数控电动平台的控制电路

刘顺起　郎岩梅（哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040）

数控电动平台的控制电路

刘顺起郎岩梅
（哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040）

计算机技术的发展，使人类步入了信息化社会，数控电动平台作为信息技术在装备制造领域的应用，对装备制造工业的自动化、智能化和现代化进程的推进具有重要作用。本文针对数控电动平台的控制电路进行分析，为我国数控电动平台技术的发展提供资料参考。

数控；电动平台；控制电路

数控电动平台就是装有程序控制系统的自动化机床，又被称作数控机床。数控机床能够实现对控制编码和符号指令程序的逻辑处理并解读程序指令，通过数控装置放大，指挥数控机床各部分按照程序设计进行加工工作。数控机床的出现，代表着设备制造业步入了数字化化的时代，随着我国设备制造业智能化、自动化和现代化进程的不断推进，数控电动平台正在给我国机械制造业带来一场前所未有的技术革命。

1 数控平台控制电路设计原则

数控平台控制电路的设计，是数控平台能够实现数字化自动控制的前提，如何做好数控平台的控制电路设计，不仅是数控平台能够推广和发展的关键技术，而且数控平台控制电路的设计还影响着数控平台生产产品的质量和工作效率，概括来说，数控平台的控制电路设计有如下几个原则。

（1）最大限度的实现机械设计和工艺的要求。数控机床的机械与电一体化产品，因此数控电动平台的主轴和进给轴等伺服控制系统绝大多数都是机电式的，数控平台是机数控机床是机电一体化产品，数控机床的主轴、进给轴伺服控制系统绝大多数是机电式的，其输出都包括含有某种类型的机械环节和元件，它们是控制系统的重要组成部分，其性能直接影响数控机床的品质。

（2）保证数控电动平台能稳定、可靠运行。数控电动平台作为机电一体化设备，其结构中不仅包含着传统机床的加工系统，还含有一系列由精密的电子元件构成的伺服系统。数控电动平台的设计是为工业生产服务的，因此数控电动平台的运行稳定性直接影响着设备的加工效率。由于数控电动平台在工业生产中工作环境是比较差的，而且生产环境中电磁干扰现象也比较严重，因此，在数控电动平台的控制电路设计时，一定要保证电路设计不仅能够满足数控电动平台各设备和系统的工作需求，还能够有效的抵御环境中的电磁干扰，保证数控电动平台的稳定、可靠运行。

（3）便于组织生产，降低生产成本，保证产品质量。机械制造行业实现盈利的基础就是在保证产品质量的前提下通过各种不同的手段和措施降低生产成本。数控电动平台的控制电路设计中我们也应该时刻注意遵守这一原则。在进行数控电动平台的控制电路设计时，我们需要根据电动平台的生产需要进行合理的材料选择。要求尽量选择性价比高的材料，在保证产品质量的前提下降低生产成本。为了提高生产效率，我们还需要对控制电路进行合理的设计，设计应该以元器件的产品质量和品质为前提，并以便于安装、调试和维修为目标，方便企业组织生产。

（4）数控电动平台控制电路设计的安全原则。数控电动平台控制电路设计的安全原则，不仅是对数控设备生产安全的要求，也是对数控电动平台在为来运行安全的要求。为了满足数控电动平台控制电路的安全原则，我们首先要在控制电路安装时保证安装质量。在控制电路架设时，我们还要经过进一步检验，确定控制电路设计和安装符合数控电动平台的设计要求，避免因为控制电路设计安装质量问题导致数控平台投入使用后发生故障威胁用户的人身安全。

2 数控电动平台的控制电路

（1）数控电动平台主电路的设计和安装。一般来说，数控电动平台的主轴电路驱动装置均采用三相桥式设计，并采取反并联逻辑无环流可逆调速系统。这种设计不仅能够有效的缩短数控电动平台的制动时间，还能够将主轴旋转的机械能转换为电能传回电网。逻辑无环流可逆系统是利用逻辑电路，当一组晶闸被切断一组工作时，由逻辑控制单元自动切断两组晶闸管之间流通环流。相比于普通机械工作平台，数控电动平台会在电流调节器输入端添加一个逻辑电路来的电压，实现反组一开始就是发电制动，避免了反制动带来的电流冲击，保证了电动机由正转切换为反转过程中，电枢电流正向评委下降至零再反向的平稳上升。当主轴电机反转时，晶闸管一个起到整流器作用，另外一个座位逆变器，能够有效的的防治正反两组晶闸连通导致损坏。一般来说，数控电动平台逻辑电路需要满足只允许向一组晶闸提供触发脉冲并且当工作晶闸断流后才撤销其触发脉冲，防治逆变颠覆导致故障。当原来一组晶闸切断时，才能向另一组晶闸提供触发脉冲，预防过大电流的出现。

（2）控制回路。数控电动平台的控制回路采用电流反馈和速度反馈双闭环调速系统，在双闭环调速系统中，内环是电流环，外环是速度环。一般来说主轴电动机为他励式直流电动机，励磁绕组由另一路直流电源供电。双闭合调速系统能够通过模拟电压信号与实际转速反馈差值，控制电动机的转矩，避免超调，保证转速能够在最短时间内达到稳态。电流环能够对系统外来一直干扰及时作出相应，保证系统的加速和制度速度，对主轴的快速启停和稳定运行具有重要影响。磁场控制回路能够实现调压变速、恒转矩控制并实现恒功率控制等功能。直流主轴驱动装置一般具有速度到达、零速检测等辅助信号输出，同时还具有速度反馈消失、速度偏差过大、过载及失磁等多项报警保护措施，以确保系统安全可靠工作。

结语

综上所述，随着数控技术的发展，装备制造业已经逐渐步入了自动化、机械化和智能化，我国作为一个发展中国家，虽然装备制造业近年来得到了较快的发展，但由于我国数控技术起步时间较晚，不仅与国外数控电动平台技术差距较大，而且我国数控技术的发展远远不能满足工业生产对数控电动平台的迫切需求。由于进口数控电动平台价格较贵，国外数控电动平台厂家对我国施行严格的技术壁垒政策，进口平台的维修和使用都面临着很大困难。因此我国装备制造工业仍旧以传统的人力加机械的制造模式为主，这严重的影响了我国工业现代化的发展速度。为了满足我国设备制造工业对数控电动平台的迫切需求，对数控电动平台控制电路这一重要技术的研究和分析，对我国数控机械设备领域的发展具有积极影响。

[1]鲁国军.数控车床更新的历史性技术研究以及应用[J].硅谷，2013（11）.

TM921

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本论文受国家重大科学仪器专项《高端表面形貌测量系列仪器研究与开发》资助，项目编号（2011YQ160013）。