数控机床控制
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数控机床控制范文第1篇
【关键词】控制机柜；工作环境；防护等级；控制柜空调
1.引言
由于控制柜设计的不合理导致机床故障率升高，或者说由于控制柜导致数控系统使用寿命的降低占到了8%～15%。例如我厂销往南方用户有的因为环境温度高，系统模块无法在正常的温度下工作，研究表明：温度每上升10℃，电子产品的使用寿命将比预期减半；有的是因为空气湿度大，导致数控模块损毁。必须总结出机床控制机柜设计方法和思路，从而使机床的可靠性提高，延长使用寿命。
2.控制机柜对工作环境的要求
是指数控机床工作时的温度、湿度、电网电压、接地等诸多方面。
2.1 温度的要求
实践证明，当室温过高时数控系统故障率会大大的增加。通常数控系统中半导体工作温度要求在40～45℃以下，而室温达到35℃时电气柜内部温度经常可能达40℃以上，因此数控系统不能正常工作。
2.2 湿度的要求
要求环境的相对湿度应该小于75%，处于湿度较大环境中的数控机床，大多采用密封电气柜，同时配备空调进行温度冷却。湿度大产生结露，造成硬件模块短路的损坏。
3.控制机柜的结构设计
3.1 控制机柜结构设计要求
我厂从设计上分为两种控制柜，一种是外购并联机柜，另外一种是自己设计的控制机柜。多数机床都采用的是自制控制机柜，其优点就是价格便宜，外购机柜造价是自制的3倍，同时自制机柜一般是安装在机床上，机床连线和运输都很方便。本文主要以自制的控制机柜为研究对象。
3.2 控制机柜的密封措施
一些数控机床长期在加工铸铁、石墨工件环境中对控制机柜防护等级要求更高，电气柜密封不严，导电粉尘进入电气柜并且在模块线路板上沉积，可能导致硬件部分损坏，特别是高压部件，如驱动器的电源模块等。如果用户使用数控机床主要用于加工上述材料， 那么就应当采用密闭的电气柜，而控制机柜的电柜门支撑和锁紧方式也是影响密封主要因素，见图3-1所示。
假设以1800*800mm（高*宽）的门体尺寸为例，通过SolidWorks COSMOSXpress进行位移分析，我们不难看出折页和门体固定点安装数量和位置对位移的影响很大，同时我们也比较了威图机柜在箱体密闭上的设计，得到同样的结论。
图中红色区域位为位移变形量最大区，而蓝色为最小区域。在1800高机柜等距安装3个门折页，可以有效的使门体在高度方向上获得更多的支撑点，保证在这一方向上密闭良好。而图3-1左右两图不同的是左侧门的锁紧点为1个，而右侧是3点（我们做了仿制改进）。通过对比可以看出因所进点的增加红色位移点的消失，由此我们在设计的时候就要将折页和门锁固定点，在左右方向上对称，上下方向上等距，以确保门的胶条与控制柜之间紧密结合，不会因为受力不均，破坏密闭性。
3.4 控制柜的电磁兼容
（1）接地元件安装板必须使用未漆过的镀锌板，机柜内的所有金属接地部件都要连接到一起，滤波器、数控系统等电气部件要用螺丝直接固定在元件安装板上，柜门和柜体通过接地铜带连接，所有的保护接地导体都必须和大地连接。
（2）屏蔽 控柜中常采用的屏蔽方式有：
使用屏蔽电缆屏蔽、隔离板屏蔽、柜体屏蔽。功率模块的输出采用屏蔽电缆，屏蔽层接地。
4.控制机柜元件布局
合理分配空间，避免空气的流动性差保证数控系统模块的散热性。虽然有空调控制温度，但是系统模块安装位置距离空调近的话，由于模块自身风扇由下向上吹风，而冷空气（空调产生的）密度大，它的流动方向是自上而下的，在模块上方就容易出现对流，产生冷凝水最终导致模块烧毁。如图4-1所示。
5.结束语
除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启控制柜门，更不允许在使用时敞开柜门。一旦有油雾、灰尘甚至金属粉末落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。
定时维护控制柜也是非常必要的，否则灰尘积聚过多，将会引起数控系统柜内温度高，造成过热报警或数控系统工作不可靠。
参考文献
[1]电气配电柜安装技术的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（24）.
