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数控机床干扰怎么办

发布时间:2022-04-17 08:26:36

A. 数控机床中减少机床控制中的干扰有哪些方法

首先是布线,强弱电分开,必须交叉的时候,十字交叉。2,做好接地。3,尽量选用带屏蔽的线缆。

B. 如何消除电气干扰对数控机床的影响

设计中设法减小外部干扰源对它的干扰。这是外围电气设计者必须考虑的问题。干扰源一般可以分为两大类:机床外部电源干扰和内部干扰源。
为避免机床外部电源的干扰应在机床电源进线的前端增加电抗器和浪涌吸收器,保证整个机床地系统
的可靠。电抗器采用铁芯式电抗器

C. 数控机床如何进行抗干扰防护

大功率单元要用屏蔽护罩与其它控制元件隔离开来,对于控制电路要用好的屏蔽线连接,

D. 数控CNC机床屏蔽与干扰的抑制有什么概念简介

CNC机床对接地通常有着较高要求,完整的接地和屏蔽系统是保证CNC机床安全、可靠运行的前提条件。接地和屏蔽是抑制干扰的重要方法,良好的接地和正确使用屏蔽,是使CNC系统稳定运行、消除干扰的重要措施。CNC机床的接地不仅与机床系统自身设计有关,也与应用企业有着直接的。本文通过对CNC机床的接地、屏蔽与干扰抑制的分析、研究论述,目的在于使机床设计者和应用企业,更多的了解和掌握CNC机床接地、屏蔽与干扰的抑制方法,对机床出现的问题做到及时、准确的分析和判断并采取相应处理对策。
一、概述
系统的抗干扰能力是影响CNC机床正常运行的重要因素,也是关系到整机可靠运行的关键,而干扰的产生,很大程度上是由于接地和屏蔽处理不当引起的。CNC系统的特点是:工作信号电压低(一般在10V左右),抗干扰能力差。就CNC机床而言:这种干扰叠加在信号上,会引起信号测控失真和误动作,位置控制产生漂移,对测量单元的干扰直接影响测量与控制精度,时钟信号、复位信号、中断信号、控制信号对噪声干扰信号的敏感性很强,会造成系统控制不稳定、设备无法正常工作。合理有效地抑制干扰源,研究有效经济和适用的抑制方法用以实现电磁兼容性,使CNC机床能在电磁干扰环境中安全、高效地运行,是机床系统可靠性设计及应用的关键。完善的接地、屏蔽系统是抗电磁干扰的重要举措,良好的接地方式可以在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,确保系统的电磁兼容性和运行的可靠性。这是抑制干扰的基本原则,也是提高CNC设备电磁兼容性设计的有效手段之一。
二、接地、屏蔽的种类与干扰的抑制
接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。接地就是将电路、设备机壳、电箱控制柜等与作为零电位的一个公共参考点(大地)实现低阻抗的连接。CNC机床中的“接地”有着严格要求,如果不能按照要求接地,干扰信号就会通过地线这条路径对机床引发干扰。CNC系统的接地方式主要有:保护接地、工作接地、屏蔽接地。
1、保护接地
保护接地与CNC设备的机壳等实现良好的连接,并和大地相连,可以有效降低安全事故的发生。在CNC机床的电柜中,保护接地接地排有着严格的设计标准和要求,接入大地的接地电阻原则上要求小于1欧姆;系统内的保护地线,采用标准设计形式,使用黄绿双色线连接到接地排上,同时要求避免形成环路;这样可以减少与其它设备的相互电磁干扰,实现系统的干扰抑制能力。
2、工作接地
为了避免CNC机床在工作过程中的共地线阻抗干扰和对地环路干扰,以及共模电流辐射干扰发生,工作接地极为重要。工作接地方式有浮地接地、单点接线、多点接地和混合接地。
1)浮地是为了防止外来共模噪声对内部屏蔽地线线路产生的干扰,可以采用浮地。这里工作地线与机箱绝缘工作地是浮置的。
2)单点接线:单点接地是指电路或设备中只有一个物理点被定义为接地参考点,而其它凡是需要接地的点都被接到这一点上。
3)多点接地:多点接地是指设备或系统中的各个接地都直接接到距它最近的接地平面上,以便使接地线的长度为最短。接地平面可以是设备的专用地线,也可以是设备的框架。
4)混合接地:混合接地是只将那些需要就近接地和需要高频接地的点,通过旁路电容与接地平面相连。
3、屏蔽接地
屏蔽也是抑制磁场耦合干扰的有效措施。系统设备中某些元件或电路中有电流流过时,其周围将建立磁场;同时,线路中某一部分存储的电荷,又在周围空间建立磁场;电能与磁场的相互转化将形成电磁干扰,这种电场与磁场,对设备本身属于内生干扰,降低了系统的抗干扰容限,严重时会使设备发生故障。又如电焊机、高频淬火机等设备投入运行时,以及大型用电设备的突然起停等都将对CNC系统产生干扰,属于外生干扰。为了将产生的电场或磁场限制在某一规定的容限值范围内,或者为了使CNC系统及元器件不受外部电磁场的影响,常采用隔离或屏蔽措施,从而不使电场和磁场穿透这些屏蔽物。
