淺析數(shù)控磨床電控柜設計注意問題

1、淺析數(shù)控磨床電控柜設計注意問題工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境條件往往比較惡劣，特別是要磨床的工作環(huán)境，所 以磨床的數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動器等精密產(chǎn)品不能暴露在外界環(huán)境中， 否則會很容易產(chǎn)生各種各樣的故障問題。這時就要用到電氣控制來保 護它們不受外界的影響，正常工作。電氣控制柜用于安裝控制機床動 作的元器件和控制模塊。（如：數(shù)控系統(tǒng)，伺服驅(qū)動器，主軸驅(qū)動器， 控制變壓器，接觸器，繼電器，接線端子，行線槽等）。電氣控制柜能 保護箱里的器件密封，防塵，防水，散熱，防止干擾和輻射。數(shù)控磨床的結(jié)構(gòu)特點和工作環(huán)境數(shù)控磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶

2、 等其他磨具和游離磨料進行加工，如珩磨機、超精加工機床、砂帶磨 床、研磨機和拋光機等。數(shù)控磨床又有數(shù)控平面磨床、數(shù)控無心磨床、 數(shù)控內(nèi)外圓磨床、數(shù)控立式萬能磨床、數(shù)控坐標磨床、數(shù)控成形磨床數(shù)控磨床主要部件包括主軸部件、進給單元、床具和輔助單元。1.1主軸部件砂輪的線速度一般為3060m/s, CBN砂輪可高達150200m/s, 最高主軸轉(zhuǎn)速達15000r/min。主軸單元是磨床的樞紐部件，對于高速 高精度單元系統(tǒng)應具備剛性好、回轉(zhuǎn)精度高、溫升小、不亂性好、功 耗低、壽命長、本錢適中的特性。砂輪主軸單元的軸承常采用高精度動彈軸承、液體靜壓軸承、液體動壓軸承、消息壓軸承。咼速和超咼 速磨床越來越

3、多采用電主軸單元部件。1.2進給單元進給單元包括伺服驅(qū)動部件、動彈部件、位置監(jiān)測單元等。進給單元是保持砂輪正常工作的必要前提，是評價磨床機能的重要指標之一。要求進給單元運轉(zhuǎn)靈活、分辨率高、定位精度高、動態(tài)響應快， 既要有較大的加速度，又要有足夠大的驅(qū)動力。進給單元常用的方案 為交、直流伺服電念頭與動彈絲杠組合的進給方案或直線伺服電念頭 直接驅(qū)動的方案。兩種方案的傳動鏈很短，主要是為了減少機械傳動 誤差。兩種方案都是依賴電念頭來調(diào)速、換向。1.3床具砂輪架、頭架、尾架、工作臺、床身、立柱等是數(shù)控磨床的基礎 構(gòu)件，其設計制造技術是保證磨床質(zhì)量的根本。1.4輔助單元輔助單元包括工件快速裝夾裝置、高效

4、磨削液供應系統(tǒng)、安全防 護裝置、主軸及砂輪動平衡系統(tǒng)、切屑處理系統(tǒng)等。由于磨床主軸采用的都是比較大功率的電機，大功率電機工作時能產(chǎn)生很大的電磁干擾。數(shù)控機床在工作時，與電網(wǎng)、空間與周圍環(huán) 境發(fā)生了聯(lián)系而受到電磁干擾。比如浪涌電壓干擾、電快速瞬變脈沖 群等，其傳播途徑是沿著低阻抗方向傳播，會使干擾傳導到敏感設備 當中去，比如是進給單元的伺服系統(tǒng)。這樣就很容易造成系統(tǒng)故障，影響正常工作。這就要求電控柜的設計要有很強的抗干擾能力另外磨床的加工對象主要是硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合 金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面 粗糙度很小的磨削，也能進行高效率的磨削，如強力磨削等。

5、所以數(shù) 控磨床進行工作時，會產(chǎn)生大量的鐵屑，磨床在磨削過程中，加工表 面和砂輪都會產(chǎn)生很高的溫度，要用循環(huán)水來冷卻，冷卻過程會產(chǎn)生 很多水氣。這些鐵屑和水氣一旦進入到電控柜里的，就有可能對里面 的系統(tǒng)和驅(qū)動器產(chǎn)生致命的損害。這要求電控柜密封性要好，有夠強 的防塵防水能力。數(shù)控磨床電控柜設計注意事項2.1散熱問題：電氣控制柜中裝有數(shù)控系統(tǒng)，伺服驅(qū)動器，電氣元 件和繼電器等，為了保證這些元件的正?？煽窟\行，必須對控制柜進 行散熱處理，磨床電氣控制柜內(nèi)通常采用電柜空調(diào)或者熱交換機來保 持電控柜內(nèi)的溫度，不能用風扇，因為風扇會將外界的粉塵和水氣帶 進電控柜，對電氣元件造成影響。2.2電磁干擾問題：電氣

6、控制柜內(nèi)伺服驅(qū)動器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干 擾，而且會產(chǎn)生高次諧波，這種高次諧波會通過供電回路進入整個供 電網(wǎng)絡，從而影響其他元件。如果伺服驅(qū)動器的功率很大占整個系統(tǒng) 25%以上，需要考慮控制電源的抗干擾措施。強電部分和弱電部分必須分開，注意控制柜內(nèi)的走線，強電信號 線和弱電信號線不要在一個線槽內(nèi)走線，也不要靠的太近，以免產(chǎn)生 干擾。電控柜內(nèi)的接地一定要接好，這樣才能保護敏感設備不受影響， 電氣控制柜應該采用導電的金屬板制作，為了保證控制柜的電磁一致 性，應采用一體結(jié)構(gòu)或焊接?？刂乒竦陌惭b板采用導電的金屬板，以提高系統(tǒng)的接地性 能。2.3防護問題需要注意以下幾點：防水防塵:磨床工作時要用到循環(huán)水來冷卻，現(xiàn)場肯定會有冷卻水 的管道，電控柜放在現(xiàn)場，需要注意控制柜上方不要有管道法蘭或其 他漏點，在電控柜附近不能有噴濺水流，現(xiàn)場柜體防護等級要在IP43以上。電控柜要整體密封，電控柜門周邊要用密封圈包圍