数控机床控制范文第2篇
【关键词】图形自动编程；数控；CAD/CAM
0.引言
数控程序作为将设计转化成现实的信息载体，直接控制机床的切削动作，是数控加工的关键。在制造业中，提高编程质量和效率对降低成本，增强企业竞争能力具有积极意义。在数控车床使用过程中，合适的程序和熟练的操作是保证加工质量和充分发挥机床效率必不可少的两个重要环节，任何一个环节存在问题，都会影响机床性能的发挥和生产效率的提高。
1.机床原点；工件原点；参考点
数控加工中机床坐标系是机床的基本坐标系，机床坐标系的原点也称机床原点或零点，这个原点是机床固有的点，由生产厂家确定，不能随意改变，是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。不同数控机床坐标系的原点位置不同。一些数控机床将机床原点设在卡盘中心处（数控车床），还有一些数控机床将机床原点设在机床直线运动的极限点附近（数控铣床）。
用机床坐标系原点计算被加工零件上各点的坐标值并进行编程是很不方便的，在编写零件的加工程序时，常常还选择一个工件坐标系（又称编程坐标系）。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使用的。工件坐标系的原点就是工件原点又称编程原点。工件原点是人为设定的，工件坐标系的位置以机床坐标系为参考点，其坐标轴的方向与机床坐标系轴的方向保持一致。
参考点也称基准点，是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点，与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后，都要有回参考点的操作，数控装置通过参考点确认出机床原点的位置，数控机床也就建立了机床坐标系。
2.对刀；换刀点；刀位点
对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。因为加工程序时从这个点开始编写的，所以又称为程序起点或起刀点。数控加工过程中常常需要换刀，为了避免换刀时碰伤工件，编程时要设置一个换刀点，换刀点可以是某一个固定点，也可以是任意一点。在编程时，合理选择“对刀点”和“换刀点”的位置，则可以有效缩短刀具在对刀和换刀过程中的空行程距离，提高加工效率。
所谓刀位点，在数控加工编程时，往往是将刀具浓缩为一个点，这个点就是刀位点，它是加工程序编制中表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准，对刀时应使对刀点与刀位点重合。一般来说立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点是球头的球心点；车刀、镗刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心；钻头的刀位点是钻头顶点或钻头底面中心。在编程时是用刀位点来编制刀具轨迹，实际加工的刀具轨迹是由刀具的外轮廓切削工件形成，刀具路径与实际的加工轮廓并非重合，但有一定的变化联系。
3.切入点和切出点
刀具的切入切出点应按以下原则进行。
（1）切入点选择的原则。即在进刀或切削曲面的过程中，要保证刀具不受损坏。一般来说，对粗加工而言，选择曲面内的最高角点作为曲面的切入点，因为该点的切削余量较小，进刀时不易损坏刀具；对精加工而言，选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲面的切入点，因为在该点处，刀具所受的弯矩较小，不易折断刀具。
（2）切出点选择的原则。主要应该考虑曲面能够连续完整地进行加工，或者是使曲面加工间的非切削时间尽可能地减短，并使得换刀方便。对于被加工曲面为开放型曲面，用曲面的某角点作为切出点；对于被加工曲面为封闭型曲面，只能用曲面的一个角点作为切出点。
数控铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀的侧刃铣削。为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕，刀具切入零件时应考虑切入点和切出点处的程序处理，应沿轮廓外形的延长线切入和切出。延长线可由相切的圆弧和直线组成，这样可以保证加工处的零件轮廓切入点和切出点的处理平滑。
铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延，刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在能轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时，为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。
4.结束语
数控编程的关键是掌握机床各坐标系和编程时所涉及到各个点的具体含意及相应选择，正确区分和掌握数控机床中“点”的概念和作用是正确、安全使用数控机床的前提，本文中对数控编程中的几个关键点进行了详尽的论述，弄清楚了它们的概念和彼此之间的联系。只要我们善于分析比较，挖掘数控机床中各“点”的异同点，并在实践中加以区分，总结积累优化使用的经验，那么一定会使数控机床的“点”在使用数控技术的提高中发挥巨大的作用。
【参考文献】
[1]栗全庆.图形编程-数控加工自动编程技术的发展方向.组合机床与自动化加工技术，1996.