屏蔽地是为了抑制各种干扰信号而设置的,屏蔽种类很多,但需要可靠的接地,图1实列列出了屏蔽连接架与CNC系统功率模块的连接形式;屏蔽地就是屏蔽网络的接地,将电缆屏蔽层通过夹持件连接在一起,可以达到良好的屏蔽效果。为了抑制噪声,电缆、变压器等的屏蔽层需要接相应的地线,称为屏蔽地线。对于低频信号通常采用屏蔽层单端接地,可以降低干扰。对于高频信号,通常采用双端接地屏蔽电缆,屏蔽层也要双端接地。
接地线和屏蔽联接的电磁兼容性设计要求:原则上屏蔽电缆为二端接金属机壳,并确保大面积接触金属表面,可以承受瞬间高频干扰。机床中的CNC系统与伺服驱动器、变频器、功率模块、电机间的信号线原则上采用屏蔽双绞线且屏蔽层采用双端接地方式。
静电屏蔽:静电屏蔽主要是为了消除二个或几个电路之间由于分布电容耦合而产生的干扰,变压器初次级线圈之间接地的屏蔽层大多属于这一类。电磁兼容规则规定:这类变压器大多采用隔离型变压器。
4、数控机床的接地系统
接地系统混乱会产生每个接地点电位分布不均,照成对CNC系统的干扰,不同接地点之间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,形成干扰信号回路。为了防止共地线阻抗干扰,每台设备中可能有多种接地线,但概括起来可以分为3类:信号地、机壳地和系统地。
(1)信号地:又称直流系统地(逻辑地、工作地),它是CNC机床用来提供电信号的基准电位(0V)。这个地可以接大地,也可以是公共点。系统地如果与大地不相连,即系统地处于悬浮工作状态,称之为浮空地。信号地接地方式有:浮地、直接接地和电容接地三种方式。由于数控系统是高速低电平控制,原则上采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,CNC装置之间的信号交换频率一般为低频信号,所以CNC系统的接地线原则上采用一点接地方式。
(2)框架地:框架地是防止外来噪声和内部噪声为目的的接地系统,它可以是设备的面板,单元的外壳,操作盘及各装置之间连接的屏蔽线。
(3)系统地:是将框架地和大地相连接。
5、CNC系统接地设计需要遵守的原则:整个系统只能在一处接地,因为系统接地和接地电阻都不可能为零。此外,当有大电流从地线注入大地时,接地极及其附近的地电位升高,如有多点地则会出现接地点的电位差,对CNC系统形成干扰。即使是同一台设备中的系统地线,也应遵守一点接地原则,否则形成接地环路,各点之间的接地电位差将会形成,干扰将被引入其它电路。
6、接地、屏蔽与干扰抑制采取的措施
①信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地,信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞线总屏蔽电缆连接时,各屏蔽层应相互连接,并经绝缘处理,选择适当的接地处单点接地。同时接地系统采用一点接地,增大接地线直径,减小接地电阻等都能取得良好的干扰抑制效果。
②CNC系统中信号传输线较多,干扰容易从信号线传输到系统中,对信号线采用双绞线或信号线间加入地线,都是抑制干扰很有效的措施,上述措施可以削弱数控系统对噪声的敏感性。一台设计良好的CNC装置,应该具备对有用信号敏感,而对噪声干扰具有抑制的特性。
③大地是一个静电容量很大的导体,它是电位的参考点。在实际中总是有一定的接地电阻,会在不同的接地点之间形成电位差,在导线中形成电流流动,称为地环电流。接地抗干扰主要是避开地环电流和降低公共地线阻抗的耦合干扰,采用一点接地可以有效避免地环电流。
④接地排和PE要金属到金属的联结,同时还要通过保护接地极相连接,可以避免安全释放和旁路干扰。
⑤供电电源中性点的工作地,是指稳定的供电系统中性点的电位地。在处理中性线和地线的时候种类繁多,有的是中性线不接,有的是地线不接,有的是中性线和地线连接在一起。如果把中性线和地线相连接,中性线就会产生不平衡电流,这种电流很可能会通过地线倒流进入机床,造成系统工作的不稳定。通常的做法是:在设备厂房的外面建立接地网络,既接地排,然后把机床的接地线直接连接到保护接地排上。一些企业认为,工厂已经有系统接地了,用不着再打接地排了。事实上,工厂的接地系统里,已经连接了许多设备,如电焊机、电火花机、起重设备、大功率可控硅设备、高频淬火机、高电磁设备等可能产生高频谐波的设备。而这些设备都会对CNC机床的系统产生严重干扰,使机床无法正常工作。
三、结束语
随着CNC机床应用的普及,系统了解和掌握机床系统的接地、屏蔽与抗干扰的抑制方法,对于降低机床使用过程中的故障率,提高机床的可靠性具有重要意义。从另外一个角度来看,CNC系统的干扰源是多渠道的,对于不同的现场,应有不同的处理方法,也是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,只有正确和合理的运用接地与屏蔽的抑制方法,才能使机床系统稳定、可靠的工作。

