吴丙昊
哈尔滨电机厂有限责任公司 150040
摘要：CNC机床在当今的工业生产和制造领域中越来越广泛地使用。电气系统是数控机床的重要组成部分，电气系统的稳定运行是保证数控机床生产效率和质量的关键。为了保证数控机床电气系统的良好稳定运行，本文对数控机床电气系统的结构、系统设计、故障特点和典型故障进行了分析，并进行了合理的应用，以期提供参考。数控机床的电气系统。
关键词：数控机床；电气系统；技术特点
前言
数控机床的电气系统相对复杂，在某些应用中容易发生故障，这不仅降低了数控机床的生产效率和质量，而且还对其寿命产生不利影响。因此，工业生产者在数控机床的某些应用过程中要弄清其技术特点、系统设计、故障特点和典型性，以提高数控机床的使用率，延长其使用寿命。
1CNC机床配置
1.1机械传动机构
机床传动机构可以直接控制数控机床的特定运动，其精度直接影响零件的加工精度。通常，数控机床的机床传动机构由两部分组成，主轴传动机构和进给轴传动机构。前者与主轴电机配合控制主轴的运动。后者主要与进给电机一起控制进给轴的运动。通过这两种传输机构的相互配合，可以实现在由三维坐标指定的区域内对相应轨道的控制，并实现空白处理。在此过程中，电气系统可以控制开关值以确保每台机器的运动部件的顺序，这与常规机床相比大大提高了机床的效率并节省了大量的人工成本。
1.2电气系统
在数控机床的应用过程中，电气系统起执行器的作用，其主要组件包括电源，电动机和继电器等模块。电源可以为CNC机床提供电流。有两种类型的电源。一种是直流电，另一种是交流电。前者主要为电动机模块和继电器模块供电，后者主要为电动机和继电器供电。电机实现了从交流电到机械力的转换，并利用传导功能来控制机械传动模式。同时，CNC系统的启动和停止按钮都直流电源。继电器在整个电气系统中起着重要的作用。该模块主要用于在电气系统中实施动作逻辑，以实现对各种机床生产动作的统一计划和控制。
1.3可编程控制器
可编程控制器是PLC系统，在CNC机床的控制中起着核心作用。在特定的操作中，CNC机床有三个控制任务。第一个是主轴控制，第二个是位置控制，第三个是辅助控制。PLC系统可以使用插值程序的分析和应用来执行辅助命令。CNC识别并控制机床的辅助运动。对于CNC机床的某些应用，由PC或编程器输入的相应插补程序将转换为机器语言格式，并发送到伺服控制模块。接收到相应的脉冲信息后，该模块将控制电动机驱动器，以实现对信息主轴和位置的同步控制。在此过程中，位置检测器将检测电动机状态和其他数据，并将所有收集的数据转换为二进制数据，然后将其发送到CNC系统，以确保CNC机床的控制精度。
1.4保护机制
CNC机床上的某些操作可能会导致某些紧急情况。基于此，应设计相应的保护措施，以避免紧急情况对机床生产的不利影响。对于某些情况，设置故障紧急停止按钮。如果发生故障或错误操作，操作员只需按下紧急停止按钮即可立即停止机床工作，从而有效地避免了事故的发生。
2数控机床电气系统故障的特点、分类及其分析
2.1数控机床电气系统故障特征
首先，电缆的长期磨损会导致短路和断裂。橡胶线可能会膨胀并粘住，这直接导致绝缘系统失效并导致短路。其次，外部环境对电气系统的影响很容易损坏某些电气组件，例如环境温度过高和电气柜中的温度突然升高。第三，当故障原因明确时，维护人员通常习惯于以最简单的方式修复故障，并且容易遗漏一些问题。第四，当异步电动机进水时，排放装置，冷却泵和电气通道容易损坏，导致轴承过载运行，这也导致电动机故障。
2.2数控机床电气系统故障分类