[2]吴竹溪.数控加工中图形自动编程系统研究.组合机床与自动化加工技术，2002.
[3]王阳，张河新.数控机床图形自动编程系统[J].机床与液压，2000，（03）.
数控机床控制范文第3篇
关键词 数据机床；电器控制；改进
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-118-01
1 数控机床的电子控制概述
在科技高速发展的今天，数控机床广泛应用于各个现代化的工厂当中，而作为机床的电气控制系统是整个现代机床不可或缺的一部分，它是以电气为主的一个控制系统，我们可以这样理解，电气控制系统的性能决定了整个机床的性能，如果电气控制改进了，那么整个机床的加工效率、传送效率也会随之大幅度的改进。电气控制可以将一些诸如计算机技术、电子技术、自动控制技术、测量技术等等学科融入其中，特别是在今天，计算机技术应用于各个领域，电气控制系统的改进在整个机床设备的性能提升上起到了决定性的作用。
2 数控机床电子控制的发展
数控机床电子控制的发展主要指的是三个系统的发展，分别是逻辑控制系统的发展、连续控制系统的发展和混合控制系统的发展。逻辑控制系统主要经历了手动控制到自动控制的改变，在整个发展的工程中逻辑控制系统逐步走向机械自动化；连续控制系统的特点就是精度高、功率高、同时具有很强的抗干扰能力，未来的发展方向会是精度、功率更高，同时面对更多外来干扰具有更高的防御能力；混合控制系统的发展方向主要是将会更好的运用计算机来进行专业的数字控制，通过一些专门的设备来实现机床的工作。
3数控机床的电气控制改进
我们都知道数控加工机床它最大的特点是可以非常方便的进行移位和移动的加工，这样机床就可以进行大型工件的加工，这样才能满足工厂当中的各种要求，就现在各个工厂中的机床来看，如果是固定的机床那么就没有办法去完成大型工件的加工，现在一些工厂的大型工件的重量甚至可以达到上百吨，如此大的工件想要在加工的过程中进行翻身是非常困难的，所以就会降低了整个加工的工作效率，为了解决这一问题，工厂所采用的方式就是利用组合式机床。组合式机床组成部分有床身导轨、主轴箱、立柱等等，它的电气控制设计部分是由工厂进行自主设计，经过了几次改进、不断的进行完善，最后投入使用。
3.1 数控机床的电气柜部分设计
数控机床的电气柜部分的组成主要是有两部分组成，分别是一台的欧姆龙PLC以及两台的LG变频器。其中主轴电机是由容量为十八点五千瓦的变频器所进行控制的，其他另外几个电机，例如主轴箱中的走刀以及上下快速这两个电机是由五点五千瓦变频器，靠着接触器进行不断切换来进行控制的。如果控制柜和操作站之间的控制电缆数量过多，就会产生一些问题，所以整个电缆的控制所采用的是一个总线传输的方法，控制柜同机床的分线盒之间同手控操作站之间采用的连接方式是运用插头，这样移动起来就会非常方便。在数控机床的电气柜门上安装了用来显示电机转速的显示表，为了方便控制主回路电源同时安有电源的控制按钮。在接触器和PIE两个器件中间会有轻微的继电器的过渡控制，这样做的目的是保护欧姆龙被烧毁。在电气柜中的电路还有空开、变压器、接触器等等多重的保护。
3.2 欧姆龙PLC的程序设计
在本系统当中所使用的欧姆龙PLC控制器是欧姆龙的CQMIH型，此原件的最主要功能是用来接收电气柜以外的一些信号，同时对于设备当中的变频器控制信号以及指示信号进行输入和输出。在整个电气柜上有很多的按钮及指令信号同控制柜都会有一定的距离，为了解决这一问题，控制器采用的模式是欧姆龙总线链接模块来进行信号同控制柜之间的连接控制，用超过一个芯的电缆将实际操作站当中的模块同欧姆龙PLC链接这两个模块进行连接。在系统的软件方面，整个程序所采用的是Cox—programmer软件，此软件的最大的特点是可以实现对各个点的状态进行实时监控，也就是说更加利于调试。