E. 数控机床抗干扰措施

数控系统的设计要求系统动作准确无误,每个控制动作都要达到它想要的目的。造成数控系统工作不正常的原因除了系统故障外大部分是受到外界电磁干扰。
电磁干扰源可以分为两大类:自然干扰源与和人为干扰源。自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。人为干扰源是人工装置工作过程中产生的电磁能量干扰,其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置,如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备,称为数控系统应用有意发射干扰源。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射,如电火花线切割机床,电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等。因此这部分又成为无意发射干扰源。
本文只针对人为干扰源中的无意发射干扰源的抗干扰措施进行一些探讨。
1 常见的抗干扰措施
1.1.利用接地技术消除电磁干扰
要确保数控系统中的所有设备接地良好,需要根数控系统选型据数控系统工作电流按照相关国家标准选用符合要求线径的接地线(黄绿线)连接到电源进线接地点(PE)的接地母排上。接地线(黄绿线)应该尽可能的短以保证接地电阻值符合相关国家标准要求。尤其要注意包括变频器、开关电源,电机驱动器等工作时有高频开关脉冲以及变压器、供电设备等产生工频干扰的设备的可靠接地。
1.2.使用滤波电路降低干扰
数控系统电源增加滤波线路措施可以有:数控系统电源的交流输入线路中串接一电抗器,它可以降低谐波成分,增加电源阻抗,并帮助吸收附近设备投入工作时产生的浪涌电压和主电源的尖峰电压,确保电源不受电网供电电压波动影响;数控系统电源的直流输出线路中使用低通滤波器,采用低通滤波器后可以有效滤除高频干扰产生的毛刺脉冲,稳定的直流输出电压可以确保数控系统电路的工作可靠。
1.3.优化印制板布局设计
优化印制板布局设计主要要考虑印制板上元器件的布局、元器件连接铜皮的走向布局、滤波电容的位置布局和不同类型电路的位置布局。一般来说印制板布局设计要做到以下几点:
1.3.1.器件之间的传输连接线尽可能短;
1.3.2.走强电信号的元器件和走弱电信号的元器件尽可能放置在不同区域;
1.3.3.模拟电路和数字电路应尽数控系统技术可能分区域放置;
1.3.4.电源滤波电容应靠近用电器件。
1.3.5.地线的设计应做到小电流向大电流会聚,如果构成了回路,应尽可能缩小回路面积;
1.4.优化弱电信号线路设计
在数控系统中控制信号通常是弱电信号,供电电压一般是5V-24V,电流也是mA级的,这样的信号很容易被外界的强干扰(如电火花线切割机床大电流放电时产生的高频脉冲干扰)影响,造成数控系统误动作或者不动作。针对这些干扰在电路设计上采取一些补救措施就成为设计中必须考虑的问题。

