數控車床主軸三相電機互鎖控制方式的研究

譚培紅+劉世忠+李娜

摘 要：數控車床數控系統通常采用脈沖信號或持續信號控制方式控制主軸三相電機，其控制原理不一樣，電機正反轉互鎖設計有所不同，在此進行詳述，對正確進行數控電氣控制設計有指導意義。

關鍵詞：數控車床；脈沖信號；持續信號；互鎖

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.194

0 引言

數控車床主軸三相電機通常有持續信號、脈沖信號兩種控制方式[1]，均要求正反轉互鎖，但在互鎖設計上有原則區別，本文進行論述。

1 數控系統脈沖信號控制三相電機互鎖設計

1.1 數控系統脈沖信號控制三相電機交流接觸器互鎖設計

圖1為用DD-200T車床數控系統以脈沖信號控制方式控制車床主軸三相電機電氣控制原理圖。

電機M正轉控制：圖1（a）數控系統執行M03，直流繼電器J1線圈帶電，圖1（b）中直流繼電器J1常開觸點閉合，交流接觸器KM1線圈帶電，其輔助常開觸點KM1對J1常開觸點自鎖，圖1（c） 中交流接觸器主觸點KM1閉合，電機M正轉。這時數控系統又很快使圖1（a）中直流繼電器J1線圈斷電，則圖1（b）中直流繼電器J1的常開觸點斷開，但由于KM1對J1自鎖，電機M一直正轉。

電機M停轉控制：如圖1（a）數控系統執行M05，直流繼電器J3線圈帶電，圖1（b）中直流繼電器J3的常閉觸點斷開，交流接觸器KM1、KM2線圈均斷電，電機M停轉。這時數控系統又很快使圖1（a）中直流繼電器J3線圈斷電，圖1（b）中常閉觸點J3又閉合，但由于KM1、KM2線圈均斷電，電機M仍停轉。

電機M反轉控制： 圖1（a）數控系統執行。

M04對反轉回路進行控制，與前述正轉控制回路機理相似。

在圖1（b）中利用交流接觸器常閉觸點KM1、KM2實現電機M的正反轉互鎖。

1.2 數控系統脈沖信號控制三相電機直流繼電器互鎖設計

用直流繼電器對三相電機互鎖，就是用圖1（b）中直流繼電器常閉觸點J1、J2，而不用KM1、KM2，現研究互鎖效果：

電機M正轉控制：圖1（a）數控系統執行M03，使得直流繼電器J1線圈帶電，圖1（b）中直流繼電器J1的常開觸點閉合，交流接觸器KM1線圈帶電，其輔助常開觸點KM1對J1常開觸點自鎖，同時J1的常閉觸點斷開，即斷開了反轉控制電路，暫時實現互鎖，圖1（c）中主觸點KM1閉合，三相電機M正轉。這時數控系統又很快使得圖1（a）中J1線圈斷電，圖1（b）中直流繼電器J1的常開觸點斷開，但由于自鎖則電機M仍正轉，反轉控制回路中的常閉觸點J1又閉合，致使反轉互鎖失效；同理分析得圖2電機M反轉也使正轉互鎖失效。

2 數控系統持續信號控制三相電機互鎖設計

2.1 數控系統持續信號控制三相電機交流接觸器互鎖設計

將圖1（a）去掉M05和直流繼電器線圈J3后即為JBK-301型車床數控系統采用持續信號控制主軸電機數控系統接口電路，其控制電路如圖2，主電路仍如圖1（c）所示。

電機M正轉控制：圖1（a）數控系統執行M03，直流繼電器J1線圈帶電，圖2直流繼電器J1的常開觸點閉合，交流接觸器KM1線圈帶電，圖1（c）中主觸點KM1閉合，三相電機M正轉，圖2中KM1的常閉觸點接在反轉控制回路中實現互鎖。

電機M停轉控制：數控系統執行M05使得圖1（a）直流繼電器J1、J2線圈均斷電，圖2中直流繼電器J1、J2的常開觸點均斷開，交流接觸器KM1、KM2線圈均斷電，圖1（c）中主觸點KM1、KM2均斷開，三相電機M停轉。

電機M反轉控制：圖1（a）數控系統執行M04，對反轉控制回路進行控制，與正轉控制機理相似，KM2的常閉觸點接在正轉控制回路中實現互鎖。

2.2 數控系統持續信號控制三相電機直流繼電器互鎖設計

對圖2若用直流繼電器互鎖，則把圖2中KM1、KM2分別換成直流繼電器常閉觸點J1、J2即可，這兩種互鎖設計均能有效。

3 結論

（1）數控系統脈沖信號控制三相電機用圖1（b）寫在上方的交流接觸器輔助常閉觸點互鎖有效，而用圖1（b）寫在下方的直流繼電器常閉觸點互鎖無效。

（2）數控系統持續信號控制三相電機用圖2交流接觸器輔助常閉觸點互鎖有效，而把圖2中KM1、KM2換成相應直流繼電器的常閉觸點J1、J2互鎖也有效。

參考文獻：

[1]趙慶志，譚培紅，柳濤.數控機床動力伺服系統原理及故障診斷維修[J].煤礦機械，2013，34（09）：305-307.endprint