浅谈数控机床电气设计及调试

杨海燕

[齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）]

信息化时代的来临，科学技术的进步，促进我国自动化技术和数字技术的发展，有利于我国工业的进一步发展。数控机床能够有效地处理和控制编码指令，对于各种控制信号有效地处理，加强机床动作的控制，按照图纸的设计，加工相应地零件，在机械生产和制造中，体现出其重要的价值。数控机床的广泛使用，优化生产方式，调整产业结构，提高机械生产的效率，促进工业进一步发展。

1 数控机床的概述

数控机床的发展基础是普通机床，促进机械、电气化和自动化控制以及计算机控制等技术有效地结合，形成一种精确度高、质量高、效率高的现代化数控机床。在实际的应用过程中，根据其内部控制程序的自动化，通常在冷却设备、开关以及刀具等控制中使用，将数字化指令转化成相应的机械运行语言，实现数控机床的自动化控制。数控机床的有效利用，能够提高技术水平，促进我国机械制造业和工业的发展，主要有以下几点优势：（1）适应性强。数控机床对于加工对象具有非常强的适应性，能够进行大多数模具等单件的生产，在机械制造的过程中，是一项科学、有效的加工方式，数控机床加工精确度高，提高产品加工的质量。同时数控机床能够实现多坐标的联动，在形状复杂的零部件加工中有着很大优势，促进我国机械制造业的发展。（2）高效性。机械制造的过程中，借助数控机床，更改相应的程序，就能够实现不同零件的加工，有效提高生产效率，节约生产的时间。（3）自动化。数控机床和现代技术的有效融合，提高机床的自动化水平，降低工作人员劳动强度。同时借助数控机床开展机械制造，实现现代化的生产。对于操作人员的素质有了新的要求，对其维修养护人员有了新的技术要求，数控机床具有非常高的可靠性，提高机械制造的质量和效率。另外，数控机床在应用的过程中，能够在规定的时间内，加工效率更高，有效缩短生产周期。在生产的过程中，生产的时间非常有限，借助数控机床内部的编程，规范零件的生产流程，有利于生产管理的开展。数控机床生产过程非常规范，其产品质量较高。借助数控机床开展机械制造，利用其高效率、自动化的特点，提高生产效率，开展多样化的加工。

2 数控机床电气设计

2.1 机械内容的设计

数控机床电气设计的过程中，机械部分设计是重要内容，根据相应的设计原理，提出几种相应的机械设计方案，并且对其进行比较，选择出最佳方案，保证数控机床电气设计的整体质量。例如，数控铣床系统中，在对其设计的过程中，需要熟悉数控铣床的各项设计参数，并且根据实际情况，选择符合标准的设计参数，通过这样保证设计更加科学、可行。因此，在数控铣床系统设计的过程中，应当严格按照参数开展设计工作，保证数控电气设计有效。

2.2 硬件电路设计

（1）监控和急停保护电路的设计。数控机床在运行的过程中，存在一定的危险性。因此，监控和急停保护电路设计有着重要的作用。在设计中，主要有伺服变压器过热检测、机床压力以及润滑油油位的检测、数控机床急停、冷却电机等检测。在数控机床运行的过程中，如果出现问题或者异常情况，监控和急停保护电路能够发出相应的报警信息。强化数控机床系统的保护，保证数控机床能够安全、稳定运行。（2）电源电路数控机床电气系统中，电源电路是其核心内容，在设计的过程中，应当严格按照其运行的要求，考虑电气控制的标准，对其数控机床风机和伺服驱动模块开展合理的设置，保证电力能源稳定的供应。在电气控制系统的接触器运行中，应当采用110 V控制变压器供电。数控机床电气控制系统主要包含两条220 V电路，其中一条为数控机床的床身润滑机以及电气箱冷气机供应电力，另外一条经过开关电源之后，输出24 V的电压，实现数控机床的直流继电器以及伺服模块的供电。

2.3 软件部分的设计

数控机床电气控制系统中，借助PLC控制系统开展参数的设置和执行。PLC是一种可以进行编程的控制器，数控机床能够根据生产的需求设置相应的参数，在参数设置的过程中，需要考虑数控机床的功能和自身结构。设计过程中，需要充分考虑数控机床系统参数和驱动参数，保证其根据实际的需求运行，完成机械的生产和制造。

2.4 数控机床电气系统中PLC的应用

数控机床电气系统中，针对制定的生产工作，按照相应的工序开展设备的批量生产，其生产效率非常高。数控机床的繁琐结构，需要电气设计更加的稳固、可靠。借助PLC系统实现机床的自动化控制，是其发展的必然趋势。组合机床的构造相对较为繁琐，对于可靠度要求较高。在电气设计的过程中，需要使用双速交流电机，保证端面的加工质量。在各个动力头和回转工作台之间需要增加相应的互锁电路，保证机床加工的过程中，工作台处于锁紧状态。液压平旋盘的安装，能够完成工件的精细化加工。数控机床的电路设计相对比较繁琐，需要比较多的输入点和输出点，满足数控机床的设计要求。

2.5 数控机床电气控制系统方案

工业机械制造的过程中，有效应用现代化数控电气机床，促进机械制造行业的发展。数控机床的应用中，想要实现机电一体化数控机床的有效控制，需要加强电气控制系统的设计，并且选择最佳的设计方案。电气控制系统中，主要有单片机控制系统、集成DSP芯片控制板和PC机相联系控制系统等类型。这些控制系统在实际应用的过程中，存在自身的优点和缺点，应当根据实际的情况，选择最合适的系统方案，保证数控机床电气设计和调试目标的实现。下面结合单片机控制系统设计方案开展分析。

（1）该系统具有非常强的可靠性，在单片机控制系统中，芯片是根据工业监控环境设计的，此种控制系统中，各项程序指令和相关的数据，集中在一个通道内，很难对其造成破坏，能够有效提高系统的可靠性。（2）该系统更加易于扩展。单片机控制系统能够和计算机技术有效地融合，在芯片的外部存在多个系统，形成规模不同的计算机应用系统。同时，单片机控制系统，具有非常强的控制能力，在数控机床电气设计和调试的过程中，借助单片机控制系统，能够满足机械和工业控制的需求，有效提高数控机床生产效率，提升生产质量。因此，在数控机床电气设计调试的过程中，需要严格按照各项数据和参数开展设计工作，保证其设计的质量，为机械制造提供有效的保障。在调试的过程中，需要根据控制系统设计方案，需要最合适的方案，保证数控机床电气调试能够有序顺利开展。

3 结语

机械制造行业乃至工业生产的过程中，数控机床都被广泛使用，能够促进我国机械制造行业的进一步发展。在机制制造行业中，为了能够更加有效地利用数控机床，应当加强数控机床电气的设计和调试工作，提高其工作质量。在实际应用中，根据其行业需求的不同，数控机床的电气控制设计工作，应当做出相应的调整和优化，做好各个模块的合理设计，充分利用现代化信息技术和计算机计算，实现多种控制功能，有效提高数控机床的运行效率，提高生产的质量。