数控车床电动刀架PMC控制及常见故障诊断

目录

摘要 (4)

引言 (5)

第一章、数控车床的分类 (6)

1.1、按车床主轴位置分类 (6)

1.2、按加工零件的基本类型分类 (7)

1.3、按刀架数量分类 (7)

1.4、按功能分类 (7)

第二章、数控车床刀架的概况 (8)

2.1刀架的产生 (8)

2.2刀架基本结构 (9)

2.3刀架的分类 (9)

2.4刀架的几种典型结构 (10)

2.5、刀架工作原理 (12)

第三章、数控车床刀架的PLC控制 (15)

3.1、可编程逻辑控制器（PLC）的作用 (15)

3.2、可编程逻辑控制器（PLC）的组成 (15)

第四章、自动换刀的电器控制 (16)

4.1、刀架电气控制系统 (16)

4.2自动换刀的电气控制线路 (19)

第五章、数控车床自动换刀PLC控制 (21)

5.1、电气设计要求 (21)

5.2、PLC编程的基本步骤及基本编程 (22)

5.3、电动刀架PLC控制 (25)

第六章、数控车床刀架故障与诊断 (28)

6.1故障分析 (28)

总结 (32)

摘要

数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总

数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。

为了完成不同工序的加工工艺，加工时需要很多刀具，必须配有自动换刀装置。自动换刀装置的功能就是储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换，同时具有换刀时间短，刀具重复定位精度高，结构紧凑及安全可靠等特点。

引言

电动刀架是数控车床重要的传统结构，由于该类刀架采用全电控制，无需另加液压或气动等其它动力源，故对简化机床控制的复杂程

度带来好处。合理的选配电动刀架，可以缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性。另外，加工工艺适应性和连续工作的工作能力也明显提高;尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制算法，对执行机构发出相应的控制指令外，很重要的一点是数控机床须配备易于控制的电动刀架，以便一次装夹所需各种刀具，灵活，方便地完成各种几何形状的加工。

电动刀架是数控车床进行自动换刀的实现机构，实现刀架上刀盘的转动和刀盘的开定位、定位与夹紧的运动，以实现刀具的自动转换，具有传动机械结构、电气正反转控制、PLC 编程控制等数控机床的核心内容，是每一个学习数控机床结构的学生必须掌握的，具有机械、电气的综合特点，同时电动刀架在数控加工过程中容易出现故障。

第一章、数控车床的分类

数控车床可分为卧式和立式两大类。卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。按刀架数量

分类，又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。双刀架卧车多数采用倾斜导轨。

数控车床与普通车床一样，也是用来加工零件旋转表面的。一般能够自动完成外圆柱面、圆锥面、球面以及螺纹的加工，还能加工一些复杂的回转面，如双曲面等。车床和普通车床的工件安装方式基本相同，为了提高加工效率，数控车床多采用液压、气动和电动卡盘。

数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给系统压系统、冷却和润滑系统等部分组成。数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。

1.1、按车床主轴位置分类

(1)立式数控车床立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。

(2)卧式数控车床卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。

1.2、按加工零件的基本类型分类

（1）卡盘式数控车床这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或

不淬火卡爪(即软卡爪)。

(2)顶尖式数控车床这类车床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。

1.3、按刀架数量分类

(1)单刀架数控车床数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。

(2)双刀架数控车床这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。

1.4、按功能分类

（1）经济型数控车床采用步进电动机和单片机、PLC对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。

（2）普通数控车床根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。

（3）车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以进行

径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工，

第二章、数控车床刀架的概况

2.1刀架的产生

电动刀架是数控车床重要的传统结构，由于该类刀架采用全电控制，无需另加液压或气动等其它动力源，故对简化机床控制的复杂程度带来好处。合理的选配电动刀架，可以缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性。另外，加工工艺适应性和连续工作的工作能力也明显提高;尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制算法，对执行机构发出相应的控制指令外，很重要的一点是数控机床须配备易于控制的电动刀架，以便一次装夹所需各种刀具，灵活，方便地完成各种几何形状的加工。

2.2刀架基本结构

数控刀架作为数控车床的动作执行部件，其基本结构：

（1）驱动装置主要有电机、液压电动机、齿轮、齿条。

（2）分度装置通过机械液压传动结构到所需工位间的转动。

结构主要分为间歇分度结构和连续分度机构。快速换刀一

般选用双向旋转的连续分度机构。

（3）预定位装置到达所需的工位后，停止分度运动，以便于齿盘正确啮合。伺服电机驱动刀架，利用伺服电机编码器

作为预定位。

（4）松开、刹紧装置齿盘副的松开刹紧。为了完成快速杀紧和得到的杀紧力，松开和刹紧一般选用液压和机械等来实

现松开和刹紧。

（5）精定位装置刀具在切削时需要很高的刚性和定位精度，因此刀架都选用齿盘副做的精度定位元件。

（6）发信装置包括工位信号（编码器）和动作控制信号。

（7）装刀装置包括刀盘、刀夹及夹刀装置。目前刀盘有2种模式：欧式VDI、日式槽刀盘。德国标准VDI刀盘DIN69880

和DIN69881标准。

（8）数控刀架换刀动作系统发出指令——齿盘松开——刀架旋转分度——到达目标工位并发信号给系统——预定位—

—齿盘锁紧精定位——系统确认后工件切削。

为满足不同工件的加工要求，数控刀架分为4、6、8、10、12工位，形式为立式和卧式。

2.3刀架的分类

按刀架的回转轴线分类，有绕水平轴旋转分度和绕垂直轴旋转分度两大类。按装刀数来分常见的有四工位电动刀架和六工位电动刀架等。按机械定位方式分，常见的有端齿盘定位，三齿盘定位，斜板圆销转位电动刀架等。三齿盘定位电动刀架(又称为“免抬刀架”)可实现上刀体不抬起而顺利地转位换刀的要求，排除了冷却液、加工屑对刀架转位时的影响，较为可靠地解决了刀架的密封问题。斜板圆销转位电动刀架结构简单，工作可靠。

2.4刀架的几种典型结构

（1）排刀式刀架

排刀式刀架一般用于小规格数控车床，以加工棒类为主的机床较为常见，它的结构形式为夹持着各种不同用途刀具的刀夹沿着机床X 坐标轴方向排列在横向滑板或一种称为快换台板上。这种刀架的特点之一是刀具布置和机床调整都较方便，可以根据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀具在一把刀完成车削任务后，横向滑板只要按程序沿X轴向移动预先设定的距离后，第二把刀就到达加工位置，这样就完成了机床的换刀动作。这种换刀方式迅速、省时、有利于提高机床的生产效率。

（2）数控车床方刀架

经济型数控车床方刀架是在普通车床四方刀架的基础上发展的一种自动换刀装置，其功能和普通四方刀架一样：有四个刀位，能装夹四把不同的刀具，方刀架回转90`时，刀具变换一个刀位，但方刀架的回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制的。换刀时方刀架的动作顺序是：刀架抬起、刀架转位、刀架定位和刀架夹紧。完成上述动作要求，有相应的机构来实现。

（3）转塔回转刀架

转塔回转刀架适用与盘类零件加工。在加工轴类零件时，可以换用四方回转刀架。由于两者底部安装尺寸相同，更换刀架十分方便。回转刀架动作根据数控指令进行，由液压系统通过电磁换向阀进行控制，其动作过程分为如下四个步骤：（1）、刀架抬起，（2）、刀架转位、（3）、刀架压紧，（4）、转位液压缸复位。如果定位、压紧动作正常，刀架会发出信号表示已完成换刀过程，可进行切削加工。

（4）盘形自动回转刀架

盘形自动回转刀架根据刀位又可分为A型、B型和C型，其中A 型和B型刀架可配置12把刀具，C型可配置8把刀具。A、B型回转刀盘的外切刀可使用25mm*150mm标准刀具和刀杆截面为25mm*25mm的可调工具，C型可用尺寸为20mm*20mm*125mm的标准刀具。镗刀杆直径最大为32mm。该种刀架更换和对刀十分方便。刀位选择由刷形选择器进行，松开、夹紧位置检测由微动开关控制。整个刀架控制是一个纯电气系统，结构简单。

