淺談FANUC數控機床電(diàn)氣控制系統的設計研究

  　數控技(jì )術是現代制造工業化中的重中之重，數控技(jì )術和數控裝(zhuāng)置作(zuò)為(wèi)一個國(guó)家的工業基礎，它将會直接影響到國(guó)家的工業發展和工業産值，數控技(jì )術關系到一個國(guó)家在國(guó)際工業地位，因此加速發展先進的數控技(jì )術，加強數控設備的建設是提高一個國(guó)家在國(guó)際工業地位的重要方法。在數控技(jì )術中，對數控機床的電(diàn)氣控制系統設計研究是至關重要。
　　1 數控機床的簡介
　　NC(Numerical Contro)數字控制是指用(yòng)數字指令轉化為(wèi)機器語言來控制機器的運轉。它主要面向控制對象有三個：設計程序對動作(zuò)順序的控制；對數控機床的刀(dāo)具、開關、冷卻設備等輔助功能(néng)的控制；
　　在對加工設别的部件位移量和該加工部件對位置的控制。相比普通機床來說，數控機床有許多(duō)突出優勢：
　　1)在利用(yòng)數控機床以加工多(duō)品種，利用(yòng)數控加工可(kě)以達到加工進度快和自動化效率高的程度。
　　2)數控機床采用(yòng)的數控技(jì )術在加工同等部件時，生産質(zhì)量穩定。
　　3)在通過數控機床加工得到的零件，在精(jīng)度上有明顯的提高，可(kě)以提高零件的互換性。
　　4)在生産過程中，由于生産時間一定，在方便管理(lǐ)的條件上，數控機床可(kě)以進一步提高生産的标準化。
　　5)數控加工可(kě)以制造具有複雜外形的零件。
　　6)在數控設備被數控技(jì )術大量控制下，可(kě)以大幅度減少熟練工人。
　　7)加工時間一定，則生産周期可(kě)以大幅度縮短。
　　2 未來數控技(jì )術的發展過程
　　數控技(jì )術不僅在制造工業上得到大量使用(yòng)，如今在社會的各個應用(yòng)方面都起到了重要的作(zuò)用(yòng)。例如在IT、輕工業、汽車(chē)業等大量民(mín)生的重要行業。随着數控技(jì )術的發展，這些行業的發展起着重要的作(zuò)用(yòng)。在數控技(jì )術有這幾個熱門研究方向：
　　1)高精(jīng)度，效率高加工的技(jì )術
　　随着機床的高性能(néng)的加工刀(dāo)具日益成熟，刀(dāo)具的硬度，強度有助于更快的加工零件，且随着刀(dāo)具的發展，在高精(jīng)度上有着顯著的提高，因此大力發展加工技(jì )術的高精(jīng)度和效率高有主于數控機床的加工周期，縮減了加工工序。
　　2)特殊加工機床五軸聯動加工和複合加工機床的應用(yòng)
　　由于過去的五聯動加工機床的造價高，成本高，在性價比上不如三軸聯動加工機床。但在五軸聯動機床中，在對三維曲面零件的加工不僅光潔度高，并且相對三軸聯動加工機床加工速度快。并在在加工特殊零件時，更是能(néng)發揮出更高的利益，例如對立方氮化硼等超硬材料銑刀(dāo)進行高速銑削淬硬鋼零件時。由于電(diàn)主軸的誕生，使得在制造五軸聯動加工和複合加工機床中的複合主軸頭較為(wèi)簡單，在其制造難度和造價的降低，在使用(yòng)三軸聯動加工機床的廠商一逐漸轉型利用(yòng)更為(wèi)快捷的五軸聯動加工機床，促進在機床的發展。
　　3)現代數控系統所發展的主要趨勢
　　智能(néng)、開放、共享是現如今數控系統發展的主要進程，使數控機床變得網絡化、智能(néng)化、開源化，有利于數控技(jì )術的發展。在加工過程中數控機床受到數控程序的控制，因此在控制電(diàn)機的運轉參數和在前饋控制等以及在程序編程的智能(néng)化上應大力發展。在應用(yòng)上可(kě)以添加人性化的智能(néng)界面，數控系統的開發在開放式數控系統，就是可(kě)以在統一，*的運行平台上對使用(yòng)機床廠商和zui終的使用(yòng)用(yòng)戶中，是通過對數控功能(néng)的删減或增加、集成等，形成獨有的系列。可(kě)以方便zui終用(yòng)戶對其機床的選擇，因此成為(wèi)該機床生産商的鮮明品牌，在這個需要鮮明的核心競争力的社會裏，進行對需求廠商有着充分(fēn)的理(lǐ)解才能(néng)立足這個行業。
　　3 數控機床電(diàn)氣系統簡介
