（中职）数控系统第6章教学课件

1、YCF正版可修改PPT（中职）数控系统第6章教学课件第6章 数控系统的连接第一节 通信接口与网络第二节 数控系统的抗干扰第一节 通信接口与网络 数控系统接收数控加工程序等的各种信息处理后，协调指挥机床各部分的运动，完成数控机床所有运动的控制。所以说数控系统是数控机床控制系统的核心。数控系统的程序输入方式除了键盘外，还可以用串行通信的方式输入。随着CAD/CAM、FMS、CIMS技术的发展，数控系统的通信功能将发挥更加重要的作用。下一页返回第一节 通信接口与网络一、数据通信的基本概念 通信是指在发送端将数据转换为信号，在特定的介质中进行传输，在接收端将这种信号最终还原为数据的过程。图6-1是通信

2、系统的模型。该图中，发送端信源的作用是把各种信息转换成原始电信号，为了使这个原始信号适合在信道上传输，就要通过变换器转换成适合于在信道上传输的电信号。信道是指信号的传输媒体及有关的设备，如中继器等。通过信道传输到远地的电信号是由接收端的反变换器转换，复原成原始的信号，再送给接收端的信宿，然后由信宿将其转换成各种信息。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 通信系统中的电信号可以是模拟信号也可以是数字信号，与之对应的通信系统也有模拟传输系统和数字传输系统两类。用于传输模拟话音信号的电话系统就是一种模拟传输系统。当信源是数字计算机或数字终端时，它们产生的原始信号都是数字信号，这种数字信号要在模拟传

3、输系统上传输时，则先要将数字式的原始信号转换成模拟式的电信号，这个过程称为调制。执行调制功能的变换器称为调制器。通过信道传送到接收端的模拟电信号又须再经过一个称为解调器的反变换器转换成信宿(数字计算机或数字终端)能接收的数字信号。大多数情况下通信是双向的，调制器和解调器合在一个装置中，这就是调制解调器(MO-DEM)。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 数据通信，简单地说，就是数字计算机或数字终端之间的通信。它能通过数字传输系统来实现，也能如前所述通过模拟传输系统来实现(此时就要用到调制解调器)。在通信过程中，我们将对信息进行收集和处理的设备称为数据终端设备DTE (Date Termin

4、al Equipment)，它们可以是信源、信宿或两者兼有。将信号变换器等类似的装置称为数据通信设备DCE (Dale Communication Equipment) ,它是DTE和通信信道的连接点。数据通信时，衡量数据传送速度的参数是波特率，即每秒所能传送数据的位数。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 1.数据传输介质 数据传输介质是指数据通信中所使用的载体，也称传输媒体。常用的传输媒体有双绞线、同轴电缆、光缆和无线传输媒体(如微波通信、激光通信和红外线通信)等。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 2.通信方式 数据传输是有方向的。按传输的方向分，通信方式有以下三种基本形式: (1

5、)单工通信两通信终端间只能由一方将数据传输给另一方，即一方只能为发送端，另一方只能为接收端。 (2)半双工通信两通信终端可以互传信息，即都可以发送或接收数据，但任何一方都不能在同一时间既发送又接收，在同一时间只能是一方发送，另一方接收。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 (3)全双工通信即两通信终端可以在两个方向上同时进行数据的收发传输。 一般情况下，一条链路上只能进行单工数字通信或半双工数字通信，要进行全双工数字通信，一般需两条链路。因为电信号在有线传输时，只有形成回路才可传输信号，所以一条传输链路通常由两条导线组成。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 3.并行传输与串行传输 图6-

6、2是并行传输方式，即两数据设备之间一次传输n位并行数据的方式。图中每一位对应于一条信道，用于传输对应位的代码，这种方式常用于近距离数据传输。 图6-3是串行传输方式，即信息代码的若干位按顺序串行排列成数据流，并在信道上逐位传输的方式。这种方式在硬件连接上节省了信道，广泛用于远程数据传输。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 4.异步传输与同步传输 无论是并行传输还是串行传输，数据发送方发出数据后，接收方都必须在合适的时刻正确地接收。也就是说，接收方应按照发送方发送信息的频率数、起始时间来接收信息，要做到双方步调一致(同步)。通常解决这个问题的方式有两种:同步传输方式和异步传输方式。下一页返回

