数控机床电气控制
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。
数控机床电气控制系统的组成
数控机床电气控制系统的组成在今天这个科技飞速发展的时代，数控机床可谓是工业界的“明星”。
想象一下，机器自动精准地完成各种复杂的加工任务，简直让人惊叹不已！不过，要让这些机床跑起来，可少不了它们的电气控制系统。
今天咱们就来聊聊这个神秘又有趣的系统，看看它到底是由哪些“拼图”组成的。
1. 数控系统1.1 控制器数控机床的核心，非控制器莫属。
就像是机器的大脑，负责处理所有的数据和指令。
控制器能接收来自计算机的程序，分析出机器应该怎么动，真的是个小天才！想象一下，你给它发个指令，它立马就能做出反应，分分钟就能把一块金属变成你想要的形状。
控制器的“聪明才智”让机器变得活灵活现，不再是个死板的工具。
1.2 操作面板再说说操作面板，这可是人机互动的“桥梁”。
操作面板就像是机器的脸，让操作员能轻松地与它沟通。
通过触摸屏、按钮等，操作员可以设置参数，查看状态，甚至手动控制机器。
试想一下，当你在操作面板前，轻轻一按，机床就开始转动，那感觉就像是在指挥一场音乐会，简直爽歪歪！2. 驱动系统2.1 电动机驱动系统是数控机床的动力源泉，而电动机就是这其中的“大力士”。
这家伙负责将控制器的指令转化为实际的运动，没它可不行。
电动机有各种类型，比如步进电动机和伺服电动机，每种都有自己的拿手绝活。
就像在打游戏，不同角色有不同的技能，而电动机就是为机床“加油”的那一位，让它能快准狠地完成各种任务。
2.2 驱动器接下来是驱动器，它就像电动机的“教练”，负责控制电动机的运行状态。
驱动器会根据控制器发来的信号，调整电动机的转速和方向，确保机床始终在正确的轨道上前行。
想象一下，如果电动机是个跑步运动员，那驱动器就是在旁边不停喊着“加油”的教练，让运动员能发挥出最佳水平，争取到达终点。
3. 反馈系统3.1 传感器反馈系统可是数控机床的“眼睛”，它的好坏直接影响到加工的精度。
传感器负责实时监测机床的运行状态，捕捉位置、速度等信息，然后把这些数据反馈给控制器。
数控机床中电气控制系统的构成形式
数控机床中电气控制系统的构成形式数控机床，咱们平时说的“智能车床”或“自动化车床”，这玩意儿可真是机械领域里的“高科技明星”。
你要知道，它之所以能做出那么精密的零件，少不了背后那个“幕后英雄”——电气控制系统。
大家别看它外表朴实无华，实际上就像是大脑控制身体一样，机器一动不动，电气控制系统在默默地指挥。
今天咱就来聊聊，数控机床电气控制系统到底是什么构成的，怎么看它是怎么一回事。
一、电气控制系统的核心部分不得不提的就是控制系统的“大脑”——数控系统。
这个控制系统简直是数控机床的命脉，直接决定着机床的运行效果。
就像人类的大脑，指挥着手脚一招一式地动作，数控系统也是通过设定程序来控制机床的各个部件，告诉机床怎么动、动多少、动到哪儿去。
想想看，没有它，机床可就只能傻乎乎地“站着”不动了。
电气控制系统中的“控制器”通过输入指令，控制机床各个功能模块的工作，简直就是一个指挥官，事无巨细地安排各项任务。
接下来就是“驱动部分”。
驱动系统就像是车的发动机，控制机床各个轴的运动。
这机床能精确地切割出每一个零件，那得依赖精确的运动控制。
驱动部分通过电动机、伺服电机这些“铁骨铮铮”的伙伴，把控制信号变成具体的运动操作。
电动机转得快慢，位置准不准，事关机床的精度和效率。
所以驱动系统在电气控制系统中的作用，堪比一个舞蹈教练，指挥着机床每一步的精确舞蹈。
二、电气控制系统的配件组合光有控制系统和驱动系统，那可不行，配件得齐全才行。
这就需要电源系统。
就好比你家里的电池、插座、充电器，数控机床也需要一个稳定、可靠的电源供应。
电源系统通过为整个机床提供电力，保证了各个模块的正常工作，避免了因为电力不稳而出现的各种故障。
大家想象一下，如果没有电，什么机器都成了废铁，数控机床也不例外，等于没了“心跳”，完全不能工作。