3.3 数控机床电气控制变频器的参数设置
在数控机床的电气柜内安装有两台变频器，其中的一台的主要功能是对主轴进行单独的控制，另外一台的功能则是利用接触器的切换对主轴箱走刀和立柱行走进行控制，两个变频器各司其责，这这里为了方便参数的设置，我们将LG变频器的设置按照不同的功用分成以下的七组参数，分别是两个功能组、一个驱动组、一个外部组、一个输入/输出组、一个选项组、一个应用组，在所有的参数设置上就采用出厂的默认参数，当然如果在实际工作当中可以对部分参数进行相应的改变。
在数控机床工作台（立柱）同之前所说的主轴箱，它们两个是具有两个不同的轴的，系统如果想要保护工作当中所选轴电机可以对不同的都可以适应，选择了其中的第二个电机功能，为所选的轴进行不一样的参数设置来进行控制。下面就详细介绍一下第二个电机参数功能的设置是怎样进行的：首先要选择其中任意一个多功能的端口，将输入/输出的参数设置好，接着要将这个端口进行激活，在确保输入/输出端口是激活的状态的情况下，可以进行第二电机功能的启用。接下来进行设置的参数还有电机的加减速时间的设置、电机的转折频率设置、V/F方式的设置、正反两个转矩的补偿设置、对电机的电子热保护等级（包括有一分钟和连续两种方式）的设置、电机的额定电流的设置。我们知道由于整个电气的工作台（立柱）进行行走方式主要是进行加工轴的参与，当运行到低速段的时候就会要求转矩相对较高，这时候我们所选择的控制方式就会是V/F方式，我们在0到最大的频率段之间去设置四个不同的电压值，在第一个位置上所设置的电压值较高，这样做的目的就是去提高输出转矩。
4 结束语
由于文章的篇幅有限，只对数控机床的电气控制做了简单的介绍，我们知道在电气控制当中两台LG变频器是整个电气控制的核心部件，所以它的参数设置调整同整个机床的加工性能是密不可分的，两个变频器中的一台会去控制三台电机，去对应两个轴。在第二台电机中最大的功能是我们对其设置各种不同的参数，这样做的目的是可以将同的电机进行区分和保护。在对工作台（立柱）的控制方面，对工作台控制方式设置成了用户V/F的控制方式，这样做的目的是对实际加工的需要进行满足。在欧姆龙PLC当中所采用的方式是总线传输，这样就是最大程度的克服移动的困难。
参考文献
数控机床控制范文第4篇
我们对教学内容进行了综合性整合，经过选择、提炼，有机地将本课程做了系统的改造和重构。对数控机床机械结构部分和数控机床检测装置部分淡化，作为了解认识。重点突出数控机床电气控制部分，包括电器元件、电动机控制环节、电器接线、PLC程序以及数控系统参数和伺服参数等。教学内容分成5个模块，多个学习任务。项目一：熟悉数控机床结构。任务1.让学生分清数控机床各个电气部件和机械结构。项目二：数控机床的面板连接。任务1.识别控制面板的功能，各键的具体意义；任务2.连接控制面板与数控装置、机床电气柜。项目三：数控机床电源电气连接。任务1.掌握接触器、继电器结构与接法；任务2.电源电路的组装，与数控车床各单元的连接。项目四：数控机床驱动装置电气连接。任务1.步进电机与数控装置、驱动器的连接；任务2.步进电机运行参数的设置；任务3.交流伺服电机与数控装置，驱动器的连接；任务4.交流变频器的参数设置。项目五：数控机床刀架电路连接。任务1.连接刀架与数控装置；设置和调试换刀参数；任务2.PLC梯形图调试与编写；任务3.自动换刀与CNC的连接及控制参数的调试。项目六：数控机床电气系统连接。任务1.对华中世纪星数控车床各个电气部分连接，各个I/O接口的连接，各参数的正确设置。
二、考核与评价
