基于多功能機床電氣接線臺的設計與研發

摘 要：文章通過對多功能機床電氣接線臺的設計，從不同角度闡述和分析了電氣控制的原理、電氣元件的工作原理及作用，能有效的提升造作者的動手操作技能和電氣電路的開發能力。

關鍵詞：多功能機床；電氣接線臺；電氣元件

中圖分類號：TG502 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

隨著我國走新型工業化道路，建設創新型國家對高科技產品的不斷提高，對進一步完善和優化機床設備提出更切實際的要求，本文根據機床電氣控制的實際特點，設計了一套多功能機床電氣接線臺，操作者可以從最簡單的單電機電氣控制線路到多電機機床電氣控制線路，進行實驗接線和調試，克服了現有實訓設備單機床電氣控制線路的缺陷，使得操作者能循序漸進的提高電工技能，切實感受到工程實際的應用。

一、主要技術參數

主要規格尺寸：對車床，有床身及刀架上的最大回轉直徑、最大車削長度、最大車削直徑等；對銑床，有工作臺尺寸、工作臺T形槽尺寸、工作臺行程等。主軸系統：有主軸錐孔規格、主軸轉速范圍等。進給系統：有切削進給速度范圍、快速（空行程速度）范圍、運動分辨牢（最小移動增量）、定位精度、螺距范圍等。刀具系統：對車床，有刀架工位數、工具孔直徑、刀桿尺寸、換刀時間、重復定位精度等。冷卻系統：有冷卻箱容量、冷卻泵輸出量等。尾座：對車床，有尾座套簡直徑、行程等。外形尺寸：表示為長×寬×高。電氣：有主電動機、伺服電動機功率等。

二、機床的主要功能

（一）控制軸數和聯動軸數

控制軸數指數控系統可控制的、按加工要求運動的坐標軸數量。聯動軸數指數控系統可同時控制的、按加工要求運動的坐標軸數量。如某數控機床，機床本身具有X、y、Z三個方向運動坐標軸，但數控系統僅可同時控制兩個坐標（XY、YZ或xz），則該機床的控制軸數為三軸，而聯動軸數為兩軸。插補功能：指數控機床可實現的線型加工能力，如直線、圓弧、螺旋線、拋物線、正弦曲線等插補功能。進給功能：包括快速進給（空行程）、切削進給、手動連續進給、點動進給、進給率修調（倍率開關）、自動加減速功能。主軸功能：可實現恒轉速、恒線速、定向停止及轉速修調（倍率開關）。恒線速即主軸自動變速，使刀具對工件切削點的線速度保持不變。主軸定向停止即換刀、精鏜后退刀前，主軸在其周向準確定位。刀具功能；指刀具的自動選擇和自動換刀。刀具補償：包括刀具位置補償、半徑補償和長度補償功能。半徑補償如車刀、銑刀的刀尖半徑補償。長度補償如銑床、加工中心沿加工深度方向對刀具長度變化的補償。

（二）機械誤差補償

系統可自動補償機械傳動部件因間隙產生的誤差。暫停與急停功能：暫停指通過程序指令或控制面板操作，使自動加工暫停執行，以便進行其他操作，然后再通過程序指令或面板操作，使自動加工繼續執行。急停指當數控機床工作出現異常現象時，通過面板操作使機床停止運行。機械鎖住功能：指數控系統仍在工作，而主軸、進給、換刀、切削液等機械動作不執行。如在圖形模擬及自動加工屏幕顯示時，可用此功能使機床鎖住不聯動。單段執行與跳段執行：單段執行指每按一次面板操作鍵，僅執行一個程序段的動作，使加工程序逐段執行。跳段執行指系統可對某些指定的程序段跳過不執行。程序管理功能：指對加工程序的檢索、編制、修改、插入、刪除、更名、鎖住、在線編輯即后臺編輯（在執行自動加工的同時進行編輯）以及程序的存儲通信等。圖形顯示功能：指利用監視器（CRT）進行二維或三維、單色或彩色、圖形縮放、坐標旋轉的刀具軌跡動態顯示。自診斷報警功能：指數控系統對其軟、硬件及故障的自我診斷能力。該功能用于監視整個加工過程是否正常，并及時報警。

三、機床電氣接線臺的作用及構成

（一）電氣接線臺的構成

多功能數控機床電氣接線臺，一般是由3個部分組成：一是電氣機架；二是電氣的面板；三是電機的放置支板。安置三相異步電動機的支板在接線臺機架的下方，機架的上方安置電氣的面板。下圖是電氣面板的元器件設置圖，其中主要包含的有：電源的指示區域、調控區域以及電氣的接線區域3個部分。其中根據實驗過程中電路所需要元器件的向下兼容來取舍元器件的數量，例如，電動機的正反轉接觸器對電路的控制要用2個接觸器，車床電氣的電路控制要有3個接觸器，可是接線板上面接觸器的總數量是3個，其它的元器件選擇基本相同。電氣面板左面的hl指示燈，sa旋轉的開關，sb按鈕開關和擴展組件的連線控制都是從電氣面板的后端來引到接線端子上面的，同時要對其做好編號。訓練的過程中，相關操作人員需要按照電路圖來選擇面板上的元器件，之后再根據接線端子去找相符合的接線編號。

（二）機床電氣接線臺的作用

多功能數控機床電氣接線臺可以進行很多技能的訓練，比如：電動機點動控制的訓練，電動機長動控制的訓練，電動機異地控制訓練，電動機順序控制的訓練，電動機反接控制的訓練，電動機正反轉控制的訓練，電動機Y一△開機的訓練，電動機制動的訓練，電動機電氣車床控制的訓練，電氣磨床控制的訓練，電氣鉆床控制的訓練，除了以上那些之外，通過調配擴展組件，還可以來實現plc對電動機的全面控制。

四、結束語

目前，國內的機械加工多采用普通機床、組合機床和數控機床。對于大多數零件的普通加工，可以用普通機床完成；對于一些復雜的且精度要求較高的零件，多采用數控加工中心；組合機床多用于多孔鉆削、多平面的銑削。對這樣一個零件的加工，用普通機床、組合機床無法實現，用數控機床加工也有一定的難度且成本較高。為此，我們設計了一種多功能復合機床，該機床效率高、精度高、成本低，具有實用價值。該機床是多功能機床的創新設計，屬于復合機床的一種。

參考文獻：

[1]陳丹.數控機床現狀及發展對策研究[J].當代經濟，2012.

[2]端木傳冬.數控機床接線臺的優化方案[J].價值工程，2013.