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[摘 要]随着经济的发展，机械设计制造业也得到了快速的发展。在机械制造行业，计算机也被广泛应用到各个相关领域，尤其是数控技术，在机械制造行业中所起到的作用尤為突出。数控技术应用于机械制造行业，使得机械加工与制造的自动化水平和生产效率都有了明显的提升。本文首先对电气自动化数控车床的电气控制系统以及数控车床的基本组成进行了概述，详细探讨了电气控制系统的设计，旨在促进机械制造业的发展。
[关键词]电气自动化；数控车床；电气控制设计
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0120-01
数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术。随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。
1 电气自动化数控车床的电气控制系统
1.1工作原理
数控车床的工作原理是通过计算机程序实现的，在数控机床的工作过程中，工作人员将需要加工的工件的具体需求以文字和图片的形式，运用计算机的程序将其转换为符合数控车床系统的代码，并将其输入到数控机床的控制系统中进行加工件的加工，数控机床系统会根居输入的信息进行加工控制，保证加工程序与加工件的需求一致，进而实现运用数控车床进行加工件加工的工作。
1.2功能特点
（1）数控机床在加工与使用的过程中对加工件的的适应性高，大部分符合数控机床生产要求的产品都可以加工，在加工过程中精确度、稳定性和平稳性都很高，符合机械产品的加工需求，而且可以与加工件的加工需求相匹配，实现生产的需求，对于比较复杂的加工件，数控车床能够进行适当的调整，使数控车床的加工工作符合加工件的需求。（2）数控车床在生产加工过程中的操作简单方便，节省生产时间，尤其是在加工件的加工过程中，如果出现加工件某部分需要进行更改的状况，使用数控车床加工时不用重新进行加工，只需直接更改数控车床的数控程序，使之符合加工件的加工需求即可，节省了生产时间，提高了生产效率。（3）数控车床在生产与使用过程中，提升了机械制造加工行业的自动化水平，使之在日益激烈的市场竞争中脱颖而出，尤其是数控机床技术运用了计算机信息技术，有利于机械制造行业的生产与管理。数控车床的操作与使用要求工作人员具有更高的业务能力和技术素质，许多相关的工作人员都进行了相关的培训，提高了相关行业的整体专业技术水平。
2 数控车床的基本组成
数控车床组成 数控车床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。
2.1机床本体
数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。
2.2 CNC单元
CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。
2.3输入输出设备
输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。输出指输出内部工作参数，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。
2.4驱动装置
驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。
2.5可编程控制器
可编程控制器是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。
3 电气控制系统的设计
根据数控车床的结构特点与组成部分，设计了一款数控车床的电气控制系统，下面从以下两方面进行简要分析。
3.1对伺服驱动电气控制系统的设计
数控车床的电气控制系统对数控机床的工作起到十分重要的作用，伺服系统的电气控制系统的设计十分重要，在进行伺服系统的电气控制系统设计要从控制数据开始。电气控制系统应该从CNC装备开始传输数据，将数据通过伺服系统进行相对运动来完成操作。现阶段，计算机技术和网络技术不断发展，在进行本款数控车床的伺服系统设计时，为了使数控车床伺服系统的各类零部件与伺服系统软件技术相结合，使之在加工过程中符合加工件的需求，在设计过程中，用PLC技术进行控制，提升伺服系统的抗干扰性。
3.2对主轴电气控制系统的设计
数控车床系统中的主轴对加工件生产过程中的精确度有重要的影响，同时对加工件的质量和整体的生产效率都有影响，因而，在进行本款主轴电气控制系统的设计时，综合考虑各方因素。（1）在进行主轴的电气控制系统设计时，根据电气控制的要求，设计了合理的电气原理图，编写了正确的PLC程序。（2）确定了主轴的大小、转速、运行位置、运行速率等，根据加工需求，进行了标准配置，合理的选用元器件，使本款设计能够保障主轴的精确度，保证加工件生产过程中的稳定性。
4 结束语
综上所述，探讨电气自动化数控车床电气控制设计对机械设计制造业的发展具有重要的作用。因此，必须进一步加强电气自动化数控车床电气控制设计，这样才能促进机械设计制造业的快速发展。
参考文献
[1]郭景全.数控技术与自动化在金属制品行业中的应用分析[J].世界有色金属，2016（11）：183-184.
[2]彭雪峰，张敏.电气自动化数控车床电气控制设计[J].山东工业技术，2016（20）：3.