电气控制系统中的“输入输出部分”也很重要，这就像是你与外界交流的窗口。
通过传感器、开关等装置，输入部分将外部信号反馈到系统中，告诉机床“现在的状态是怎样的”。
国开数控机床电气控制形考作业
国开数控机床电气控制形考作业在数控机床加工中，机床电气控制作为数控机床的关键环节，起着重要的作用，因此，机床电气控制的熟练程度是衡量数控机床技术水平的重要影响因素之一。
本文旨在介绍一下全国开放教育考试（NOEC）数控机床电气控制形考作业，并结合具体实例，对数控电气控制形考内容及相关要求进行讲解和练习，以期为考生复习及熟练数控机床电气控制知识打下坚实的基础。
一、全国开放教育考试（NOEC）数控机床电气控制形考作业数控机床电气控制形考作业是由全国开放教育考试委员会安排，以检测考生在数控机床电气控制方面的知识掌握情况和技能操作能力而设置的一项考试内容。
该项目多采用实验室操作的方式进行考核，考查考生的综合能力。
要求考生具备良好的的工艺分析能力，掌握电气控制的基本原理；通过对该部分内容的学习和实际操作，考生可以更好地对操作系统、控制系统、数控系统有更深入的认识。
全国开放教育考试数控机床电气控制形考作业内容主要包括以下内容：（1）电气控制系统基础。
包括电源控制、开关控制、软启动控制、继电器控制、控制继电器、继电器控制装置等；（2）数控系统基础。
包括数控系统的基本构成、指令语言的掌握、程序的编辑、组成某一程序的程序单元、实施某一程序的能力等；（3）数控机床电气控制系统。
包括操作控制系统、机械系统、伺服系统、绝对定位系统等；（4）调试数控机床电气控制系统。
包括对数控机床电气控制系统的各部分的数据输入、程序的调试、操作、任务预置、加工方案制定及其他相关操作等。
二、实例讲解及练习（1）数控机床电气控制系统的调试数控机床的可靠性与安全性与电气控制安全系统密切相关。
因此，在数控机床调试前，必须对电气控制系统进行合理布线，并完成必要的性能调试。
数控机床电气控制系统调试过程主要包括：电气控制设备布线，编程设备配置，控制装置编程，轴系部件定位，系统调试及诊断，机床启动，停止，负载抑制调整，精度校正，运行状态监控，故障处理等。
项目1数控机床电气控制基础知识
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2.交流接触器
• 交流接触器用于远距离控制电压至380V，电流至 600A的交流电路，以及频繁起动和控制交流电动 机的控制电器。
• 常用的交流接触器产品，国内有NC3（CJ46）、 CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列； 引进国外技术生产的有B系列、3TB、3TD、 LC—D等系列。
接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠吸合。 • 接触器的主触点和辅助触点的数量应满足控制系统的要求。
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1.1.4继电器
继电器是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变 化来接通或断开所控制的电路，以实现自动控制或完成保 护任务的自动电器。继电器和接触器的工作原理一样，主 要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器 的触点只能通过小电流。所以继电器只能用于控制电路中。
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1.1.6 主令电器
主令电器是用来发布命令、改变控制系 统工作状态的电器。
主要有控制按钮、行程开关、接近开关 开关等。
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1.控制按钮
按钮的外形图和结构 常用于接通和断开控制电路。
(a) 外形图
(b) 结构
常闭触点