（5）车削中心的动力刀架

车削中心的动力刀架的刀盘上可以安装各种非动力辅助刀夹（车刀夹、镗刀夹、弹簧刀夹、莫氏刀柄），夹持刀具进行加工，还可安装动力刀夹进行主动切削，配合主机完成车、铣、钻、镗等各种复杂工序，实现加工程序自动化、高效化。该刀架采用端齿盘作为分度定位元件，刀架转位由三相异步电机驱动，电动机内部带有制动机构，刀位由二进制绝对编码起器识别，并可双向转位和任意刀位就近选刀。动力刀具由交流伺服电机驱动，通过同步齿形带、传动轴、传动齿轮、端面齿离合器将动力传递到动力刀夹，再通过刀夹内部的齿轮传动，刀具回转，实现主动切削。

2.5、刀架工作原理

该装配图为螺旋升降式四方回转刀架，其工作原理见图：

图2-1 数控车床四工位刀架结构

1-直流伺服电动机；2-联轴器；3-蜗杆轴；4-蜗轮丝杠；5-刀架底座；6-粗定位盘；7-刀架体；8-球头销；9-转为套；10-电刷座；11-发信号；12-螺母；

13、14-电刷；15-粗定位

图2-1所示为经济型数控机床常用方刀架结构，该刀架可以安装四把不同的刀具转位信号有加工程序指定。其工作过程为：刀架抬起—

刀架转位—刀架定位—夹紧刀架。

（1）刀架抬起

当数控装置发出换刀指令后，电动机1启动正常，通过套筒连轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动蜗轮丝杠4转动。刀架体7的内孔加工有螺纹，与蜗轮丝杠旋合，蜗轮与丝杠为整体结构。蜗轮丝杠内孔与刀架中心轴式间隙配合，在转位换刀时，中心轴固定不动，蜗轮丝杠绕中心轴旋转。当蜗轮开始转动时，由于刀架底座5和刀架体7上的端面齿处在啮合状态，且蜗轮丝杠轴向固定，因此刀架体7抬起。

（2）刀架转位

当刀架体抬至一定距离后，刀架底座5和刀架体7的端面齿脱开，转位套9用销钉与蜗轮丝杠4联接，随蜗轮丝杠一同转动，当端面齿完全脱开时转位套正好转过160°（如图所示），球头销8在弹簧力的作用下进入转位套9的槽中，带动刀架体转位。

（3）刀架定位

刀架体7转动时带着电刷座10转动，当转到程序指定的刀号时，粗定位销15在弹簧力的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位，同时电刷13接触导体使电动机1翻转。由于粗定位槽的限制，刀架体7不能转动，使其在该位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现精确定位。

（4）夹紧刀架

电动机继续反转，此时蜗轮停止转动，涡杆轴3自身转动，当两端面齿增加到一定夹紧力时，电动机1停止转动。

译码装置由发信体13.14组成，电刷13负责发信号，电刷14负

责位置判断当刀架定位出现过位或不到位时，可松开螺母12，调好发信体11与电刷14的相对位置。

L 数字输出

图4-1、电动刀架电机的控制硬件连接图

当PLC 应用程序由数控系统的信号接口或从机床控制面板得到换刀指令后，控制刀架电机正转，同时通过PLC 的数字输入监控刀架的实际位置。如果刀架的实际位置等于指令刀具的位置，PLC 应用程序控制刀架电机反转锁紧，并启动延时控制。延时时间到达后，刀架反转停止，换刀过程结束。

第三章、数控车床刀架的PLC 控制

3.1、可编程逻辑控制器（PLC ）的作用

数控机床的自动控制由CNC 和PLC 共同完成，其中CNC 负责完成与数字运算和管理有关的功能，如编辑加工程序、插补运算、译码、位置伺服控制等；PLC 负责完成与逻辑运算有关的各种动作。PLC 接

受CNC控制代码M（辅助功能）、S(主轴转速)、T（选刀、换刀）等顺序动作信息，对其进行译码后转换成相应的控制信号，驱动辅助装置完成一系列开关动作，如装夹工件、更换刀具和开关切削液等。

PLC是一种专门应用于工业环境，以微处理器为基础的通用型自动控制装置，这种装置的主要作用是解决工业设备逻辑关系与开关量控制，故称为可编程逻辑控制器PLC（prammable logic controller）。在数控机床上使用PLC取代传统的继电器控制系统，使得数控机床的结构更加紧凑，功能更丰富，响应速度更快，工作更可能。

3.2、可编程逻辑控制器（PLC）的组成

数控机床的控制可分为两大部分：一部分是坐标轴运动的位置控制；另一部分是数控机床加工过程的顺序控制。在讨论PLC、CNC和机床各机械部件、机床辅助装置、强电回路之间的关系时，常把数控机床分为“NC侧”（数控系统侧）和“MT侧”（机床侧）两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件和软件、与CNC系统连接的外部设备：“MT侧”包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置、机床操作面板、继电器线路和机床强电线路等。PLC处于CNC和MT之间，对NC侧和MT侧的输入、输出信号进行处理。

MT侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等不同而有很大差别。机床机构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。一般来说，最终受控对象的数量和顺序控制程序的复杂程度从低到高依次为CNC车床、CNC铣床、加工中心、FMC、FMS。

PLC在数控机床中有三种不同的配置方式。

（1）PLC在机床一侧，代替了传统的继电器一接触器逻辑控制，PLC有(m+n)个输入/输出（I/O）点。

（2）PLC在电气控制柜中，PLC有m个输入和输出（I/O）点

（3）PLC在电气控制柜中，而输入和输出接口在机床一侧，这种配置方式使CNC与机床接口的电缆大为减少。

第四章、自动换刀的电器控制

4.1、刀架电气控制系统

电动刀架为四工位，每个刀位对应一个刀位到位信号，当刀架运动经过工位时，发出相应的控制信号，使得电机反转，对销反靠，双端齿精定位，螺纹升降夹紧，电机运动停止。

数控刀架转到工位时，由安装在刀架内部的霍尔传感器检测刀架到位信号，

刀架信号输出端由高电平转到低电平，由信号采集电路对这一瞬时信号进行采集和保持，输出相对应的工位信号（高电平信号），相应的中间继电器线圈得电工作，使得刀架反转夹紧。

数控机床刀架是由机床PLC来进行控制，对于普通的四工位刀架来说，控制比较简单，一般用于普通的车床。我们分析车床刀架的控

制原理其实就是指刀架的整个换刀过程，刀架的换刀过程其实是通过PLC对控制刀架的所有I/O信号进行逻辑处理及计算。实现刀架的顺序控制。另外为了保证换刀能够正确进行，系统一般还要设置一些相应的系统参数来对换刀过程进行调整。下面我们分析PLC控制下的换刀过程。在分析之前，我们首先了解刀架控制的电气部分。刀架电气控制部分如图所示。图中的a是刀架控制的强电部分，主要是控制刀架电机的正转和反转，来控制刀架的正转和反转；图b是刀架控制的交流控制回路，主要是控制两个交流接触器的导通和关闭来实现a 中的强电控制；图c部分是刀架控制的继电器控制回路及PLC的输入及输出回路，整个过程的控制最终是由这个模块来完成的。

图a 强电电路图b 接触器电路

图c PLC的输入输出2、图中各器件的作用如下：

3、自动刀架控制涉及到的I/O信号如下：

PLC输入信号：

X4.0~X4.3：1~4号刀到位信号输入；

PLC输出信号：

Y0.1：刀架正转继电器控制输出；

Y0.2：刀架反转继电器控制输出。

自动换刀的电器控制

4.2自动换刀的电气控制线路

电动刀塔电动机是由电动机、制动器、热保护开关组成一体的三相力矩电动机，制动器安装在电动机后端盖上，制动器的线圈为DC24V 直接线圈，热保护开关在电动机绕阻内，电气控制线路。。

电动刀塔电气控制线路

接触器KM1控制电动机正转，接触器KM2控制电动机反转，接

触器KM1、KM2分别由继电器KM1、KM2控制。断路器QF实现电动机的短路和过载保护。继电器KM3控制电动机的制动器线圈，当KM3闭合，电动机后端的制动器线圈获电动作，电动机处于松开状态，当KM3断开，制动器线圈断电，电动机啊处于锁紧状态。当电动刀架转到目标位置的前一位置时，继电器KM4获电动作，预分度电磁铁线圈获电，当电动刀架到换到位置时，电磁铁推动插销移动，分度到位检测接近开关SQ1发出信号，停止电动机转动，电动机反转进行锁紧。锁紧到位后，接近开关SQ2发出信号，继电器KA3获电动作，电动机制动，完成换刀控制后，KA4、KA3断电。