在课程考核中，采取灵活多样的考核方式，做到实践与理论结合。既要有以考核技能为主的操作考核，又要有理论知识考核，还要重视学生能力形成的整个学习过程。因此我们采用阶段考核与综合考核相结合的方式，阶段考核按学习单元进行，在每个学习模块结束后选择一个中等难度的工作任务进行考核，采用现场操作的方式。综合考核，采用国际职业技能鉴定“应知+应会”的方式。应知考查学生掌握的专业知识，在期末时以答卷方式，闭卷作答。应会是在期末时选用一个综合性的工作任务，考核学生学完本课程应掌握的职业技能。分组进行，采用教师考评、学生自评、同学互评的方式完成。具体考核比重为阶段考核占50%（阶段性技能测试60%+综合素质（平时出勤、纪律、职业道德）40%）+综合考核50%（期末笔试50%+综合性技能测试50%）。
三、运用多种教学方法与手段
我们采用多种教学手段，提高了学生学习兴趣，提高了学生实践能力，以及自主学习的能力。1.多媒体教学：清楚显示机床电路图等，加强学生的理解。2.现场教学：教学过程一般在一体化教室里完成，有的内容在车间现场进行。3.互动式教学：教学中教师引导学生职业道德的形成，培养学生组织协作能力，加强师生交流。课堂上让学生阐述意见、总结归纳，加强语言表达能力和胆识的培养。注意学生展现自我的心理特征，适当给予肯定和表扬。4.示教演示法：实训操作时，教师适当做演示，让学生更易理解。
四、特色与创新
数控机床控制范文第5篇
关键词：单片机 数控机床 电气控制
中图分类号：THl7 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2010)01-029-01
随着数控设备保有量的飞速增加，企业对数控设备应用、维护与维修人才的需求越来越大，素质要求也越来越高。目前，各个高职院校开始培养数控设备应用与维护专业人才，但由于设备昂贵、数量有限，学生得不到系统的锻炼，针对这种状况，本文以单片机为核心，没汁了基于单片机的数控机床电气控制实训平台。
数控机床是典型的机电一体化设备，机床的维修涉及机械、电气、液压、自动控制等诸多领域的相关知识和技能，在这些领域中，电气故障是出现频率最高，较容易维修的故障，所以对数控机床电气控制系统知识的掌握是成为一名专业数控机床维修人员的基本技能。
1 系统设计
本设计主要利用单片机进行数控机床输入，输出信号的模拟，实现对数控机床电气控制柜里相关电气设备的控制和相关输出信号的模拟，帮助使用者熟练掌握数控机床电气控制线路，从而能够快速、准确地对电气故障进行诊断与维修。
1.1 系统组成及工作原理
系统的组成如图1所示，由数控机床模拟操作面板、单片机控制系统、机床电气控制柜、执行机构和信号指示面板组成。图中单片机控制系统是实训平台的核心；数控机床模拟操作面板是实训平台的信号输入端，相当于数控机床的操作面板：执行机构主要是主轴电动机、刀架电动机等，信号指示面板主要是运行设备的信号指示和模拟信号的指示，模拟信号主要是利用信号灯来代替相应殴备的运行，如冷却泵起动，相应的信号灯点亮，否则熄灭。
系统的工作原理：数控机床模拟操作面板发出控制命令，进入单片机控制系统，经处理后发出驱动信号，驱动电气控制柜里相应电气设备动作，带动执行机构运行，同时在信号指示面板上点亮相应指示灯，模拟执行机构的信号输出直接由单片机控制系统到信号指示面板。
1.2 系统硬件
本实训平台的硬件核心是单片机控制系统，主要包括程序存储器扩展电路、数据存储器扩展电路、I／O口扩展电路、晶振电路、复位电路。选用STC89C52RC单片机作为系统的控制核心，程序存储器扩展电路选用27128芯片，数据存储器扩展电路选用6264芯片，I／O扩展电路选用8255和8155芯片分别作为的输入和输出信号接口电路，各扩展芯片之间利用74LSl38译码器进行选通，组成单片机控制系统的典型硬件电路。输出接口电路经放大电路驱动继电器动作，控制电气控制柜里相应的设备。
1.3 系统软件
系统软件利用单片机c语言程序进行编写，开发出操作按钮控制相应执行机构动作的程序，以实现对数控机床电气控制实训平台模拟操作的目的。系统软件设计的流程图如图2所示。