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2.电流继电器
• 根据输入电流大小而动作的继电器。 • 使用时，电流继电器的线圈和被保护的设备串联，其线圈匝数少而线
径粗、阻抗小、分压小，不影响电路正常工作。
按用途分为
数控机床电气控制教学大纲-78学时
《数控机床电气控制》教学大纲一、课程基本情况开课单位：数控教研室适用专业：数控技术修课方式：必修考核方式：考查总学时：78学时选用教材：廖兆荣主编《数控机床电气控制》高等教育出版社2005年1月第一版教学参考书：余雷声主编《电气控制与应用》机械工业出版社2003年1月第一版。
张永飞主编《数控机床电气控制》高职高专规划教材大连理工大学出版社2006年2月第一版。
二、课程的性质、任务和教育目标《数控机床电气控制》是数控技术专业必修的一门技术专业课程，本课程是在学生学习了电机原理、模拟电子与数字电子技术、变频、变流技术、传感器技术及计算机原理等相关课程之后，所开设的一门综合性技术应用型课程。
通过该课程的学习，使学生进一步了解电机及控制技术、工业电子技术、计算机等在数控加工设备上的应用，了解数控加工设备的电气自动控制原理、掌握关键控制装置构成，熟悉数控机床电气控制系统的组成、能对机床设备进行日常的使用维护及简单维修，也为后续的数控机床操作实习提供一定的理论指导。
三、课程的教学内容和基本要求模块一数控机床电气控制概况（4学时）1.教学内容数控机床加工过程和特点；数控机床电气控制系统的组成及其工作过程；数控机床电气控制系统的分类；数控机床电气控制系统的主要性能指标及要求；数控机床电气控制系统的发展状况。
2.教学要求了解数控机床加工过程和特点；掌握数控机床电气控制系统的组成、工作过程及分类；了解数控机床电气控制系统的主要性能指标、要求以及发展状况。
3.重点和难点重点：数控机床电气控制系统的组成。
难点：数控机床电气控制系统的工作过程。
模块二数控机床电气控制基础(2学时)1.教学内容单轴电力拖动系统的运动分析；自动控制系统的基础知识。
2.教学要求掌握单轴电力拖动系统的运动特点，掌握自动控制系统的定义、组成以及控制方式。
3.重点和难点重点：自动控制系统的定义与控制方式。
难点：自动控制系统的控制方式。
模块三数控机床常用低压电器(10学时)1.教学内容低压电器基本知识；电力开关电器的基本工作原理和选用方法；常用控制信号电器的基本原理及选用方法；常用接触器、中间继电器、时间继电器的基本工作原理及选用方法；常用保护电器的基本工作原理及选用方法；常用执行电器的基本工作原理、选用方法；位置检测装置的基本工作原理和选用方法。
数控机床电气控制系统
浅析数控机床电气控制系统摘要：数控机床电气控制系统非常复杂，对于初学者而言很有必要理清这一系统的每个部分的组成和每一部分的关键点；电源部分要搞清楚每一支路设备、电压要求和信号流；主轴驱动控制系统要搞清楚控制设备和对主轴做要求的项目的处理方式；进给驱动控制系统要搞清楚控制设备（方式）、指令的处理和检测方式；交流控制线路的各个分支的控制内容；pmc控制电路和控制过程。
关键词：电源系统模拟主轴主轴方向信号抑制电磁干扰 pmc 数控机床电气控制系统是比较复杂的控制过程，理清和深入剖析这一系统的每一个组成单元对我们认识、应用和维修数控机床都有深远意义。
一、数控机床电源系统（主电路）1.数控系统的工作电源电压要求：dc 24v或ac 24v。
方法：系统变压器+开关电源。
电压信号变化为ac380v—ac220v—dc24v—cnc装置。
作用：将数控系统和电网之间的直接的电联系切断（电气隔离），以避免电网电压波动及线路故障对数控系统产生干扰和影响。
开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（emi）、整流滤波电路、功率变换电路、pwm控制器电路、输出整流滤波电路组成。
信号变化为ac220v—整流dc300v—高频信号—开关管导通与关断—cnc装置。