F. 数控机床都有哪些干扰原因

数控机床干扰产生的原因:电火花机床利用高频放电对工件腐蚀加工,高频对智能纠错控制器产生干扰。干扰一般是指那些与信号无关的,在信号输入、传输和输出过程中出现的一些不确定的有害的电气瞬变现象。这些瞬变现象会使数控系统中的数据在传输过程中发生变化,增大误差,使局部装置或整个系统出现异常情况,引起故障。干扰源的产生主要有以下几种情况:
1、电源干扰
由于电网覆盖范围广,存在多种设备共享一个电网,尤其是电网内部的变化,电源开关操作、雷击浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边,使电压暂变,导致电网电压波动。此外,电源线在传输过程也会产生噪声以及快速瞬变的脉冲串,污染电网。
2、辐射干扰
电磁或电场在自然界中无处不在。工作中的电火花穿孔机除了受到电场的作用外还受到了磁场的作用。电火花穿孔机在运行过程中,由于工作环境的恶劣性,不可避免的会受到电磁干扰。
3、数字信号和模拟信号间的干扰
电火花穿孔机在工作过程中,由于整套设备涉及到的器件较多,既有AC380V、AC220V交流电信号,又有DV24V、DC5V的各种低压直流电信号。用来传递信号的电缆,在走线过程中,有时会由于模拟信号输出设备或由伺服驱动器或变频器产生的干扰引起误动作发生,影响设备的正常工作;用来传递I/O输入/输出信号的频率受到时钟频率和谐波干扰,加上线路走线不当,使数字信号线和模拟信号线不可避免的会受到外来干扰信号的干扰,各种信号线相互之间也会通过线间耦合等产生干扰。

G. 数控机床变频器总是受到干扰,怎么消除谐波

做好变频器的接地,变频器需要单独的接地,接地线需要短而粗,另外,可以加装变频器专用滤波器或者是变频器专用电抗器等谐波抑制器件。

H. 磁场较大影响数控机床系统吗如果影响的话,如何解决

当然影响啊。数控机床的控制部分都是低压控制回路,磁场过大会造成信号干扰。导致控制出错。数据出错。寻找磁场源,做磁屏蔽。比如机床上是否有频繁动作的变频器之类的就需要屏蔽下。还有其他高压大电流的设备是否在附近,如果在的话,需要屏蔽或者迁走。

I. 数控机床干扰作用的成因有哪些有几种接地方式

(1)电源的合理处理,抑制电网引入的干扰 对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰,还可以在电源输入端串接LC滤波电路。 (2)安装与布线 ● 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线,隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线,如必须在同一线槽内,分开捆扎交流线、直流线,若条件允许,分槽走线最好,这不仅能使其有尽可能大的空间距离,并能将干扰降到最低限度。 ● PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线(二者之间距离应大于200mm)。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载,如功率较大的继电器、接触器的线圈,应并联RC消弧电路。 ● PLC的输入与输出最好分开走线,开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线,屏蔽层应一端或两端接地,接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。 ● 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。 (3)I/O端的接线输入接线● 输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些。 ● 输入/输出线不能用同一根电缆,输入/输出线要分开。 ● 尽可能采用常开触点形式连接到输入端,使编制的梯形图与继电器原理图一致,便于阅读。 输出连接● 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。 ● 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板。 ● 采用继电器输出时,所承受的电感性负载的大小,会影响到继电器的使用寿命,因此,使用电感性负载时应合理选择,或加隔离继电器。 ● PLC的输出负载可能产生干扰,因此要采取措施加以控制,如直流输出的续流管保护,交流输出的阻容吸收电路,晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。 (4)正确选择接地点,完善接地系统 良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个,其一为了安全,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。 PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大。 此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内又会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。 ● 安全地或电源接地 将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电,可从安全接地导入地下,不会对人造成伤害。 ● 系统接地 PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地,叫系统接地。接地电阻值不得大于4Ω,一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起,作为控制系统地。 ● 信号与屏蔽接地 一般要求信号线必须要有唯一的参考地,屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合,也要在就地或者控制室唯一接地,防止形成“地环路”。信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理,选择适当的接地处单点接点。 (5)对变频器干扰的抑制 变频器的干扰处理一般有下面几种方式: 加隔离变压器,主要是针对来自电源的传导干扰,可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。 使用滤波器,滤波器具有较强的抗干扰能力,还具有防止将设备本身的干扰传导给电源,有些还兼有尖峰电压吸收功能。 使用输出电抗器,在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射,影响其它设备正常工作。

J. 数控机床常用的抗干扰措施有哪些

减少供电线路干扰;
精选元器件;
滤波;
保证接地良好;
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