第五章、数控车床自动换刀PLC控制

数控车床中电动刀架上夹持各种不同用途的刀具，通过旋转分度定位来实现机床的换刀动作。下面以电动刀架BWD40-1为例，分析数控车床自动换刀的PLC控制过程。

电动刀架为六工位，采用蜗杆蜗轮传动，刀架电动机正转实现刀架松开并进行分度，反转进行锁紧并定位。电动机的正反转由接触器KM6、KM7控制，刀架的松开和锁紧靠微动行程开关SQ1进行检测，刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测。具体控制电路

如图5-1所示。

图5-1数控车床电动刀架电气控制线路

5.1、电气设计要求

1)机床接收到换刀指令(程序的T码指令)后，刀架电动机正转进行松开并分度控制，分度过程中要有转位时间的检测，检测时间设定为10s，每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警。

2)刀架分度并到位后，通过电动机反转进行锁紧和定位控制，为了防止反转时间过

长导致电动机过热，要求电动机反转控制时间不得超过0.7s。

3)电动机正反转控制过程中，还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。

4)自动换刀指令执行后，要进行刀架锁紧到位信号的检测，只有检测到该信号，才能完成T代码功能。

5)自动换刀过程中，要求有电动机过载、短路及温度过高保护，并有相应的报警信息显示。自动运行中，程序的T代码错误(T=0或

T>7)时相应有报警信息显示。

数控机床的故障分析与维修维护论文

数控机床的故障分析与维 修维护论文 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.

毕业设计任务书 题目: 数控机床的故障分析与维修维护 技术 学生姓名：王鹏远 学号： 0 专业班级：机电一体化三班 指导教师：张燕 2012年06 月 05日

摘要 本文主要研究数控机床故障分析及消除措施的相关内容。从数控机床故障诊断的基础内容谈起，介绍数控机床故障规律。接着讲述数控机床的常见故障，包括机械故障、伺服系统故障、PLC等电气故障。最后通过实例具体介绍数控机床故障产生后分析处理的过程。从而得知，数控机床维修是一门复杂的技术，要熟悉数控机床的各个部分，理论加实践，提高工作效率。 关键词数控机床故障诊断

目录 1、引言 (3) 2、数控机床故障诊断 (3) 数控机床的故障规律 (3) 数控机床故障诊断的一般步骤 (3) 3、数控机床常见故障诊断与维修 (8) 数控机床机械结构故障诊断与维修 (8) 常见伺服系统故障及诊断 (11) 数控机床PLC故障诊断的方法 (13) 4、数控机床常见故障诊断及维修实例 (14) （1）主轴出现噪声的故障维修 (14) （2）丝杠窜动引起的故障维修 (15) 结论 (17) 致谢 (17) 参考文献 (18)

1 引言 精数控机床是一种高效的自动化机床，他综合了计算机技术，自动化技术，伺服驱动，精密测量和密机械等各个领域的新的技术成果，是一门新兴的工业控制技术。由于其经济性能好，生产效益高，在生产上处于越来越重要的地位。为了提高机床的使用率，提高系统的有效度，结合工作实际浅谈一下数控系统故障处置和维修的一般方法。以提高数控机床的维修技术。 2 数控机床故障诊断 数控机床的故障规律 与一般设备相同，数控机床的故障率随时间变化的规律可用图1所示的浴盆曲线表示。在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度大致分为3 个阶段，即早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。 早期故障期：早期故障期的特点是故障发生的频率高，但随着使用时间的增加迅速下降。 偶发故障期：数控机床在经历了初期的各种老化、磨合和调整后，开始进入相对稳定的正常运行期。在这个阶段，故障率低而且相对稳定，近似常数。偶发故障是由于偶 然因素引起的。 耗损故障期：耗损故障期出现在数控机床使用的后期，其特点是故障率随着运行时间的增加而升高。出现这种现象的基本原因是由于数控机床的零部件及电子元器件经过长时间的运行，由于疲劳、磨损、老化等原因，寿命已接近衰竭，从而处于频发故障状态。 数控机床故障诊断的一般步骤

电力负荷控制技术应用及发展趋势分析

电力负荷控制技术应用及发展趋势分析 发表时间：2018-10-01T17:51:58.973Z 来源：《基层建设》2018年第24期作者：赵鹏 [导读] 摘要：电力负荷控制系统是我国电力系统的重要组成部分，电力负荷控制技术是保证电力负荷控制系统正常工作的重要技术，进而也是整个电力系统正常工作的技术保障，电力负荷控制技术的内容比较复杂，在应用的过程中必须抓住该技术的要点使其更好地发挥作用。 国网吉林省电力有限公司榆树市供电公司吉林长春 130400 摘要：电力负荷控制系统是我国电力系统的重要组成部分，电力负荷控制技术是保证电力负荷控制系统正常工作的重要技术，进而也是整个电力系统正常工作的技术保障，电力负荷控制技术的内容比较复杂，在应用的过程中必须抓住该技术的要点使其更好地发挥作用。本文将研究电力负荷控制技术及应用情况。 关键词：电力负荷；控制技术；应用；发展趋势 1电力负荷控制技术 1.1无线电力负荷控制技术 无线电力负荷控制技术采用无线电波作为信息传输通道，控制中心通过无线电台与中转站、接收执行站交换信息，向大中小各用户发送各种负荷控制指令，控制用户侧用电设备的控制系统，实现负荷控制目的。 1.2工频电力负荷控制技术 工频电力负荷控制技术要求在每个变电站装设一台工频信号发射机，应用配电网络作为传输通道。其基本原理是根据控制中心发来的控制信号，在配电变压器低压侧，在电源电压过零点前25°左右时产生一个畸变，该畸变信号返送到10kV侧，再传输给该变电站的低压侧。 由于畸变是按照信息编码的要求产生的，所以在接收端通过判别电压过零前的畸变来接收编码信息，即可实现用户侧的负荷控制。 1.3载波电力负荷控制技术 传统的载波通信是把载波信号耦合到高压线的某一相上，经高压线传送，接收端通过从同一相的高压线上获取此载波信号来实现一对一的远方通信。而载波负荷控制技术是把调制到10kHz左右频率的控制信号耦合到配电网的6～35kV母线上，并随配电网传输到位于电网末端的低压侧。位于低压侧的载波负荷控制接收机从电源中检测出此控制信号，完成相应的控制操作。载波电力负荷控制能直接控制到千家万户，有很好的扩展性。 2电力负荷控制技术的主要内容 电力负荷控制技术属于电力系统远动技术的范畴，电力负荷控制系统作为我国电力系统中众多控制系统中的一个组成部分，具有其自身的特点和优势，电力负荷控制系统与电网监控系统最大的不同就是电力负荷控制技术主要是控制用户端的用电情况，而不是控制发电站的发电情况。电力负荷控制技术的应用既增加了电力系统的用电安全又从某种程度上降低了用电的成本。电力负荷控制技术的内容比较复杂，下面将介绍电力负荷控制技术的主要内容。 2.1监控电力系统中的负控终端 电力系统中的负控终端就是指用电的个人或者部门那一端，在对实际的用电终端实施检测之前，应该利用模拟技术模拟出不同的用电环境，利用相关的检测软件和计算机技术来控制系统中的硬件部分，进而对模拟的不同用电环境中用电终端的用电情况进行控制和检测，找到及时解决用电问题或者是电路问题的方法，这是电力负荷控制技术的工作原理。电力负荷控制技术在实际的使用过程中主要是通过在用电终端安装检测控制装置，监测用户终端的用电情况，可以限制用户的用电量，防止不合理不公平用电情况的发生，维护用电终端的用电秩序，保证用户用电的合理性。控制系统还可以完成远程电表数据的观测工作，在用户没有及时缴费的情况下提醒用户缴纳电费或者是在用户电量将要用完的情况下提醒用户续缴电费，保证用户用电的连续性，防止因电力问题影响用户的生活。负控终端的检测工作不仅能够保证用户端用电的合理性，而且还能够为电力企业的生产和销售工作提供依据，终端控制系统能够收集实时的用电数据，电力企业可以根据用电数据分析用户的用电需求情况，合理安排电力的生产工作和营销工作。 2.2电力负荷控制技术的主要类别 目前电力负荷控制技术主要包括四种：工频电力负荷控制技术、音频电力负荷控制技术、载波电力负荷控制技术、无线电力负荷控制技术、光纤通讯与GPRS公网通讯模式等。工频电力负荷控制技术主要应用于变电站，在变电站安装工频信号发射器，一般情况下每个变电站配设一台工频信号发射器，传输工频信号发射器发射出的信号的通道是配电网络。工频电力负荷控制技术的主要工作程序是：调度中心发射带有一定指令的控制信号，人为地造成变电站相应装置的短路，进而让高压母线上的电压在短时间内产生一定程度的畸变，人为造成的短路是根据调度中心发出信号中携带的指令进行的，因此人为短路的形成也携带了一定的信息，使接收端可以根据不同的信息编码完成相应的负荷控制工作。音频电力负荷控制技术则是在变电站安设信号注入设备，一般情况下也是每个变电站配设一套信号注入设备，输入信号设施的主要部件有站端控制机、载波式音频信号发射器和信号耦合设备，其中站端控制机主要负责接收带有不同指令的调度信号，并把调度信号输入到载波式音频信号发射机，载波式音频信号发射机把带有指令的信号转换成音频脉冲，信号耦合设备把音频脉冲注入到配电网中，实现对用电终端的检测和控制。载波电力负荷控制技术主要是通过把控制信号进行调制，调制成为六到十六赫兹的信号，利用信号耦合设备把经过调制的信号注入到六到三十五千伏的配单线路中，电压系统中的低压部分装设的载波负荷控制接收装置接收耦合设备传输的信号，并根据信号的要求完成对用电终端的检测控制工作，载波电力负荷控制技术的工作流程与音频电力负荷控制技术的工作流程具有相似之处，但是载波电力负荷控制技术能够控制电线所到之处所有部位的负荷情况。无线电力负荷控制技术主要依靠无线电波来完成对用电终端的控制，具体控制流程为：调度指挥中心利用无线电台发射无线电波，通过无线电波来向中转站和接收执行站传输信息，接收执行站通过分析无线电波中携带的信息和指令来完成相应的负荷控制工作。 这四种电力负荷控制技术都有自己的优势和特点，其中音频电力负荷控制技术和载波电力负荷控制技术在使用过程中信号的传输质量更高，系统能够根据高质量的信号更好地完成控制工作而且设备价格也比工频电力负荷控制技术和无线电力负荷控制技术中的设备价格低，但是系统的维修改造费用较高，控制范围不如其他技术的控制范围广。无线电力负荷控制技术的信息传输效率高，能够在短时间内通过传输大量的信息完成多项控制工作。在实际的电力负荷控制技术选择的过程中应该根据具体的资金情况、系统的环境等具体情况选择出

