数控火焰切割机电路设计及信号干扰预防

    国内数控火焰切割机相关技术的发展源于早期的手工气割加工处理，随着近年来下游需求的带动，以数控自动化实现对传统气割加工方式的改造而形成的数控火焰切割机也在逐步得到完善，但出于各方面原因，在谈到数控机床的信号干扰及电路设计问题时，仍然有不少数控火焰切割机设备用户企业没有重视，其根本原因在于对于传统气割加工方式的固有观念，认为数控火焰切割机并没有涉及到对电子电路的元器件的使用。那么事实是否如此呢？以下武汉嘉倍徳科技生产部将为您解答。
    数控火焰切割机控制系统中既包含高电压、大电流的强电设备，又包含低电压、小电流的控制与信号处理设备，即弱电设备。强电设备产生的强烈电磁干扰对弱电设备的正常工作构成非常大的威胁。此外，数控火焰切割机系统所处生产现场的电磁环境较恶劣，系统外各种动力负载的干扰、供电系统的干扰、大气中电磁波的干扰等都会对系统内的弱电设备产生严重影响，由于弱电设备是控制强电的设备，所以一旦弱电设备受到干扰，较终将导致整个数控火焰切割机系统的瘫痪。
    从生产角度来看，通常从以下几个方面采取措施来提高数控火焰切割机系统的扰干扰能力。

一、减少数控火焰切割机电气控制系统中的干扰可采取以下措施
　　1. 在电源输入部分加压敏电阻保护（浪涌吸收器），对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行舒缓。
　　2. 感性负载加装吸收电路，舒缓瞬态噪声。系统中的感性负载如继电器、接触器、电磁阎、电动机等在关断时会产生强烈的脉冲噪声，影响其他电路的正常工作，必须在感性负载处加装吸收电路，舒缓瞬态噪声。直流电感元件（直流继电器线圈）并联续流二掇管。交流接触器、电磁阀、继电器的线圈并联RC阻容吸收器。三相交流电动机的电枢绕组之间并联RC阻容吸收器。
　　3. 保证良好的“接地”。“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术。数控系统和电气柜中的控制设备必须按照使用说明书的要求进行“接地”，否则电网中的许多干扰因素都会通过“地线”对机床的运行产生干扰。数控机床的地线系统有：信号地（工作地）——用来提供电信号的基准电压(ov)；框架地（保护地）——是以安全性及防止外来噪声和内部噪声为目的的地线系统，它是装置面板、单元外壳、操作面板及各装置间接口的屏蔽线；系统地——将框架地和大地相连接。对系统接地的要求为：在电气控制柜内，不允许中线与地线相连接，也不允许共用一个端子PEN（PE与N短接的端子称为PEN端子）；控制柜内应安装有接地排（可采用厚度>3mm的铜板）。接地排接人大地，接地电阻应小于40；系统各电气设备的框架地应用尽量粗和短的黄绿双色线连接到接地排上；框架接地线不要构成环路。
　　采用屏蔽技术。屏蔽技术用来舒缓电磁噪声沿着空间的传播，即切断辐射电磁噪声的传输途径。通常用金属材料或磁性材料把关键元件或组件的区域包围起来，使屏蔽体内外隔离。

二、减少数控火焰切割机供电线路和信号线路的干扰措施
    1. 数控火焰切割机远离具有中、高频电源的设备。
    2. 数控火焰切割机不要和大功率且频繁起停的设备用同供电干线供电。
    3. 对于电网电压较长时间的欠电压、过电压和电压波动的场合安装交流稳压器。
    4. 采用电源滤波器。电源滤波器的作用是双向的，它不仅可以阻止电罔中的噪声进入设备，也可以舒缓设备所产生的噪声污染电网。
    5. 采用带屏蔽层的隔离变压器。隔离变压器是一种应用相当广泛的电源抗干扰设备，它较基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离，解决设备与设备之间产生的干扰。
    6. 模拟信号传输线的配线应尽可能短，并使用屏蔽线。
    7. 光电编码器、手摇脉冲发生器、光栅尺等的输出信号在接收电路端并联电容，舒缓高频干扰，如图305肝示。光电编码器电缆的屏蔽层双端接地。
    8. 电动机驱动电缆屏蔽层双端接地。
    9. 动力线和信号线分开走线。
    10. 控制信号线采用屏蔽双绞线。

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