數控車床的電氣系統有多重要？很多人不知道

數控車床是一種典型而復雜的機電—體化產品，按照傳動形式所采用的機件和工作介質的不同，可劃分成電氣傳動及控制系統、機械傳動及控制系統和液壓氣壓傳動及控制系統三大部分。各種數控車床的電氣傳動及控制系統，其基本構成以及構成原理是相同的。

整個電氣控制系統可以細分為CNC計算機數控系統和強電兩大部分。CNC計算機數控系統是一種專用的數控裝置，由CNC系統、I/O接口、驅動單元和執行機構組成，是控制系統執行加工的核心。數控車床強電部分包括可編程序控制單元、主軸控制單元及主軸電動機、強電電路，以及機床電氣、速度控制單元及進給電動機等。在此主要介紹強電部分。

（1）數控車床數據輸入裝置。數據輸入裝置是將指令信息和各種應用數據輸入數控系統的必要裝置。它可以是穿孔帶閱讀機（已很少使用）、CNC鍵盤（MDl面板）、數控系統配備的硬盤及驅動裝置（用于大量數據的存儲保護）、磁帶機（較少使用）、PC等。

（2）數控車床數控裝置。數控裝置是數控車床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然后有序地發出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結束。數控系統都有很完善的自診斷能力，日常使用中更多的是要注意嚴格按規定操作，而日常的維護則主要是對硬件使用環境的保護和防止系統軟件的破壞。

（3）數控車床可編程序控制器。可編程序控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自CNC的各種運動及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠準確、協調有序地安全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態傳送給CNC，使CNC能及時準確地發出進一步的控制指令，加此實現對整個機床的控制。

當代PLC多集成于數控系統中，這主要是指控制軟件的集成化，而PLC硬件往往在規模較大的系統中采取分布式結構。PLC與CNC的集成是采取軟件接口實現的，一般系統都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統對所有地址的信息狀態進行實時監控，根裾各接口信號的現時狀態加以分析判斷，據此做出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。

不同廠商PLC有同的和不同的PLC語言和不同的語言表達形式，因此，熟悉某一機床PLC程序的前提是先熟悉該機床的PLC語言。

（4）數控車床主軸驅動。主軸驅動接收來自CNC的驅動指令，經速度與轉矩（功率）調節輸出驅動信號驅動主電動機轉動，同時接收速度反饋信號，實施速度閉環控制。它還通過PLC將主軸的各種現實工作狀態通告CNC，用以完成對主軸的各項功能控制。

主軸驅動系統自身有許多參數設定，這些參數直接影響主軸的轉動特性。其中，有些參數是不可丟失或改變的，如指示電動機規格的參數等；有些是可根裾運行狀態加以調改的，如零漂等。通常CNC中也設有主軸相關的機床數據，并且與主軸驅動系統的參數作用相同。因此要注意二者一致，切勿沖突。

（5）數控車床進給伺服。進給伺服接收來自CNC對每個運動坐標軸分別提供的速度指令，經速度與電流（轉矩）調節輸出驅動信號驅動伺服電動機轉動，實現機床坐標軸運動，同時接收速度反饋信號，實施速度閉環控制。它也通過PLC與CNC通信，通報現時工作狀態并接受CNC的控制。

進給伺服系統速度調節器的正確調節是最重要的，應該在位置開環的條件下做最佳化調節，既不過沖又要保持一定的硬特性。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈的狀態發生變化，就需要重調速度環調節器。

（6）數控車床電氣硬件電路。隨著PLC功能的不斷強大，電氣硬件電路的主要任務是電源的生成與控制電路、隔離繼電器部分及各類執行電器（繼電器、接觸器），很少有繼電器邏輯電路的存作。但是一些進口機床電氣柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況，一旦這類元件出現故障，除了更換之外，還可以將其去除而由PLC取代，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚了解，還要深入掌握機床的PLC語言與程序才行。

（7）數控車床機床（電氣部分）。機床（電氣部分）包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關等，它們是實現機床各種動作的執行者和機床各種現時狀態的報告員。這里可能的主要故障多數屬于電器自身的損壞和連接電線、電纜的脫開或斷裂。

（8）數控車床速度測量。速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉速匹配成電壓值送回伺服驅動系統作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現速度的精確控制。

這里應注意測速反饋電壓的匹配連接，并且不要拆卸測速機。引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。

（9）數控車床位置測量。較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或旋旋轉變壓器，而現代機床多采用光柵尺和數字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到CNC并與指令位移相比較，直至坐標軸到達指令位置，從而實現對位置的精確控制。

位置環可能出現的故障多為硬件故障，如位置測量元件受到污染、導線連接故障等。

（10）數控車床外部設備。外部設備一般指PC、打印機等輸出設備，多數不屬于機床的基本配置。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，要注意匹配。

數控車床的種類和規格、型號繁多，不同生產廠家的電氣連接與調試方法也有所不同，但基本的組成大同小異，主要由機床搡作臺、電氣柜和床身電氣三大部分組成。其中操作臺主要

有機床操作面板電氣、I/O單元電氣和LCD/MDI電氣，電氣柜主要有配電盤、機床I/O單元、主軸模塊和伺服模塊。

數控車床電氣系統連接的基本過程：首先是機床床身的連接，電氣柜配好后，可與機床本體進行連線，繼而進行操作臺、機床行程開關、伺服電動機等部件的接線工作。

在數控系統及其他電氣元件到貨后，根據電氣原理圖、電氣元件接線圖和電氣柜布置圖，在電氣柜內進行元器件的安裝，包括動力單元的安裝與電氣柜總裝

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