过程控制技术试卷(A卷)(DOC)

①试画出该控制系统的方框图； ②方框图中各环节的输入信号和输出信号是什么？整个系统的输入信号和输出信号又是什么？ ③系统在遇到干扰作用（如冷物料流量突然增大 ）时，该系统如何实现自动控制的？ 答：如图所示为该控制系统的方框图。 该控制系统及各环节的输入、输出信号如图所示。整个系统的输入信号为：给定值y s ，干扰作用f ，输出为热物料出口温度T ，

当冷物料流量增大 ，则出口温度y 减小，TT 检测后所得y m 减小，偏差信号e=y m -y s <0，输入调节器后产生控制信号u ，使执行器或调节阀加大阀门开度，使温度T 升高，从而实现控制。 2.图1-12为贮糟液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值， （1）试画出该系统的方框图； （2）指出系统中被控对象，被控变量，操纵变量，干扰作用各是什么？ （1（2）该系统中被控变量对象为贮槽；被控变量为贮槽液位；操纵变量为出水流量；干扰作用为：进水流量，大气温度等。 3.试从图2-58某对象的反应曲线中，表示出该对象的放大系数，时间常数和滞后时间。 解：如图所示： k= ()(0)()(0)H H x x ∞-∞-=1()(0)H H qv ∞-? T T=10t t -，00τ=

c τ 如图所示，不存在容量滞后， ∴0c τ= 4.什么是双位控制，比例控制，积分控制，微分控制，它们各有什么特点？ 答：①位式控制器的输出只有几个特定的数值，或它的执行机构只有几个特定的位置。最常见的是双位控制。，它们输出只有两个数值（最大或最小），其执行机构只有两个特定的位置（开或关）。 位式控制器结构简单，成本较低，易于实现，应用较普遍。但它的控制作用不是连续变化的，由它所构成的位式控制系统其被控变量的变化将是一个等幅振荡过程，不能使被控变量稳定在某一数值上。 ②积分控制（P ）是指调节器的输出信号变化量 与输入信号变化量e(t)成比例关系： ， --比例放大系数，比例控制的伏点是反应快，控制及时，其缺点是当系统的负荷改变时，控制结果有余差存在，即比例控制不能消除余差，因此只在对被控变量要求不高的场合，才单独使用比例控制。 ③积分控制（I ）：调节器输出信号的变化量与输入偏差的积分成正比，即： 式中 --积分速度， --积分时间。积分规律的特点是控制缓慢，但能消除余差。由于输出变化量总要滞后于偏差的变化，因此不能及时有效地克服扰动的影响，加剧了被控变量的波动，使系统难以稳定下来，故不单独使用积分控制规律。 ④微分控制（D ）--指调节器输出信号的变化量与输入偏差的变化速度成正比。即 。 -- 微分时间。 微分控制规律的特点是有一定的超前控制作用，能抑制系统振荡，增加稳定性；由于其输出只与偏差的变化速度有关，而与偏差的存在无关，因此，不能克服确定不变的偏差。故也不单独使用。 5．调节器参数整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？ 答：当一个控制系统设计安装完成后，系统各个环节及其被控对象各通道的特征不能改变了，而唯一能改变的就是调节器的参数，即调节器的比例度 、积分时间T I 、微分时间T D 。通过改变这三个参数的大小，就可以改变整个系统的性能，获得较好的过渡过程和控制质量。调节器参数整定的目的就是按照己定的控制系统求取控制系质量最好的 0t

数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修实用版

YF-ED-J1252 可按资料类型定义编号 数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修实用 版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

数控车床电动四工位刀架常见故障分析和维修实用版 提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 本文通过对数控车床电动四工位刀架的结 构与工作原理进行阐述，并以该类刀架的一些 典型故障为依据进行分析，剖析了其相应机械 和电气方面的故障原因，并提出相应的维修方 案。 本人单位近年来购入多台数控车床供教学 使用，随着时间的推移，部分车床的电动四工 位刀架出现不同性质的故障，导致机床无法正 常使用，甚至产生了刀具和工件相撞的现象， 给教学带来较大影响。本文通过对该类故障的

典型例子进行了原因分析，并提出故障排除方法，供大家参考。 数控车床电动四工位刀架的工作原理 在进行刀架维修之前，我们先分析一下数控车床电动四工位刀架的结构和工作原理。 电动四工位刀架工作原理如下描述：当数控系统发出信号，通过放大线路驱动继电器使电机旋转（正转），电机驱动涡轮蜗杆机构将上刀体升起一定位置后，离合转盘起作用，带动上刀体旋转到所选刀位，刀位发信盘向数控系统发出信号，假如刀架已旋转到正确刀位，此时刀架控制器（继电器）使电机反转，使得刀体下降，齿牙盘啮合，从而完成精定位，并通过蜗杆、锁紧蜗轮，使电动刀架锁紧，当夹紧力达到预先调好的状态后，电机停转，完成