2.主轴驱动装置的电源供给（1）模拟主轴方案：空气开关+变频器+交流电机。
（2）数字主轴方案：伺服变压器（或开关电源）+交流伺服驱动器+交流伺服电机。
3.进给驱动装置的电源供给开环控制：380/85v的变压器+空气开关+步进驱动器+步进电机。
半闭环控制：伺服变压器（或开关电源）+交流伺服驱动器+交流伺服电机。
4.数控系统pmc的i/o电源：采用开关电源（dc24v）数控机床pmc的输入、输出回路需要24v的直流电源，可以采用一个开关电源提供，但是这个开关电源一定要和为数控系统供电的开关电源共地；如果为数控系统供电的开关电源容量足够，那么也可以同时作为pmc的i/o电源。
数控机床电气控制技术
动 调节 ， 以及 软件 编程 等技 术 。尽管 数
（一 ） 数 控 装 置 、
（二 ）、 伺 服 系 统
数控 装置 是数 控机 床 电气控 制 的中
心 ， 在 数 控 机 床 中 它 相 当于 人 的 “ 大
什么是伺 服呢 ？这是英文 Ｓ ｒ ｅ的 ｅｖ
谐 音 。 “伺 服 ” 就 是 “伺 候 ” 就 是 ，
脑 。数控装 置实质 上就 是一种 专用计 算 机 系统 ，它 除了具有 一般 计算机 的硬 件
结 构 外 ，如 Ｃ ＰＵ、存 储 器 、 总线 等 ， 还 有和数 控机 床功 能有关 的专 用功 能模
非 常 听话 ， 叫 走 到 哪 ， 就 走 到 哪 。 在 数控 机床 中， 由数控 装置 发 出指令 ，让 哪 一 个 电动 机 动 ，这 一 台 电动 机 就动 ， 而 且这 台 电动 机 的角位移 、速 度 ，完全
数 控 机 床 电气 控 制 技 术
丈树 亨
前 言：随着公司生产的发展和加工工艺的改善，这些年来公司相继投入 了一些数控机床 。这些机床对提高公司 生产效 率和产 品质量 、 改善工 人 劳动强度 、增 强企 业竞争力等方面起着 了极大 的作用 。 了解数控机床 电
气控制技 术 ，为我 们使用和维护 这些设备 会有很大 帮助 。
工作过 程是 通过 输入 装置输 入机床 加 工
零件 所 需 的各种 数 据信 息 ，经 过 译码 、 计算机 运算 处 理 ，将 每个 坐标 轴 的移 动
分量送 到 其相 应 的驱动 电路 ，带动 坐标 轴 运动 ， 同时进行 必要 的实 时位 置反馈
控 制 ，使每个 坐 标轴都 能精 确移动 到指
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1020
1．
采用星－三角降压起动的电动机，正常工作时定子绕组接成（）。
（2 分）
星形或角形
定子绕组中间带抽头
星形
角形
2．
数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采取（）方式最佳。
（2 分）
调频和调压
调频和变级
变级和调压
变级和变级
3．
数控机床进给控制的交流伺服电动机结构是（）。
（2 分）
定子装有永磁体，转子是绕组
转子装有永磁体，定子是绕组
转子、定子都装有永磁体和绕组
转子、定子都是绕组
4．
熔断器主要是用于电路的（）保护。
（2 分）
过压
漏电
过载
短路
5．
延时动作的继电器是（）。
（2 分）
电流继电器
电压继电器
速度继电器
时间继电器
6．
数控系统的报警大体可以分为操作报警、程序错误报警、驱动报警及系统错误报警，某个程序在运行过程中出现?/span圆弧端点错误?/span，这属于（）。
（2 分）
程序错误报警
系统错误报警
操作报警
驱动报警
7．
数控机床的性能很大程度上取决于（）的性能。
（2 分）
伺服系统
位置检测系统
机械结构
计算机运算
提高机床的定位精度、加工精度
提高机床的灵活性
提高机床的安全性
提高机床的使用寿命
9．
在安装刀开关时，电源进线应接在_____触点一边的进线端上，负载应接在______触点一边的出线端上。
（）（2 分）
动；静
动；动
静；动
静；静
10．
数控机床进给伺服系统的负载不大，加工精度不高时，可采用（）控
制。
（2 分）
全闭环
闭环
开环
{半闭环