　　數控系統的電(diàn)氣系統是以集成電(diàn)路和半導體(tǐ)器件為(wèi)主而組成的控制系統電(diàn)路，電(diàn)氣系統在數控機床相當于大腦，因此數控機床在使用(yòng)過程的故障一般是電(diàn)氣系統的故障，電(diàn)氣系統的故障又大都在機床本身的低電(diàn)壓故障。
　　4 數控機床電(diàn)氣控制系統的電(diàn)路設計
　　4.1 外圍電(diàn)路設計
　　1)數控機床使用(yòng)的電(diàn)動機是變頻器驅動的，它的齒輪在讓電(diàn)動機減速時，會受到其一些潤滑方式的阻礙。齒輪在轉動時，如果低速，對于潤滑油沒有要求，一旦超過額定轉速時，會有潤滑油用(yòng)光的不測。
　　2)通常我們應該選用(yòng)比通常容量大的變頻器，當他(tā)的驅動的繞線(xiàn)轉子與電(diàn)動機不同步時，由于繞線(xiàn)轉子繞組的阻抗比較小(xiǎo)，所以選用(yòng)容量大的較為(wèi)安(ān)全。
　　3)選用(yòng)變頻器時，要求變頻器的連續輸出電(diàn)流比較大，因為(wèi)用(yòng)它來驅動同步電(diàn)動機時，會降低輸出容量，大概降低百分(fēn)之十幾。必須比同步電(diàn)動機的額定電(diàn)流和牽入電(diàn)流的乘機還要大。
　　4)對于有負載的機器，它的變頻器也要選擇額定電(diàn)流更大的。因為(wèi)在工頻運行時，會因峰值電(diàn)流出現電(diàn)流保護現象，比如像壓縮機、振動機和油壓泵等機器。
　　5)對于潛水泵的電(diàn)動機選取時，我們選取的變頻器的額定電(diàn)流要比潛水泵的額定電(diàn)流大，因為(wèi)潛水泵的額定電(diàn)流比一般的額電(diàn)動機的額定電(diàn)流要大很(hěn)多(duō)。
　　6)有些變頻器的選取則要選用(yòng)容量較大的，因為(wèi)有的機器的啓動電(diàn)流比較大，為(wèi)了安(ān)全起見，對于這類機器的變頻器要求容量較大，比如羅茨風機和特種風機等。
　　7)在變頻器的使用(yòng)過程中，對于周圍的用(yòng)電(diàn)器應該采取防幹擾措施。由于變頻器的使用(yòng)過程中，它會産生很(hěn)多(duō)幹擾電(diàn)磁波，這會對周圍的一些精(jīng)密儀器産生幹擾，所以在其周圍的精(jīng)密儀器應該做好防幹擾措施。
　　8)變頻器的使用(yòng)過程中還會出現很(hěn)大的噪音，對于這個問題zui有效的解決辦法是把變頻器接地。而對于接地也是有要求的，要求接地的導線(xiàn)電(diàn)阻和橫截面都比較小(xiǎo)。
　　4.2 變頻器回路設計的簡介
　　1)主回路：為(wèi)了防止變頻器影響其他(tā)的用(yòng)電(diàn)設備必須安(ān)裝(zhuāng)電(diàn)抗器，因為(wèi)當變頻器的容量太大時，它産生的高次諧波在回路中會對好多(duō)受電(diàn)設備有影響；而在變頻器的輸出位置，濾波器的安(ān)裝(zhuāng)必不可(kě)少，因為(wèi)濾波器可(kě)以有效的減少高次諧波。
　　2)控制回路：變頻器使用(yòng)時，它的頻率是要受到控制的，所以要有工頻變頻的手動切換，電(diàn)壓不能(néng)通過輸出端，所以工頻和變頻要有相互鎖定作(zuò)用(yòng)。
　　4.3 對于變頻器産生的電(diàn)磁幹擾的降低措施
　　為(wèi)了減少對發射源的幹擾，我們在安(ān)裝(zhuāng)變頻器和電(diàn)機時應該縮短兩者之間的距離；電(diàn)纜的選取要選用(yòng)屏蔽電(diàn)纜，變頻器跟電(diàn)機的連接電(diàn)纜也必須采取屏蔽措施；電(diàn)纜的布置，電(diàn)機的電(diàn)纜要單獨走線(xiàn)，不能(néng)與其他(tā)的電(diàn)纜平行，因為(wèi)變頻器輸出的變化電(diàn)壓會産生電(diàn)磁幹擾；信号線(xiàn)的選取，應該全部使用(yòng)屏蔽雙絞線(xiàn)，特殊的要用(yòng)三芯電(diàn)纜。
　　5 總結
　　通過對數控技(jì )術深度研究，我們發現數控技(jì )術在數控設備有着重要的作(zuò)用(yòng)，尤其是其中電(diàn)氣控制系統，因此我們對其進行設計研究将會促進國(guó)家在國(guó)際制造業起到至關重要的作(zuò)用(yòng)。我們國(guó)家在進行數控機床的電(diàn)氣控制系統的設計研究中将會在未來大幅度提高我國(guó)的制造業。