数控机床调试作业

一、数控机床电器柜及其电磁兼容性设计要点要考虑哪几方面？电柜是电器元件的载体，也是这些电器元件最直接的保护层，好的电柜设计是保证电气系统以至整个机床正常运行的必要条件在国标gb5226-1《工业机械电气设备》第一部的通用技术条件中，对电柜设计有较明确的要求，下面针对西门子数控系统特点简要说明对电柜设计的要求。

1、电柜的电源部分设计。

在设计电柜前，先要了解客户的供电形式，一般的供电形式按照中线连接方式分3种：即tn系统，it系统和tt系统，而我国较常采用的是tn-c系统。这3种系统的定义如下，tn-c系统：

系统的地线和中线共用1根线，在电源侧这根线与大地相连，俗称三相四线制；tt系统：中线在电源侧直接接地，地线单独直接接地；it系统：中线悬空，地线单独接地对于这样的供电系统，由于没有中线，需要有附加的隔离变压器来提供1个中线西门子系统可以适合多种电网结构，但最好是采用tt结构的三相五线制，这样地线和零线分开，避免了因为三相电压的不均衡而造成中线带电，从而影响到系统的稳定运行。

电柜设计时也最好采用三相五线制结构，它的输入电压有3种，400v/415v和480v，通过电源模块上面的拨码来进行设定。输入电源频率为50-60hz。在中国的电网结构中采用是380的tn结构的三相四线制，这样地线和零线共用1根线，这时地线的接地电阻至关重要，一般对数控机床而言，接地电阻要求在10ω以内。

同时对电柜中需要220v的场合(比如空调等)，需要用附加380v的转220v的变压器降压来得到220v，原则上不允许用1根火线和1根零线来得到，因为这样会在地线上形成大的电流，容易损害数控系统，对用户电网上其他设备也是一种危险。对一些接地不能符合要求的地方，建议采用隔离变压器，避免接地不好对系统造成损害。

2、电柜内的空间布局。

在电柜中为了防止电气元件相互之间的电磁干扰，在设计时：要尽量把强电部件和弱电部件在空间上分开，西门子的驱动部分和其他的一些变频器是电柜内主要的干扰源。在空间上要与其他敏感的电气部件保持大于200mm的安装距离。

plc的输入输出模块是电柜里容易受干扰的部分，安装时要把驱动的金属外壳接到电柜的接地排上，有条件的话可以把这些驱动部分安装在电柜里的无漆镀锌板上，再用大面积的接地线把这些镀锌板连接在一起，然后接到电柜的接地排上驱动器的动力电缆在工作时会产生强大的电磁干扰，因而电源线要尽量和其他线分开布线在接线时动力电缆从驱动模块的下方走，而信号电缆从驱动上方走，要尽量避免和动力电缆走同一线槽其他的一些控制电缆(比如6364等)用线扎绑扎到一起后从驱动的上方走，理想情况下，这些控制信号和编码器反馈电缆之间要保持一定距离，如果在同一线槽走线时要保持一定距离，最好采用保持架。从驱动上方走的线不要搭驱动的金属表面上，因为这样会挡住驱动上方的通风口，同时驱动在工作时金属表面温度很高会损害电缆。电柜里其他的信号电缆最好和动力电缆分开布置，可以在空间上垂直交叉走线，但绝对不能平行于动力电缆走在同一个走线槽中。

不能将信号电缆直接经过产生强磁场的装置，比如电动机变压器等尽可能将同一电路中未屏蔽的出线和回线相互缠绕在电气柜中布置。

在电柜里的线要越短越好，特别是电源的进线和电动机的动力线，如果电气柜有电抗器和滤波器的话，这些器件要尽量靠近电源模块和电源的进线处。滤波器在工作时金属表面处在带电状态，所以滤波器的接地更重要。柜内过长的电源线不要盘在一起，避免天线效应产生电磁干扰，对一些强的干扰源比如大的接触器继电器如果不能在空间上隔离的话，可以考虑加上一个金属的隔离板，防止互相干扰。