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1．
数控机床按伺服系统的类型分类有开环伺服系统
，闭环伺服系统和半闭环伺服系统。
（3 分）
2．
数控装置是数控机床电气控制系统的控制中心. （3 分）
错误正确
3．
通断能力是指低压电器在规定的使用条件下，能可靠地接通和分断的额定电流。
（3 分）
错误正确
4．
自动开关的通断能力是指在一定的实验条件下，能够接通和分断的预期电流值。
（3 分）
错误正确
5．
数控机床电气控制系统的发展与数控系统、伺服系统、可编程序控制器发展密切相关。
（3 分）
错误正确
6．
数控机床的电气控制系统由驱动电路和伺服电动机两个部分组
成。
（3 分）
错误正确
可编程序控制器都是模块式结构。
（3 分）
错误正确
8．
可以用过电流继电器来做电动机的过载保护。
（3 分）
错误正确
9．
M7130平面磨床工作台的往复运动是由电动机M3正反转来拖动的。
（3 分）
错误正确
5．
简述伺服系统的发展状况。
（4 分）所谓的伺服系统就是用来
精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
又称随动系统。
在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。
伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。
交流伺服系统包括基于异步电动机的交流伺服系统和基于同步电动机的交流伺服系统。
目前机床主要采用的是永磁同步交流伺服系统。
在交流伺服研究领域，日本、美国和欧洲的研究一直走在世界前列。
日本的安川公司在20世纪80年代中期研制成功世界上第一台交流伺服驱动器。
随后FANUC、三菱、松下等公司先后推出各自的交流伺服系统，国外的这些产品大多是基于异步电动机的。
国内在基于异步电机交流伺服系统的研究比较晚，到目前为止还没有产品问世。
国内很多学者把研究的重点放在永磁同步电机伺服系统上。
我国的华中科技大学、北京机床研究所、西安微电动机研究所、中科院沈阳自动化研究所、兰州电动机厂等单位开始研究并推出交流伺服系统。
其中，由广州数控公司生产的DA98全数字式交流伺服驱动装置在我国的高精度数控伺服驱动行业已经打开局面，打破了外国公司垄断的格局，开创了民族品牌新纪元。
交流伺服的信号和数控系统接口有三种模式，也是它经历的三个阶段。
以国内来说，广州数控的DA98属于第一代也是划时代的一种伺服驱动器，它是国内第一台全数字式交流伺服驱动装置，
它接受方向命令脉冲。
第二代是以埃斯顿为代表的EDB系列，它不仅能够接受脉冲命令信号，还能接受速度控制或是转矩控制的模拟量的输入。
第三代是网络化交流伺服系统。
网络化伺服系统是工业现场总线技术和全数字化交流伺服的有机结合，全数字化交流伺服技术可以使用户根据负载状况调整参数，也省去了一些模拟回路所产生的漂移等不稳定因素。
采用基于现场总线的网络控制技术，将微处理器和现场总线接口置入全数字型交流电机伺服驱动器，形成智能型独立的全数字伺服控制单元，将其直接连接到工业现场总线上，就形成了新型的基于现场总线的网络控制系统。
减少了硬件数量和连线，各智能单元结构上独立自主，可与外界以及相互间实现数据共享，而且可以加挂其它现场控制设备，易于扩展。
到目前为止网络化交流伺服器在国内还没有成熟产品。
北京航空航天大学机器人研究所开发设计了一种基于DSP＋FPGA+ASIPM的网络化交流伺服控制系统，原理样机已在三维雕刻机上得到了初步的验证。
目前的伺服器驱动器内部大多采用高速DSP处理器，推进了各种先进的运动控制算法在新型驱动器上的使用。
在硬件结构上各大伺服系统供应商大多采用DSP+CPLD（FPGA）结构，由于DSP 和CPLD（FPGA）的可重复编程性，可以实现交流伺服系统的模块化可重构。
只要为系统配置相应不同的软件（包括控制算法）就可以控制和驱动异步电机、永磁同步伺服电机、无刷直流电机，而。