(完整版)华中数控车床常见故障诊断与维修毕业设计

毕业论文（设计）题目华中数控车床常见故障诊断与维修 班级 110217 专业数控设备应用与维护 分院工程技术分院 指导教师王锐

2013年 11 月 30 日 目录 摘要 (1) 第1章数控车床维修基础 (2) 1.1 数控车床维修的基本要求 (2) 1.2 故障的分析方法 (4) 1.3 维修的基本步骤 (5) 第2章华中系统的诊断与维修 (8) 2.1 CNC系统的主要故障 (8) https://www.sodocs.net/doc/211678019.html,C系统软件故障纤细及其成因 (9) https://www.sodocs.net/doc/211678019.html,C硬件故障现象及其成因 (9) 2.4 CNC系统的自诊断 (10) 第3章华中数控机床常见故障诊断及维修实例 (11) 3.1 数控机床出现急停故障 (11) 3.1.1机床一直处于急停状态，不能复位 (12) 3.1.2在自动运行的过程中，报跟踪误差过大引起的急停故障 (12) 3.1.3伺服单元报警引起的急停 (12) 3.1.4主轴单元报警引起的急停 (13) 3.2 机床回参考点（回零）故障 (13) 3.2.1参考点编码器类故障分析与维修 (13) 3.2.2回零重复性差或参考位置偏差 (14) 3.2.3参考点位置偏差一个栅格（参考点发生整螺距偏移） (15)

3.2.4回参考点时，出现超程报警 (15) 3.2.5回参考点过程中出现“软超程”报警 (16) 3.3 刀架故障 (16) 3.3.1刀架抬起不转动故障 (17) 3.3.2刀架旋转不止故障 (18) 3.3.3刀架定位不准故障 (18) 3.3.4刀架转动不到位故障 (19) 3.4 数控机床PLC故障诊断的方法 (19) 第4章设计小结 (21) 参考文献 (22) 致谢 (23) 摘要 系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功 能的能力，故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。 数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障 是难免的。机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触 不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、 灰尘，操作失误等都可导致数控机床出故障。为了便于维修，现将各系统 的结构简介和维修如下。 关键词: 数控机床故障诊断，影响，分析故障，排除故障 第1章数控车床维修基础 1.1 数控车床维修的基本要求

电力负荷控制的原理分析及控制策略 刘海丰

电力负荷控制的原理分析及控制策略刘海丰 发表时间：2017-12-23T21:52:29.097Z 来源：《电力设备》2017年第26期作者：刘海丰 [导读] 摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的需求量也在逐渐增加，对电力负荷控制的关注度也越来越高，加强对电力负荷的控制变得非常的重要。通过对电力负荷控制，不但能有效的节约用电，还能降低供电线路的损耗，同时还能有效的提升电网运行过程中的可靠性和经济性。 （国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司内蒙古 028000） 摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的需求量也在逐渐增加，对电力负荷控制的关注度也越来越高，加强对电力负荷的控制变得非常的重要。通过对电力负荷控制，不但能有效的节约用电，还能降低供电线路的损耗，同时还能有效的提升电网运行过程中的可靠性和经济性。本文对电力负荷控制的原理及控制策略进行了分析和探讨。 关键词：电力负荷控制；原理；控制策略 一、电力负荷控制简介 电力负荷控制运用所涉及的核心机能包括：计算机技术应用、信息管理技术以及自动控制系统。电力系统能通过该系统的运行来对电力营销实行监控和管理，同时，通过该系统还能实现对数据的采集、网络的连接以及营业抄收等。负荷控制的别称就是负荷管理，是通过碾平负荷曲线均衡电力负荷的使用，从而有效的提升电网系统运行的经济性和安全性，促进整个企业的效益增长。负荷控制的方法非常多，比较常见的控制方式有直接控制、简介控制、集中控制以及分散控制。 二、电力负荷控制的原理分析 2.1电力负荷系统的组成 电力负荷的主要构成部分是负荷控制中心、通信系统以及控制终端。负荷控制中心也被称为主控站，主要是针对各个负荷的终端进行控制和监视，作为负荷控制中心监视和控制的核心设备，用户端是控制终端的安装位置。 2.2电力负荷系统的工作原理 负荷控制终端主要由主控组件、显示单元、电台、调制解调组件、输入输出组件以及一些开关电源组成，以下是电力负荷系统的工作原理： （1）电源接通以后，系统会默认进入上电复位程序开始运行，首次运行的过程中，终端会收到一系列由中心站发出的运行参数，然后终端会依据该参数进行运行。正常运行过程中，中心站发出指令信号，由终端天线接收后经电台解调为SK低频信号送至调制解调单元，再将处理数据送向主控单元。主控单元的应用程序截取异步通信接口的数据后，经过分析识别后分由不同的系统组织进行处理。 （2）经过对上述的数据进行传输后，终端怎会根据中心站所发出的一些运行参数通过变送器计算出模拟量，然后再计算出相应的电压和电流。而开关的分、合状态则被控辅助接电送出的开关信号检测。然后终端在接收到相应的命令后，就会执行当地的闭环空，并发出声光信号。当功控时间段内，负荷超过规定值时，系统就会发出声光报警，若报警信号达到一定的次数而没有进行一定的处理措施，终端系统就会自动跳闸，后期也会轮番的出现跳闸现象。等负荷值低于规定值时，警告信号就会自动的消除，等功控时段结束后，用户就能进行合闸操作。 （3）接收功控解除或允许合闸的命令后，越限跳闸状态就可以进行解除，而电量控制状态下，日电量或者是月电量超过电量定值的百分之八十时，警报信号会再次发出，完全超过定量值时，终端便会采取跳闸行动。同样，当有功控解除或允许合闸后，又或是在日末或月末时，有关电量的越状态会自动清除。 三、电力负荷的控制策略 3.1削峰 制定年度削峰计划时，应按年度负荷延续曲线，确定削峰目标。在峰荷期间削减负荷，可用：（1）减荷，即由客户主动在峰荷期间停用可间断负荷避峰。 （2）直接控制负荷，即用集中或分散型控制装置在峰荷时直接控制负荷。 （3）用分时电价刺激客户在峰荷时降荷，其关键是要制定一个合理的高峰电价，在峰荷期间，客户每增加1kW负荷，由发电到输、配电各环节的设备容量均需相应增加。因此，高峰负荷期间，客户除应支付电能电费外，还需要支付发、输、配电设备每千瓦摊销的投资。为了鼓励客户均衡用电，低谷期间的电能电价应给予优惠，而高峰期间的电能电价则应予以提高。这样，客户在高峰期间的用电就要交纳比低谷期间高得多的电费。 （4）实行可间断供电电价，即对客户可间断供电负荷进行控制，则电力公司将对该客户的电价给予不同的电价优惠。提前通知的时间日分为一天、四小时和一小时三种。规定控制时间应不少于每天六小时和每年一百小时。 3.2填谷 所谓填谷就是在不是用电的高峰期时段使用电力，具体的实施方法有： （1）可以在用电的低谷时段采取一定的措施，对热量进行及时的存储，在这一时段是可以存储到大量的热量，而整个电网在运行的时候可以依靠这些热量进行十几个小时的热量供应； （2）在不同的季节要采取不同的电价，这样能有效的改善和调节每年用电的低谷时期和高峰时期； （3）对电价的定价要采取非高峰时段用电计算价格的方式； （4）要实行不同时段采取不同电费计价标准的方式来进行填谷。 3.3移荷 所谓移荷，是将客户在高峰时的用电移到峰前和峰后使用。其方法有： （1）贮热，此种电气加热器贮热容量不够大，只能供应三个小时左右的应用； （2）用分时电价鼓励客户移荷； （3）对电器设备进行控制，例如可以控制电弧炉和加热炉之类的电气设备，使其由峰荷移出。 3.4政策性节电降载

