个行业的人才还是大量匮乏。特别是专业性的复合型人才更是少之又少。设备的可靠性也和这种专业人才相关。 电气自动化控制需要操作人员对设备了解透彻，熟练掌握功能操作，顺利解决实际工作中遇到的各种问题。如果操作员没有经过专业培训，因经验不足、操作不当很容易造成设备故障。而且在人为方面提高设备可靠性还有一点是，设备都是有寿命和使用频率的，在设备日常运转中也需要专门人员对设备做好维护，比如断路器的分合闸，一定要在硬件和软件上进行多重校验，最大限度降低设备的损耗。 3、严格控制元件质量 设备元件是设备可靠性的根本。比如上海宝钢一期工程中使用了近26万件低压元器件，如元件的可靠性不高将会对整个电力工程造成严重影响。所以元件的可靠性设计、可靠性制造、可靠性管理、失效分析等都有着举足轻重的作用。 在变电站建设过程中就要抓好元件的质量，从采购开始选择质量过关、成本经济、简單易操作、与设备条件相符、符合国家质量规定的元件。只有从质量源头抓起才能保证施工中的质量，减少维修的步骤。选择元件供应厂家时要从多方面考量生产企业的各种资质，使设备的可靠性得到最大的保障。设备可靠性还有一个标准是是否能够增加自动化流水生产，而不用浪费大量人力物力。同时元件加工精度要符合当前技术条件，不能为了追求高精度，因小失大。 4、对气候、机械、电磁干扰做好防护措施 有些设备对环境因素比较敏感，恶劣天气、机械因素、电磁干扰都会对设备运行产生影响。气候条件有温度、湿度、气压、盐雾、大气污染等因素使电气设备性能下降、温度过高、运行迟钝、结构损坏等;机械因素是电气设备在不同的运载工具中使用时受到的振动、冲

数控机床电气控制系统

第四章数控机床电气控制系统 4.1 概述 说明：本章的内容请下载参阅：某型号机床电路图 数控机床的高度自动化，是由其高度发展的电气控制系统实现的。如果要全面分析了解数控机床，就必须要分析了解数控机床的电气控制系统。数控机床的电器控制系统主要由3个部分组成： 1、机床用PLC; 2、外围电压电气控制系统； 3、执行机构； 只要理清三者之间的关系，才能够全面的了解数控机床的电气控制系统。在工厂使用的数控机床，都带有一种资料专门阐述这三者之间的关系。通常情况下，这一份资料叫做机床电气手册或者电气说明书。在本书中，将会通过讲解电气手册，来阐述数控机床的电气控制系统。 4.2 PLC与数控机床的关系 一、PLC和NC的关系 PLC用于通用设备的自动控制，称为可编程控制器。PLC用于数控机床的外围辅助电气的控制，称为可编程序机床控制器。因此，在很多数控系统中将其称之为PMC（programmable machine tool controller）。数控系统有两大部分，一是NC、二是PLC，这两者在数控机床所起的作用范围是不相同的。可以这样来划分NC和PLC的作用范围： 1、实现刀具相对于工件各坐标轴几何运动规律的数字控制。这个任务是由NC来完成； 2、机床辅助设备的控制是由PLC来完成。它是在数控机床运行过程中，根据CNC内部标志以及机床的各控制开关、检测元件、运行部件的状态，按照程序设定的控制逻辑对诸如刀库运动、换刀机构、冷却液等的运行进行控制。 在数控机床中这两种控制任务，是密不可分的，它们按照上面的原则进行了分工，同时也按照一定的方式进行连接。NC和PLC的接口方式遵循国际标准“ISSO 4336-1981(E)机床数字控制－数控装置和数控机床电气设备之间的接口规范”的规定，接口分为四种类型： 1、与驱动命令有关的连接电路； 2、数控装置与测量系统和测量传感器间的连接电路； 3、电源及保护电路；