在对CNC机床的电气系统故障进行分类的过程中，通常可以将其分类为以下几类：首先，可以根据故障的位置将其分为软件故障和硬件故障。其次，根据故障的频率，可以分为系统性故障和随机性故障。第三，根据体征的存在或不存在，可以将其分为具有诊断体征的疾病和没有诊断体征的疾病。第四，根据其是否具有破坏性，可以将其分为破坏性和非破坏性断层。
2.3数控机床电气系统故障分析
发现CNC机床的电气系统中的故障后，可以分三个步骤执行故障分析。第一步是调查，第二步是分析，第三步是诊断。从PLC收到故障警告消息后，有必要首先保护故障现场，全面检查故障发生时的具体标志，并通过观察故障现象来确定故障的外部原因。到达故障现场后，检查人员从现场人员那里全面了解故障发生的情况，并做出更准确的判断。然后，分析故障，根据已知的故障情况和当场的个人经验确定故障的可能原因，并最终实现对故障信息的有效获取。在分析故障并了解故障原因后，有必要根据实际情况选择合理的处理方法，并根据故障的大小进行处理前的准备工作，以确保故障的处理效果。
3数控机床电气系统典型问题及解决方式
3.1方形刀架的换刀失败
在数控机床的应用过程中，方形转塔的换刀故障是电气系统的典型故障。例如，如果使用CK6140CNC车床的手动和自动换刀功能在换刀过程中没有响应，则系统显示的消息为“换刀时间过长”。发生此类故障时，应该首先检查时间参数，以查看时间参数是否已更改。如果时间参数正常，则应检查控制状态的准确性，以查看电气柜中的设备是否已更改。故障检查表明继电器已停止。故障的主要原因是继电器元件损坏。进一步检查发现继电器保险丝已烧毁。在检查过程中，发现电动机为两相，电阻非常低，接线盒中发现大量铁粉，可以确定是造成故障的主要原因。在某些维护过程中，清理了这些铁锉，并更换了继电器中的新保险丝，有效地消除了故障。
3.2参考点
在公司中使用XK841数控铣床时，电气控制系统未返回参考点的主要故障现象是X轴无法返回参考点。对于特定的诊断过程，首先进入电气控制系统的I/O诊断界面，然后按X轴开关以确认X轴上没有任何问题。现在可以做出初步决定。此时，如果打开行程限位开关，则可以从视觉上看到内部有少量液体，并且可以判断该开关是否已被这些液体短路。此时，可以更换编队限位开关以解决此问题。但是，解决此问题后，进一步研究开关中液体的原因。进一步的调查显示，用于切削液传输的塑料管已损坏，并且尖端流体泄漏。旋转时，该开关使液体积聚短路。因此，在下次维护中，更换了损坏的塑料管，并彻底解决了问题。
结束语
在数控机床中，电气系统的应用是确保机床控制效果，提高生产效率和机床质量，节约成本的关键。但是，电气系统的结构比较复杂，许多外部因素都对系统的运行产生不利影响，因此在某些应用过程中，数控机床的电气系统容易出现一些问题，产生不利影响。机床的正常运行会对其产生影响。在此基础上，工程师对数控机床的配置和电气系统的设计有了全面的了解，科学，合理地有效掌握了数控机床电气系统的技术特点，准确地排除故障。
参考文献
[1]高雪松.数控机床电气控制与驱动系统的可靠性研究[J].南方农机,2018,49(12):52.
[2]杨明.数控机床电气控制系统的PLC设计[J].数字化用户,2018,24(45):48.
[3]文辉.数控机床电气控制系统故障诊断与维护分析[J].内燃机与配件,2019(10):112-113.
[4]段芳,肖贻滨.数控机床电气安全检测技术探讨[J].科教导刊,2018(33):267.
[5]张海云.机电一体化的概念及其在数控机床中的应用[J].自动化应用,2019(3):140-141.