第四讲--先进过程控制技术

第四讲先进过程控制技术 1工业生产过程的先进控制 1.1先进控制的概念 现代控制理论和人工智能几十年的发展已为先进控制奠定了应用理论基础，而DCS的普及与提高，则为先进控制的应用提供了强有力的硬件和软件平台。企业的需要、控制理论和计算机技术的发展是先进控制（Advanced Process Control）发展强有力的推动力。 先进控制是对那些不同于常规单回路PID控制，并具有比常规PID控制更好控制效果的控制策略的统称。先进控制的任务是用来处理那些采用常规控制效果不好，甚至无法控制的复杂工业过程控制的问题。其主要特点如下： ①与传统的PID控制不同，先进控制是一种基于模型的控制策略，如模型预测控制和推断控制等。目前， 基于知识的控制，如智能控制和模糊控制，正成为先进控制的一个重要发展方向。 ②先进控制通常用于处理复杂的多变量过程控制问题。如大时滞、多变量耦合、被控变量与控制变量存 在着各种约束等。 ③先进控制的实现需要足够的计算能力作为支持平台。随着DCS功能的不断增强，更多的先进控制策 略可以与基本控制回路一起在DCS上实现，有效地增强先进控制的可靠性、可操作性和可维护性。 从全厂综合自动化的角度看，先进控制恰好处在承上启下的重要地位。性能良好的先进控制是在线优化得以有效实施的前提，进而可将企业领导者的经营决策、生产管理和调度的有关信息及时落实至全厂生产装置的实际运行中，并可真正实现全厂综合优化控制。 1.2先进控制的核心内容 作为一个整体，先进控制系统应包括从数据采集处理、数学模型建立、先进控制策略到工程实施的全部内容。 1.2.1数据的采集、处理和软测量技术 利用大量的实测信息是先进控制的优势所在。由于来自工业生产现场的过程信息通常带有噪声，数据采集时应作滤波处理，采集到的数据还应进行过失误差的检测与识别和过程数据的有效性检验及数据调理工作，这是先进控制应用的重要保障。 基于可测信息和模型，实时计算不可测量的变量，即软测量技术，是先进控制中不可缺少的内容。 1.2.2多变量动态过程模型辨识技术 获取对象的动态数学模型是实施先进控制的基础。实际工业过程模型化是一项专门的技术，它涉及到过程动态学、系统辨识、统计学以及人工智能等多种知识。目前类似模型预测控制这样的先进控制策略均采用工业试验的方法来获取控制模型，而机理模型和智能模型建立也有望成为有效的控制模型。 1.2.3先进控制策略 先进控制采用了合理的控制目标和控制结构，可更好地适应工业生产过程的需要。先进控制主要解决： ①个别重要过程变量控制性能的改善，主要采用单变量模型预测控制与原控制回路构成所谓的“透明控 制”的方式 ②解决约束多变量过程的协调控制问题，主要采用带协调层的多变量预测控制策略 ③推断质量控制，利用软测量的结果实现闭环的质量卡边控制。涉及到的主要控制策略有模型预测控制、 推断控制、协调控制、质量卡边控制、统计过程控制，以及模糊控制、神经控制等。 1.2.4先进控制的实施 先进控制在实施时需要解决许多具体的工程问题：

刀架原理简介

刀架原理简介 该装配图为螺旋升降式四方回转刀架，其工作原理见图： 图2-1 数控车床四工位刀架结构 1-直流伺服电动机；2-联轴器；3-蜗杆轴；4-蜗轮丝杠；5-刀架底座；6-粗定位盘；7-刀架体；8-球头销；9-转为套；10-电刷座；11-发信号；12-螺母； 13、14-电刷；15-粗定位 图2-1所示为经济型数控机床常用方刀架结构，该刀架可以安装四把不同的刀具转位信号有加工程序指定。其工作过程为：刀架抬起—刀架转位—刀架定位—夹紧刀架。 （1）刀架抬起 当数控装置发出换刀指令后，电动机1启动正常，通过套筒连轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动蜗轮丝杠4转动。刀架体7的内孔加工有螺纹，与蜗轮丝杠旋合，蜗轮与丝杠为整体结构。蜗轮丝杠内孔与刀架中心轴式间隙配合，在转位换刀时，中心轴固定不动，蜗轮丝杠绕中心轴旋转。当蜗轮开始转动时，由于刀架底座5和刀架体7上的端面齿处在啮合状态，且蜗轮丝杠轴向固定，因此刀架体7抬起。

（2）刀架转位 当刀架体抬至一定距离后，刀架底座5和刀架体7的端面齿脱开，转位套9用销钉与蜗轮丝杠4联接，随蜗轮丝杠一同转动，当端面齿完全脱开时转位套正好转过160°（如图所示），球头销8在弹簧力的作用下进入转位套9的槽中，带动刀架体转位。 （3）刀架定位 刀架体7转动时带着电刷座10转动，当转到程序指定的刀号时，粗定位销15在弹簧力的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位，同时电刷13接触导体使电动机1翻转。由于粗定位槽的限制，刀架体7不能转动，使其在该位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现精确定位。 （4）夹紧刀架 电动机继续反转，此时蜗轮停止转动，涡杆轴3自身转动，当两端面齿增加到一定夹紧力时，电动机1停止转动。 译码装置由发信体13.14组成，电刷13负责发信号，电刷14负责位置判断当刀架定位出现过位或不到位时，可松开螺母12，调好发信体11与电刷14的相对位置。 刀架故障实例分析 刀架作为数控车床的重要配置在机床运行工作中起着至关重要的作用一旦出现故障很可能造成工件报废甚至造成卡盘与刀架碰撞的事故。在数控机床的故障维修中电气控制部分线路复杂故障现象多变有些故障现象不太明显查找难度比较大而机械部分与普通机床比较类似故障相对容易排除。在查找故障原因时要综合机械与电气两方面同时查找。 1）刀架换刀不到位或刀架不能锁紧的故障现象及原因 下面以配备GSK980TD系统(广州数控系统)的车床为例进行说明： 该车床在加工工件外圆时外圆刀突然出现“扎刀”待操作人员按“复位”按钮退回参考点后仔细检查：首先检查刀具是否松动或破损检查后刀具完好；其次检查工件毛坯余量是否过大经测量符合要求；由于是中途出现这一现象可以肯定加工程序不会有问题；于是操作人员又怀疑可能是“刀具补偿值”改错了经重新对刀后“刀具补偿值”与原来的一样；故障原因一时难以查出。 操作人员将机床系统复位后重新装夹另一个工件试车结果运行正常。就在连续加工几个工件后突然又出现同样的故障再次经过上述一系列的检查故障原因仍然没有查出最后找来了专业维修人员经过与操作人员沟通后维修人员首先测量机床系统输入电压和电流结果均正常怀疑可能是机械故障。 于是手动试车移动纵横向拖板、启动主轴、转动刀架就在连续手动转动刀架时突然发现刀架有些松动在机床运行过程中并未自动锁紧判断是刀架系统故障可是在加工过程中出现故障后并未显示“报警号”于是肯定是刀架机械故障。 维修人员将刀架拆卸后发现里边的1个弹簧定位反靠销断裂(数控电动四工位方刀架里边配有4个弹簧定位反靠销)在加工工件过程中当毛坯余量稍大或硬度过高时刀架转动到某一工位未断裂的弹簧定位反靠销受力时刀架可以自动锁紧刀具车削正常当刀架转动到某一工位断裂的弹簧定位销受力过大时刀架便不能自动锁紧刀具车削时便出现上述的故障。 故障处理 机床维修人员全面检查后该刀架电器控制部分正常属机械故障经过更换掉断裂的弹簧定位反靠销后安装好刀架重新试车故障得到排除。 2)沈阳SK630数控车床刀架故障的维护。 故障现象：换刀时，刀架转几周后才能换到所需的刀号位置。加工时刀架一边换刀，一边按程序编的轨迹运动。

