黃應(yīng)勇

（柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545006）

[特邀主持人欄目：裝備制造技術(shù)的改進(jìn)及應(yīng)用]

數(shù)控車床電氣原理優(yōu)化設(shè)計的一些思路

黃應(yīng)勇

（柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545006）

介紹典型數(shù)控車床電氣原理存在的缺陷，提出數(shù)控車床電氣原理的設(shè)計思路，提出CK0640數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，提出簡化控制操作和連接線路的方法，提出相關(guān)安全防范措施。

數(shù)控車床；電氣控制；安全措施

0 引 言

數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件，特別適合于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)類零件的加工。[1]數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)包括：加工精度高。數(shù)控機(jī)床是精密機(jī)械和自動化技術(shù)的綜合體，數(shù)控機(jī)床實現(xiàn)自動加工，減少了操作人員素質(zhì)帶來的人為誤差，提高了同批零件的一致性；生產(chǎn)效率高。相對于普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的效率一般能提高2-3倍，甚至高達(dá)十幾倍；減輕勞動強(qiáng)度。數(shù)控機(jī)床的操作由體力型轉(zhuǎn)為智力型；有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。程序化控制加工、更換品種方便，一機(jī)多工序加工，減化生產(chǎn)過程的管理，減少管理人員。[2]因此，數(shù)控車床是目前使用最為廣泛的數(shù)控機(jī)床之一，是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。

數(shù)控車床的效率、精度、可靠性、性價比和性能優(yōu)劣等取決于機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計。本文將介紹數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)的一些設(shè)計思路。

圖1 典型數(shù)控車床電氣控制原理圖

1 典型數(shù)控車床電氣原理存在的缺陷

1.1 操作環(huán)節(jié)過多

圖1所示為典型數(shù)控車床電氣控制原理圖，該結(jié)構(gòu)機(jī)床開機(jī)時，總電源開關(guān)QF1上電之后，按系統(tǒng)電源開關(guān)才能上電；接觸器KM1吸合，系統(tǒng)才能上電，機(jī)床才能正常工作。關(guān)機(jī)時，先關(guān)系統(tǒng)電源開關(guān)，然后再關(guān)總電源開關(guān)QF1。開機(jī)與關(guān)機(jī)操作都要操作兩次，操作環(huán)節(jié)太多。

1.2 電源電壓過多

按圖1所示，該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)電源與電控柜風(fēng)機(jī)電源用 AC220V，控制接觸器線圈電源用AC110V，照明電燈用AC36V，在設(shè)計上還得選用有多電壓輸出的變壓器，造成接線復(fù)雜化，還會給維修工作造成不良影響。

1.3 安全因素

按圖1所示，該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)電源與電控柜風(fēng)機(jī)電源AC220V沒有使用隔離技術(shù)[3]，如果出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，會危害人的生命。有的廠家不按要求接地線，這也可能對人產(chǎn)生的危害，而且還可能產(chǎn)生干擾信號，影響數(shù)控系統(tǒng)的正常工作。

2 改進(jìn)數(shù)控車床電氣原理的設(shè)計思路

2.1 簡化操作環(huán)節(jié)

系統(tǒng)上電電路原理圖如圖2所示，該結(jié)構(gòu)機(jī)床開機(jī)時，總電源開關(guān)QF1上電之后，系統(tǒng)電源直接上電。與圖1相比，省略了系統(tǒng)上電開關(guān)，減少使用的電控原件，電路簡化，可靠性得到提高，且操作簡單化，設(shè)備更容易推廣使用。

圖2 系統(tǒng)上電電路原理圖

2.2 單相電源電壓統(tǒng)一化

數(shù)控系統(tǒng)輸入電壓一般為AC220V，電控柜風(fēng)機(jī)電源電壓可選用AC220V，控制接觸器線圈電源電壓可選用AC220V，照明電燈也可選用AC220V。在設(shè)計上確保要用到電的地方可以選用AC220V就用AC220V，不要選用其它電壓的，這樣接線簡單、工作可靠，如圖3所示。而且選用的元件數(shù)量少，成本低，維修工作也容易得多。

圖3 電壓連接示意圖

2.3 安全措施

數(shù)控車床要用到交流電的地方一定要裝隔離變壓器，如圖4所示。要用AC220V就要裝一個隔離變壓器，這樣AC220V就與外部AC380V完全隔離，即使出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，也不會危害人的生命。還要求機(jī)床一定要接地線，這樣不僅能保護(hù)人的安全，而且還具有一定的抗干擾能力[4]，保證數(shù)控系統(tǒng)的正常工作。

圖4 隔離變壓器原理圖

3 數(shù)控車床電氣原理的應(yīng)用實例

圖5所示為C0640數(shù)控車床電氣原理圖，該機(jī)床用一個組合開關(guān)HK作為機(jī)床總電源開關(guān)，給機(jī)床上電，同時系統(tǒng)也直接上電，省略了系統(tǒng)上電開關(guān)，使機(jī)床操作簡化。數(shù)控系統(tǒng)輸入電源電壓為AC220V，電控柜風(fēng)機(jī)電源、潤滑電機(jī)電源和照明電燈的電壓都選用AC220V。這樣單相電源電壓都是AC220V，不僅線路簡單，成本低，而且維修方便。

該機(jī)床采用一個隔離變壓器，不僅給驅(qū)動器供電，而且還給需要AC220V的地方供電，如果某個地方出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，也不會有人觸電，是一種安全用電的方法。該機(jī)床裝有地線，進(jìn)一步作了安全防范措施，同時提高了抗干擾能力。

圖5 C0640數(shù)控車床電氣原理圖

4 結(jié)語

數(shù)控車床電氣原理圖的設(shè)計方案很多，每種方案都有各自的特點(diǎn)，但是必須首先要能滿足功能的需要，其次要能滿足安全可靠的需要。本文提供了一種操作簡便、線路簡單、低成本以及安全可靠的設(shè)計方案。操作簡便在于它比其它數(shù)控車床的操作環(huán)節(jié)更少，線路簡單在于它比其它數(shù)控車床的線路更簡潔，低成本在于它比其它數(shù)控車床的所使用的電氣元件都要少，安全可靠在于它使用了多重保護(hù)措施，可供廣大電氣、機(jī)械工程設(shè)計人員及技術(shù)人員參考使用。

[1]李園，阮健，王姬.CA6140型普通車床電氣控制系統(tǒng)的數(shù)控化改造[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2007，(32)：86-87.

[2]黃應(yīng)勇.數(shù)控機(jī)床及其維護(hù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012.

[3]汪潔.數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的電氣隔離技術(shù)[J].湖南農(nóng)機(jī)（學(xué)術(shù)版），2013，(7)：167-168.

[4]楊振聲.論數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的抗干擾措施[J].裝備維修技術(shù)，2002，(3)：24-30.

Some Ideas of CNC Lathe Electrical Principle of Optimization Design

HUANG Ying-yong
(Liuzhou Vocational and Technical College,Liuzhou Guangxi 545006,China)

This paper shows the typical numerical control lathe some defects existing in the electric principle，some design ideas of the principle of numerical control lathe electric and CK0640 CNC lathe electrical control system design scheme.This paper proposes some simplified control method,simplified operation connection line method and the method of safety precautions.

numerical control lathe;electrical control;security measures

TG659

A

1671-1084（2017）01-0005-03

DOI 10.16221/j.cnki.issn1671-1084.2017.01.002

2016－11－06

廣西教育廳科研立項項目(LX2014528)

黃應(yīng)勇，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，研究方向為數(shù)控4床應(yīng)用技術(shù)。