在电柜空间的布局上，除了要考虑电磁干扰以外，还要考虑散热要求。系统要求工作在40以下，温度过高不仅容易损害系统硬件，还会降低驱动的输出功率。驱动是电柜中需要散热的主要元件，根据功率不同有几种散热方式，一般是采用内部风冷，风的流向是从模块的下部吹向上部，所以要在模块的上部和下部预留至少100mm的空间用来散热。

现在大部份的电柜采用空调来散热，也有采用热交换器式的风扇散热，但由于排风扇不能做到很好的密封，使得粉尘和潮湿的空气能进入到电柜里面，空气中的水分子凝结将会导致电气部件的故障，因而只能在气。

候干燥，环境整洁的车间内使用这种方式散热。其他地方尽量采用空调，空调大小的选择和安装位置直接影响到散热效果，一般对西门子驱动来说，建议空调的功率按电源模块的2%来选择。安装位置要尽可能地靠近电源模块，因为电源模块是发热的主要部分。

同时还得考虑空调出来的风的流向，冷风不能直接吹到模块上面，因为这样会容易结露，图示是空调正确的安装方法。

3、电柜内电磁兼容性的设计。

除了上述在空间上尽量减少电磁干扰以外，还得在屏蔽和接地方面采取相应的措施保证满足电磁兼容性要求。电磁兼容性除了保证自己设备免受电磁干扰而正常工作以外，还得保证不对外部电网和环境产生电磁干扰，这就是国际上的电磁兼容性要求，简称emc。良好的接地除了是保护操作者人身安全的必要条件以外，也是保护设备和系统正常运行的必要条件西门子所有的部件都需要良好的接地，接地时要保证接地线的截面积，通常电气柜中各部件接地导线的截面积要大于6mm。

同时还要保证有良好的接触，接线的线头要采用端子结构，采用醒目的黄绿颜色标准的接地电缆，不许串行连接。图示是整个系统接地示意图，所有的接地采用星形连接，连接到电柜里面的接地排上，接地排最好采用导电好的铜排，不能用电气柜的底板代替。良好的屏蔽也是减少电磁干扰的措施之一。

如前所述变频器和驱动是主要的电磁干扰源，因而对他们的屏蔽很重要。伺服电动机的动力电缆应采用屏蔽电缆，特别是主轴的动力电缆一定要采用屏蔽电缆，否则会容易损害与它靠近的其他电气元件，有时甚至会损害主轴的编码器。西门子的动力电缆都带有屏蔽层，上面连接有一个喉箍，连接时把喉箍固定在驱动电源的屏蔽架上(如图示)，也可以把电缆的塑料皮剥开，利用电缆固定支架把电缆的屏蔽网与电气柜中的壳体紧密连接。

对于传输模拟信号和数据电缆的两端的屏蔽也必须接地，对接触器、继电器、电磁阀等其他电感部件的线圈应直接连接阻容元件，即常说的灭弧装置电抗器滤波器和进线开关之间最好也要使用屏蔽电缆，电抗器是保护驱动电源工作的重要部件，对西门子驱动而言，5kw和10kw的电源模块已经内置1个电抗器，其他型号的电源需要单独配置西门子电抗器滤波器是防止驱动对外围电路干扰的装置。对于大于36kw的驱动，必须要使用滤波器，如果在电柜里面单独使用的变频器最好也要使用单独的滤波器。电气柜内其他需要滤波器的地方要另外。

增加滤波器，驱动的滤波器只能单独提供给驱动用。

二、电气生产工艺流程设计内容有哪些？

1、数控机床电气柜与数控机床电气部件的连接及其检测方案。2、数控机床通电前后的检查项目和结果。3、加载标准数据的过程和方法。

4、数控机床基本功能检查项目。5、机床相关参数的调整。6、误差补偿项目和方法。

7、整机功能考验项目、目的和流程。8、数据备份内容和备份文件的命名。9、关闭口令及更改口令。

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