数控机床常见故障分析与排除

数控机床常见故障分析与排除 发表时间：2018-04-11T12:27:05.030Z 来源：《防护工程》2017年第35期作者：吴家龙王荣峥刘晓龙 [导读] 但是我们也要清晰地认识到数控机床常见的各种故障，并且采取科学的故障排除方法消除与降低故障发生率，以此提高数控机床的稳定性。 山东工业技师学院山东潍坊 261053 摘要：数控机床是集电控技术、机械传动以及计算机编程等技术为一体的现代设备，近年来随着我国互联网、云计算以及大数据等技术的发展，数控机床呈现出网络化、智能化以及高精度化发展趋势。与此同时为了满足我国机械制造强国战略的实现，数控机床的科技含量越来越精密、系统结构越来越复杂，所以任何细微故障都会导致数控机床的正常运行。基于此，本文主要对数控机床常见故障分析与排除进行了简要的分析，以供参考。 关键词：数控机床；常见故障；排除 引言 数控机床是实现现代工业自动化、集成化的重要设备，同时也是集合了计算机技术、伺服技术、精密测量、自动化技术并具备知识密集与技术密集特性的综合型设备。正因如此，数控机床设备一旦出现故障，则会出现维修难度大、周期长，如此一来就会导致设备闲置、资源浪费，甚至影响正常生产，从而造成巨大的损失。 1机床故障定义 所谓机械故障是指机器设备或者设备的一部分丧失其原有功能的特有现象。对于可以修复的机器故障来说，这样的故障叫可修复故障；对于不可修复的故障而言，这样的故障叫不可修复故障。构成故障的因素有三个，分别是故障模式、故障机制、负荷。在现实生产实践中，根据出现故障的原因不同可以将故障做不同的分类。 2数控机床常见故障分析 2.1轴承故障 传动轴承却是整个系统的核心，也是故障发生较为频繁的部位，对于该部分的故障一般可以凭借维修人员的肉眼就可以准确的诊断并且给予维修解决。实践中对于轴承故障的处理方法主要包括：改进内部结构、重新布局齿轮等方法。当然如果存在主轴发热问题也需要重视，因为主轴发热表面主轴与滚动轴承之间摩擦产生的热量没有及时转移出来，最终会影响都爱车床本身的精密度，甚至会烧损主轴承。因此需要检修人员要及时观察主轴承间隙问题，控制润滑油，避免车床长期负荷运行； 2.2机床刀架故障 在数控机床运行过程中会出现刀盘不动的古装。对于刀盘不动的故障很有可能是由于机械卡阻、刀架电机烧坏等原因造成的，因此在具体的故障排除中需要采取功能程序测试法对刀盘故障进行逐一的检测，最终确定定位故障。具体分为以下几种情况：（1）如果刀盘上的某刀位连续回转不停，那么该故障一般就是由于霍尔元件损坏造成的，对此只需要更换元件就可以；（2）如果在换刀时存在不到位就有可能是因为磁钢圈周围对应霍尔元件靠前导致，因此对此只需要在刀架锁紧状态下用内六方扳手先松开磁钢盘，再转动适当角度，使磁钢与霍尔元件位置相对即可。 2.3进给伺服系统故障 对于普通机床和数控机床而言，进给伺服系统是两者之间的主要区别，该系统能够保障数控机床运营工作的稳定性。进给伺服系统在数控机床组成当中占据着非常重要的地位，发挥着其他系统无法取代的作用，具有信号跟踪功能稳定和精准性高的特点，可以为数控机床的安全稳定运行提供可靠的保障。其中，常见的集中的故障有位置反馈部位故障、电机故障以及伺服控制单元故障等。 2.4主轴驱动系统故障 数控机床的主轴旋转运动就是数控机床主轴驱动系统所表现出来的最主要功能。一般情况下，主轴驱动系统具有过载能力极强、减速时间较短、加速时间较短、恒功率范围较宽等特征。检测主轴流量方面的故障和主轴驱动系统故障是常见的两个故障。 3数控机床的常见故障排除方法 3.1直观检查法 所谓直观检查法，即是直接根据数控机床故障发生前后所表现出的直观化因素进行分析排除的检查方法。例如可以根据数控机床形、声、味、温等实际情况，从而有效确定故障范围，然而在进行有效排除。 3.2初始复位法 初始化复位法通常是运用于数控机床系统故障，如瞬时故障引起的系统报警。对于此类故障，通常可以采取初始化复位法排除，即通过开关系统电源逐次清除故障。但是如果是由于系统工作区因电池欠压、掉电等原因而造成的系统混乱，则应该及时对系统进行初始化清除，值得注意的是在此之前则应该做好数据拷贝工作，避免系统数据丢失带来的不便。 3.3自诊断法 数控机床一般都具备较强的自诊断功能，在对数控机床故障进行排除工作时，首先我们就可以利用数控机床的自诊断功能，从而根据监控系统及诊断系统显示的信息，大致区分故障发生的区域（如辨别是机械部分或数控部分的故障），最后根据系统与主机之间的接口信息，判别数控机床故障发生的大体部位。 3.4备件替换法 备件替换法通常是在大致分析分析出数控机床故障类型即部位时采用的排除方法。如我们诊断出数控机床故障原因大致是因为线路板出现了损坏，那么就可以立即换上备用的印刷电路板、集成电路芯片等元器件，从而有效缩短数控机床故障排除周期，使其快速投入正常运转以此提升企业的经济效益。但是值得注意的是，在使用备件替换法时，必须要仔细检查替换元器件与数控机床原有元器件的版本、型号是否一致，如不一致则不能替换。 4减少数控机床设备故障率的对策 4.1做好数控机床设备的日常管理 在实际操作过程中，首先应该做到正确的固定数控机床。尤其是在数控机床的主轴转速较高时，转速较高将会产生较大频幅的震动，

数控机床的故障分析及消除措施

山东广播电视大学 毕业论文（设计）评审表题目___数控机床的故障分析及消除措施 姓名孙中波教育层次专科 学号省级电大山东广播电视大学专业市级电大泰安广播电视大学指导教师于婷教学点宁阳

目录 摘要与关键词 (3) 1、引言 (3) 2、数控机床故障诊断分析 (3) 2.1数控机床的故障规律 (3) 2.2数控机床故障诊断的一般步骤 (4) 2.3数控机床的常用检修方法 (5) 3、数控机床常见故障诊断与维修 (6) 3.1数控机床机械结构故障诊断与维修 (6) 3.2常见伺服系统故障及诊断 (11) 3.3数控机床P L C故障诊断方法 (13) 4、数控机床常见故障诊断及维修实例 (14) 结论 (16) 致谢 (16) 参考文献 (17)

题目：数控机床的故障分析及消除措施 【摘要】本文主要研究数控机床故障分析及消除措施的相关内容。从数控机床故障诊断的基础内容谈起，介绍数控机床故障规律，故障诊断的一般步骤及方法。接着讲述数控机床的常见故障，包括机械故障、伺服系统故障、PLC等电气故障。最后通过实例具体介绍数控机床故障产生后分析处理的过程。从而得知，数控机床维修是一门复杂的技术，要熟悉数控机床的各个部分，理论加实践，提高工作效率。 【关键词】数控机床、故障、诊断、维修 1 引言 数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备，也是先进制造技术的基础技术装备。随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统及其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题。论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容。本论文将参考相关资料，根据自己的实际工作经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。 2 数控机床故障诊断分析 数控机床是个复杂的系统，一台数控机床既有机械装置、液压系统，又有电气控制部分和软件程序等。组成数控机床的这些部分，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。这些原因大致包括：机械锈蚀、磨损和失效；元器件老化、损坏和失效；电气元件、接插件接触不良；环境变化，如电流或电压波动、温度变化、液压压力和流量的波动以及油污等；随机干扰和噪声；软件程序丢失或被破坏等。此外，错误的操作也会引起数控机床不能正常工作。数控机床维修的关键是故障的诊断，即故障源的查找和故障定位。一般讲根据不同的故障类型，采用不同的故障诊断方法。 2.1数控机床的故障规律： 在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度大致分为 3 个阶段，即早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。 1.早期故障期：早期故障期的特点是故障发生的频率高，但随着使用时间的增加