7、上一页第一节 通信接口与网络 (1)异步传输 这种方式是指每个字符都独立传输，接收设备每收到一个字符的开始位后就进行同步，如图6-4所示。每个字符在传输前、后分别加上起始位和结束位，以表示字符的开始和结束(起始位为“0”，结束位为“1”)。起始位和结束位的作用是实现字符的同步。字符之间的间距(时间)是任意的，但发送一个字符时，每一位占用的时间、长度是双方约定好的，且保持各位均恒定不变。为了能检测字符传输的正确性，可在字符代码后加一位奇偶校验位。 下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 (2)同步传输 这种方式是指在一组字符或数据块的前后加上同步字符SYN ( Synchronous，其代码是0

8、1101000)或同步位模式(如01111110)，组成一帧(Frame)，进行传输，如图6 -5所示。其中的同步字符SYN起到联络作用，通知接收方开始接收数据。在传输数据时，通信双方事先应约定同步字符的代码及同步字符的个数，接收方一旦接收到同步字符，就开始接收数据，直到整个信息帧接收完毕。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 在同步传输时，由于通信的双方要保持完全的同步，因此要求双方必须使用同一个时钟。在近距离传输时，可增加一根时钟信号线传输时钟信号，保持双方发送和接收的步调一致。在远距离传输时，可采用锁相技术通过MODEM从数据流中提取同步信号，使接收方得到和发送时钟频率完全相同的接收时

9、钟信号。另外，在传输数字信号时，可采用自带同步的编码(如Manchester编码)方式，来解决通信的同步问题。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 5.数控系统的数据通信系统 在现代制造系统或各加工单元之间进行数据通信时，也要通过有关的通信设备和传输媒体交换信息，这些信息可以概括成数字信号、开关信号、脉冲信号和模拟信号四类。图6-6是由通信设备和传输媒体构成的连接各加工设备的数据通信系统。图中，A表示制造单元计算机，B表示数控系统，AP表示用于通信的应用程序(即数控系统中的通信功能子程序)。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 制造单元计算机A将控制信息和数控加工程序经本地(如RS-232

10、0接口)连接到数据通信设备DCE(如MODEM)，将数据转换为适合信道传输的信号，再送到数控系统B中;数控系统B在加工过程中，再将有关的加工状态和过程信息，用同样的方式传送给制造单元计算机A，从而完成双向通信的任务。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络二、数控系统的数据通信设备与接口 1.数据通信设备 数控系统中的数控装置作为独立的控制设备，通常需要与下列设备进行数据传送和信息交换。 (1)数据的输入/输出设备 如打印和穿复校装置(TTY)、编程机、上位计算机、各种显示器和键盘、磁盘驱动器等。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 (2)外部机床操作面板 许多数控机床，特别是大型数控机床，为

11、了操作方便，往往在机床侧设计一个外部机床操作面板，数控装置需与远离它的操作面板进行通信联系。 (3)与通用的手摇脉冲发生器的信息交换。 (4)与进给驱动线路和主轴驱动线路之间的信息交换 一般情况下，这两部分装置与CNC装置在同一机柜或相邻的机柜内，通过内部连线相接，它们之间不设置通用的输入/输出接口。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 2.数据通信接口 在数控系统的通信过程中，保证信息快速、准确传输的关键部分是接口。近年来，通信接口技术发展很快，现代的数控系统都具有完备的数据传送和通信接口。如:SINUMERIK810/820系统设有两个用于通信的接口RS-2320/20mA(可以用于连接

12、数据输入/输出设备)，并规定RS-232 C接口的传输距离不大于50m, 20mA电流环接口传输距离可达1 000m。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 数控系统是通过各接口与外围装置相连接的，而开放式数控系统使用标准化接口，容易与各类伺服、步进电动机驱动及主轴电动机连接。由图6-7和图6 -8可见，数控系统与外围装置的连线很多，也很复杂。随着数控系统的可靠性日益提高，造成数控机床的许多故障是由接口质量所引起的。图6-9是HNC-21数控系统的接口示意图。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 其中:XS1电源接口;XS2外接PC键盘接口;XS3以太网接口;XS4软驱接口; XSSRS-2

