电气自动化数控车床的电气控制设计

李晶茹

摘 要：自改革开放以来，我国社会不断发展，国民经济水平不断提高，尤其是科技水平的发展极大地促进了我国各行各业的发展，尤其是计算机技术和网络技术的广泛应用，使得我国各行各业都进入了一个新的发展阶段。在机械制造行业，计算机也被广泛应用到各个相关领域，尤其是数控技术，在机械制造行业中所起到的作用尤为突出。数控技术应用于机械制造行业，使得机械加工与制造的自动化水平和生产效率都有了明显的提升。数控技术大大提高了机械制造业的自动化水平与自动化速度，机械制造行业中的数控车床中的关键技术就是数控技术。文章从数控车床技术的工作原理出发，分析了其功能特点，并在此基础上主要进行了电气自动化数控车床的电气控制设计，希望能够为相关行业的发展提供一些借鉴，仅供参考。

关键词：电气自动化；数控车床；设计；电气控制

引言

近些年，我国的科学技术总体水平得到了大幅度的提高，尤其是机械制造技术和计算机技术等，数控车床技术完整的将机械制造技术与计算机技术有机结合，实现了机械制造工艺的优化。数控机床主要有两部分组成：机械部分和机械部分。一般情况下，数控机床的电气系统的使用寿命在5-10年，机械系统零部件的使用寿命在20-25年，机械部件比电气系统有更长的使用周期，在电气系统运行5-10年后，数控机床的电气系统会经常出现故障，导致数控机床无法使用或者影响生产效率。因此，对数控机床进行电气控制设计，延长其使用期限，保障数控机床的生产效率是十分必要的。现阶段，机械制造行业内部的许多数控机床已经开始进入到故障期，其使用年限都已达到极限，在生产使用中，其精确度、安全性和平稳性都不能符合生产需求，经常会出现故障错误、延误生产工作，无法满足日益提高的生产需求。因此，进行数控机床的电气控制设计，改造出现故障的数控机床电气控制系统，能有效地提高数控机床的使用年限，更好的发挥数控机床的功能和作用，提高数控机床的生产效率。

1 电气自动化数控车床的电气控制系统

1.1 工作原理

数控车床的工作原理是通过计算机程序实现的，在数控机床的工作过程中，工作人员将需要加工的工件的具体需求以文字和图片的形式，运用计算机的程序将其转换为符合数控车床系统的代码，并将其输入到数控机床的控制系统中进行加工件的加工，数控机床系统会根居输入的信息进行加工控制，保证加工程序与加工件的需求一致，进而实现运用数控车床进行加工件加工的工作。

1.2 功能特点

（1）数控机床在加工与使用的过程中对加工件的的适应性高，大部分符合数控机床生产要求的产品都可以加工，在加工过程中精确度、稳定性和平稳性都很高，符合机械产品的加工需求，而且可以与加工件的加工需求相匹配，实现生产的需求，对于比较复杂的加工件，数控车床能够进行适当的调整，使数控车床的加工工作符合加工件的需求。

（2）数控车床在生产加工过程中的操作简单方便，节省生产时间，尤其是在加工件的加工过程中，如果出现加工件某部分需要进行更改的状况，使用数控车床加工时不用重新进行加工，只需直接更改数控车床的数控程序，使之符合加工件的加工需求即可，节省了生产时间，提高了生产效率。

（3）数控车床在生产与使用过程中，提升了机械制造加工行业的自动化水平，使之在日益激烈的市场竞争中脱颖而出，尤其是数控机床技术运用了计算机信息技术，有利于机械制造行业的生产与管理。数控车床的操作与使用要求工作人员具有更高的业务能力和技术素质，许多相关的工作人员都进行了相关的培训，提高了相关行业的整体专业技术水平。

2 数控车床的组成架构

2.1 电气自动化数控车床的组成部分

数控车床作为自动化技术的一种体现，具有高效率、高精度的特点，它是将计算机系统与机械设备统一加工的综合体，由伺服装置、驱动设备、CNC单元、传输设备、可以编写程序的控制器以及电气控制设备、车床本体、协助装备及检测装置所组成。

2.2 车床本体

数控车床的主体在真个数控车床之中占有重要地位，数控车床的主体是从传统的车床演变而来的，但在结构上与传统的车床有了很大的不同，尤其在刀具设备的结构和具体的操作设置上，数控机床的结构自动化程度更高更能适应加工件的加工需求，最大程度的提高生产效率。

2.3 传输装置

数控机床的传输装置是通过网络通讯技术实现的，一般情况下数控机床的传输工作处于数控机床加工工作的开始阶段，工作人员将加工件的数据通过传输装置输入到控制系统之后，才能进行具体的加工工作。数控机床在早期的发展之中，传输装置是由磁带进行信息的输入的，后来经过科学技术的不断发展，逐渐改变了传输介质，先后经历了磁盘、键盘等，现阶段，数控机床的传输介质主要采用DNC网络通讯，这种方法更加方便快捷、准确性更高，对数控机床的正常运行十分有利。

2.4 能够编程的控制器

编程控制器在数控机床的整体自动化工作中起到重要的作用，在数控机床中使用能够编程的控制器能够对数控机床系统及其使用进行自由控制，提升了数控机床运行的方便性与快捷性，在数控机床的生产中能够对产品实行更加及时有效地控制，在数控机床的设计中被广泛使用。

3 关于电气控制系统的设计

根据数控车床的结构特点与组成部分，设计了一款数控车床的电气控制系统，下面从以下两方面进行简要分析。

3.1 对伺服驱动电气控制系统的设计

数控车床的电气控制系统对数控机床的工作起到十分重要的作用，伺服系统的电气控制系统的设计十分重要，在进行伺服系统的电气控制系统设计要从控制数据开始。电气控制系统应该从CNC装备开始传输数据，将数据通过伺服系统进行相对运动来完成操作。现阶段，计算机技术和网络技术不断发展，在进行本款数控车床的伺服系统设计时，为了使数控车床伺服系统的各类零部件与伺服系统软件技术相结合，使之在加工过程中符合加工件的需求，在设计过程中，采用PLC技术进行控制，提升伺服系统的抗干扰性。

3.2 对主轴电气控制系统的设计

数控车床系统中的主轴对加工件生产过程中的精确度有重要的影响，同时对加工件的质量和整体的生产效率都有影响，因而，在进行本款主轴电气控制系统的设计时，综合考虑各方因素。（1）在进行主轴的电气控制系统设计时，根据电气控制的要求，设计了合理的电气原理图，编写了正确的PLC程序。（2）确定了主轴的大小、转速、运行位置、运行速率等，根据加工需求，进行了标准配置，合理的选用元器件，使本款设计能够保障主轴的精确度，保证加工件生产过程中的稳定性。

4 结束语

根据文中对数控机床的电气控制设计的设计可以看出，数控机床的电气系统设计是数控机床工作中的重要组成部分，对数控机床自动化的发展具有重要的推动作用，与此同时，数控机床的发展对我国相关行业的发展具有重要的推动作用，因此，在今后的工作中，相关工作者应该加强对数控机床电气控制系统的设计研究，进一步提高数控机床技术，促进机械制造业的发展。

参考文献

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