电力负荷控制技术运用分析

电力负荷控制技术运用分析 发表时间：2019-01-08T17:07:34.983Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：张倩倩[导读] 摘要：电力负荷控制技术是实施计划用电、节约用电、安全用电的技术措施，具有遥控操作、负荷控制、远程抄表、实时监控等功能，为需求侧管理提供了有效的技术支持，负荷控制系统的应用使需求侧管理工作有了相应的成效，利用负荷控制系统进行负荷管理，提高了客户终端用电效益，电力负荷控制系统也将在用电管理现代化实现的进程中起到越来越重要的作用本文对电力负荷控制技术运用进行 分析。 （山西省电力公司阳泉供电公司客户服务中心计量室山西省阳泉市 045000）摘要：电力负荷控制技术是实施计划用电、节约用电、安全用电的技术措施，具有遥控操作、负荷控制、远程抄表、实时监控等功能，为需求侧管理提供了有效的技术支持，负荷控制系统的应用使需求侧管理工作有了相应的成效，利用负荷控制系统进行负荷管理，提高了客户终端用电效益，电力负荷控制系统也将在用电管理现代化实现的进程中起到越来越重要的作用本文对电力负荷控制技术运用进行分析。 关键词：电力负荷；控制技术；运用现阶段，能源的不足成为了全世界普遍存在的问题，为了对这一问题进行解决，实现能源的有效利用。电力负荷控制技术就成为了电气企业必须应用的一项技术，在对这一技术进行应用的基础上能够有效的调控电价，无论是高峰期还是低谷期，在对电价进行调控的基础上才能够对用户进行调控，使得用户有意识的避开高峰用电期，进而对各个阶段和时间点的电力进行平衡。 1电力负荷控制装置结构功能对于电力负荷控制装置的结构功能主要能够分为集中控制和分散控制两种类型，其中在分散控制类型的结构上是能够直接安装在用户变电所以及配电箱内的负荷控制器，是对用电的时间以及天数等进行控制的开关。不仅能对用电的时间得到了有效控制，同时也对用电量定量器得到了有效控制，通过这一装置结构就能对用电负荷及时准确的进行监控，不仅如此，也能够对供电线路以及用电设备等从电力系统当中进行切除。另外，对于集中控制类型的电力负荷控制装置主要是通过中央控制机以及信息传输和控制终端几个部分所组成。中央控制机则是对信息处理控制的重要机构，而信息的传输则是信息传递的通道，最后的控制终端则是最高的智能终端，也就是双向终端，能够接收以及执行中心命令等。 2电力负荷控制技术类型分析 2.1无线电力负荷控制技术 无线电力负荷控制技术由于其信息传统通道是以无线电波为主，而将各种负荷控制指令发送给大中小各用户时则是由控制中心通过无线电台、中转站及接收执行站等来进行信息交换，从而达到对用户侧用电设备进行控制，无线电力负荷控制系统的应用，有效的确保了负荷控制的实现。 2.2工频电力负荷控制技术 工频电力负荷控制技术要求在每个变电站装设一台工频信号发射机，应用配电网络作为传输通道。其基本原理是根据控制中心发来的控制信号，在配电变压器低压侧，在电源电压过零点前25°左右时产生一个畸变，该畸变信号返送到10kV侧，再传输给该变电站的低压侧。由于畸变是按照信息编码的要求产生的，所以在接收端通过判别电压过零前的畸变来接收编码信息，即可实现用户侧的负荷控制。 2.3音频电力负荷控制技术 音频电力负荷控制技术与载波电力负荷控制之间不存在很大的差异，二者之间有很多共同点，音频电力控制技术实施的前提就是在各大变电站中安装信号注入设备，从而相互之间进行连接。注入设备包括站端控制机以及载波式音频信号发射机，除此之外还包括信号耦合装置。站端控制机的作用就在于其能够接收控制中心所发出的所有负荷控制指令，并且将其转入到载波式音频信号发射机之中，发射机在运行的过程中可以有效的将其进行转变，使其变为具有较大功能的控制信号，并且传送给配电网，将载波控制信号添加在配电网之上，在最后一个步骤才传输给用户。 2.4载波电力负荷控制技术 耦合载波信号存在于高压线之中，对高压线进行应用，从而向其某一相耦合载波信号传送，接收端能够在同一相高压线获取载波信号，在此基础上实现远方信号的一对一。将频率控制信号向配电网的母线耦合进行调制，并且传送向电网的末端低压侧，在传输的过程中还需要配合配电网。载波电力负荷能够对家家户户的进行直接的控制，其扩展性良好。 3电力负荷控制技术运用 3.1可运用于负控管理 电力负荷控制装置中的负荷控制功能可以向用户反馈电力负荷的情况和信息，让用户能够清楚的了解电力负荷的情况以便用户可以根据具体情况来安排自己的用电计划。电力负荷控制措施的实施能够让用户通过接收到的信息来进行生活及生产中的工作，为用户的用电计划提供理论的数据，使用户可以根据自身的实际情况来安排用电的顺序。电力公司也应当根据用户的用电情况来调整发电量，保证电能能够得到合理科学的使用，使发电计划合理化，促进企业经济的发展。通过采取电力负荷控制管理的措施，用户可以自由安排用电的时间，可以减少用户电力的支出。且电力公司可以采取相应的措施来应对市场的变化情况，保证能够及时有效的供电。用电高峰期容易造成线损，可以通过电力负荷控制装置来对高峰期的用电量进行有效控制，进而减少线损现象的发生。且通过采用电力负荷控制措施能够保证电能和计量装置的质量，有效保证供电的可靠性，进而实现电力企业营销自动化。且很多用电公司开始进行独立运作，很多硬件及软件技术也在不断发展，而电力负荷控制系统也成为用电公司的技术支持，其融合了营业运作、线损分析、多媒体信息、负荷预测等多种功能，是用电公司的必备设备。电力负荷控制系统目前已经深入到了用户内部，且目前的电力负荷控制技术能够实现负荷控制，并逐渐实现用电及配电的自动化管理，并得到了广泛的推广和应用。 3.2能够分析和预测负荷电量 预测的方法和手段以及预测所需的基础资料的质量决定了电力负荷分析的精确性。对数据的采集及整理是电力负荷控制系统的基本的功能，其获得的数据是预测及分析负荷电量的重要依据，且电力负荷控制系统提供的数据可以保证负荷电量分析及预测的准确性。 3.3远程自动抄表

数控车床刀架常见故障维修

数控车床刀架常见故障维修 数控技术及数控机床的应用，成功地解决了某些形状复杂，一致性要求高的中、小批零件的自动化问题，这不仅大大提高了生产效率和加工精度，还减轻了工人的劳动强度，缩短了生产准备周期。但是，在数控车床使用过程中，数控车床难免会出现各种故障，所以故障的维修就成了数控车床使用者最关键的问题。一方面销售公司售后服务不能得到及时保证，另一方面掌握一些维修技术可以快速判断故障所在，缩短维修时间，让设备尽快运转起来。在日常故障中，我们经常遇见的是刀架类、主轴类、螺纹加工类、系统显示类、驱动类、通信类等故障。而刀架故障在其中占有很大比例。在这里，分类介绍一下日常工作中遇见的四工位电动刀架各类故障及相应地解决方法，希望能给大家提供一些有益的借鉴。所用数控系统是广州数控设备有限公司所生产的gsk系列车床数控系统。中国国际模具网 故障现象一：电动刀架锁不紧中国国际模具网 故障原因处理方法中国国际模具网 ①发信盘位置没对正 :拆开刀架的顶盖，旋动并调整发信盘位置，使刀架的霍尔元件对准磁钢，使刀位停在准确位置。中国国际模具网 ②系统反锁时间不够长:调整系统反锁时间参数即可（新刀架反锁时间ｔ＝１.2ｓ即可）。中国国际模具网 ③机械锁紧机构故障 :拆开刀架，调整机械，并检查定位销是否折断。中国国际模具网 故障现象二：电动刀架某一位刀号转不停，其余刀位可以转动中国国际模具网 故障原因处理方法中国国际模具网 ①此位刀的霍尔元件损坏:确认是哪个刀位使刀架转不停，在系统上输入指令转动该刀位，用万用表量该刀位信号触点对+24v触点是否有电压变化，若无变化，可判定为该位刀霍尔元件损坏，更换发信盘或霍尔元件。中国国际模具网 ②此刀位信号线断路，造成系统无法检测到位信号:检查该刀位信号与系统的连线是否存在断路，正确连接即可。中国国际模具网 ③系统的刀位信号接收电路有问题:当确定该刀位霍尔元件没问题，以及该刀位信号与系统的连线也没问题的情况下更换主板。 数控技术及数控机床的应用越来越广泛,其加工柔性好,精度高,生产效率高,还减轻了工人的劳动强度,缩短了生产准备周期,具有很多的优点,但由于技术越来越先进、复杂,而数控车床使用过程中,难免会出现各种故障,故障及时排除就成了数控车床正常使用的保证。我校有十几台数控设备,数控系统有FANUC-OI、广数、华中等多种类 在数控机床维修中,经常会遇见一些刀架系统故障,给生产带来较大影响。如何快速判断故障所在,缩短维修时间,让设备尽快运转起来,显得尤为重要。本文针对四工位立式数控刀架系统在实践中所遇到的故障现象进行了研究和分析,找出了导致故障的原因,并对故障处理的关键技术也给出了相应地说明,能够较好地解决数控车床刀架故障的维修问题。 在数控车床使用过程中,难免会出现各种故障,在这些故障中,我们经常遇见的是刀架类、主轴类、系统显示类、驱动类、通信类等故障,而刀架系统故障在其中占有很大比例。下文将从刀架结构特点、电气部分接线原理、报警提示信息含义、PMC程序和系统参数的内涵等几