[3]谢曼.探索GS30数控车床电气控制系统改造设计[J].数字技术与应用，2017（09）：16-17.
[4]李建华，周旭.面向实训现场的柔性加工自动化生产线改造[J].内燃机与配件，2018（02）：26-27.
[关键词]电气自动化；数控车床；电气控制设计
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0120-01
数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术。随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。
1 电气自动化数控车床的电气控制系统
1.1工作原理
数控车床的工作原理是通过计算机程序实现的，在数控机床的工作过程中，工作人员将需要加工的工件的具体需求以文字和图片的形式，运用计算机的程序将其转换为符合数控车床系统的代码，并将其输入到数控机床的控制系统中进行加工件的加工，数控机床系统会根居输入的信息进行加工控制，保证加工程序与加工件的需求一致，进而实现运用数控车床进行加工件加工的工作。
1.2功能特点
（1）数控机床在加工与使用的过程中对加工件的的适应性高，大部分符合数控机床生产要求的产品都可以加工，在加工过程中精确度、稳定性和平稳性都很高，符合机械产品的加工需求，而且可以与加工件的加工需求相匹配，实现生产的需求，对于比较复杂的加工件，数控车床能够进行适当的调整，使数控车床的加工工作符合加工件的需求。（2）数控车床在生产加工过程中的操作简单方便，节省生产时间，尤其是在加工件的加工过程中，如果出现加工件某部分需要进行更改的状况，使用数控车床加工时不用重新进行加工，只需直接更改数控车床的数控程序，使之符合加工件的加工需求即可，节省了生产时间，提高了生产效率。（3）数控车床在生产与使用过程中，提升了机械制造加工行业的自动化水平，使之在日益激烈的市场竞争中脱颖而出，尤其是数控机床技术运用了计算机信息技术，有利于机械制造行业的生产与管理。数控车床的操作与使用要求工作人员具有更高的业务能力和技术素质，许多相关的工作人员都进行了相关的培训，提高了相关行业的整体专业技术水平。
2 数控车床的基本组成
数控车床组成 数控车床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。
2.1机床本体
数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。
2.2 CNC单元
CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。
2.3输入输出设备
输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。输出指输出内部工作参数，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。
2.4驱动装置
驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。
2.5可编程控制器
可编程控制器是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。
3 电气控制系统的设计
根据数控车床的结构特点与组成部分，设计了一款数控车床的电气控制系统，下面从以下两方面进行简要分析。
3.1对伺服驱动电气控制系统的设计
数控车床的电气控制系统对数控机床的工作起到十分重要的作用，伺服系统的电气控制系统的设计十分重要，在进行伺服系统的电气控制系统设计要从控制数据开始。电气控制系统应该从CNC装备开始传输数据，将数据通过伺服系统进行相对运动来完成操作。现阶段，计算机技术和网络技术不断发展，在进行本款数控车床的伺服系统设计时，为了使数控车床伺服系统的各类零部件与伺服系统软件技术相结合，使之在加工过程中符合加工件的需求，在设计过程中，用PLC技术进行控制，提升伺服系统的抗干扰性。
3.2对主轴电气控制系统的设计
数控车床系统中的主轴对加工件生产过程中的精确度有重要的影响，同时对加工件的质量和整体的生产效率都有影响，因而，在进行本款主轴电气控制系统的设计时，综合考虑各方因素。（1）在进行主轴的电气控制系统设计时，根据电气控制的要求，设计了合理的电气原理图，编写了正确的PLC程序。（2）确定了主轴的大小、转速、运行位置、运行速率等，根据加工需求，进行了标准配置，合理的选用元器件，使本款设计能够保障主轴的精确度，保证加工件生产过程中的稳定性。
4 结束语
综上所述，探讨电气自动化数控车床电气控制设计对机械设计制造业的发展具有重要的作用。因此，必须进一步加强电气自动化数控车床电气控制设计，这样才能促进机械设计制造业的快速发展。
参考文献
[1]郭景全.数控技术与自动化在金属制品行业中的应用分析[J].世界有色金属，2016（11）：183-184.
[2]彭雪峰，张敏.电气自动化数控车床电气控制设计[J].山东工业技术，2016（20）：3.
[3]谢曼.探索GS30数控车床电气控制系统改造设计[J].数字技术与应用，2017（09）：16-17.
[4]李建华，周旭.面向实训现场的柔性加工自动化生产线改造[J].内燃机与配件，2018（02）：26-27.