13、32接口;XS6远程I/O板接口; XS8手持单元接口;XS9主轴控制接口; XS10XS11输入开关量接口;XS20XS21输出开关量接口; XS30XS33模拟式脉冲式步进式进给轴控制接口; X S40XS43串行式HSV-11型伺服轴控制接口。 若使用软驱单元则XS2、XS3、XS4和XSS为软驱单元的转接口。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络三、异步串行通信接口 异步串行数据传送在数控系统中应用较为广泛，现在主要的接口标准有EIA RS-232C/20 mA电流环、EIA RS-4 22/449以及EIA RS-4 85。这里的EIA是美国电子工业协会( Electmnic Ind

14、ustries Association)的英文缩写，RS ( Recommended Standard)表示推荐标准，后面的232、 422等为标识号码，而后缀(如RS-232 C中的C)表示该推荐标准被修改的次数。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 1.RS-232 C 图6-10为CNC系统中标准的RS-2320/20mA接口枢图，图中8251 A是一种常用的可编程串行接口芯片，简称USART。它可将CPU的并行数据转换成串行数据，并发送给外设，也可以从外设接收串行数据并把它转变成可供CPU使用的并行数据。Motorola MC6850也有同样的作用。使用RS-232C接口时应注意如下

15、问题:下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 (1) RS-232C规定了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间的信号关系，故要区分互相通信的设备是DTE，还是DCE。一般计算机或终端设备为DTE，自动呼叫设备、调制解调器、中间设备为DCE。 (2) RS-2320的传输速率应不超过9 600bit/s，一般一对器件间电缆总长不超过30m。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 (3) RS-2320规定的电平与TTL电平、MOS电路电平都不相同。RS-2320规定:逻辑“0”;要高于3V，逻辑“1”要低于-3V。电源常采用12V或15V。因此，与计算机连接时，必须经过电平转换。常

16、采用的电平转换芯片有75188或MC1488(用于发送端)、75189或MC1489(用于接收端)。 CNC的20 mA电流环通常与RS-2320一起配置。该接口的特点是电流控制，以20 mA电流作为逻辑“1”，以0 mA电流为逻辑“0”，在环路中只有一个电源。电流环对共模干扰有抑制作用，并可采用隔离技术消除接地回路引起的干扰。其传输距离比RS-2320远。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 RS-232 C标准接口共有25条信号线，一般采用DB-25型连接器(标准的25针插座)进行连接。当然也可使用其他形式的连接器，如在微型计算机上的RS-2320串行端口上，大多采用9针的连接器(DB-

17、9型)，表6-1给出了两者引脚的对应关系。 RS - 422标准规定了双端平衡电气接口模块。RS - 449规定了这种接口的机械连接标准，即采用37针连接器，用双端驱动器发送信号，用差分接收器接收信号。其抗干扰性、数据传送速率、传送距离等性能远远优于RS-232 C。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 RS-422常用的器件有:驱动器75175或MC3487，接收器75174或MC3486。最近出现一种新的集成电路双RS-422/423收发器MC34050、MC34051，这类收发器的每个器件上都有两个独立的驱动器和两个独立的接收器。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 2. RS-23

18、20的功能特性 在功能特性方面RS-2320定义了25针连接器中的20条连接线(见表6 -2)。从表6 -2的功能栏中可以看到，RS-2320接口中实际包括两条信道:主信道和辅助信道(辅助信道一般很少用)。RS-232 C定义的功能可分为四种类型:数据、地线、控制和定时。它有2条地线，4条数据线、11条控制线、3条定时信号线，其余5条是备用的或未定义的。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 表中第一列中是各线对应于连接器插针的编号，第二列是EIA RS-2320中使用的线路代号。CCITTV. 24建议(国际电报电话咨询委员会的标准)和RS-2320定义的功能是兼容的，表6 -2中第三列给出

19、的就是每条线在V. 24中对应的代号。最后一列给出连接线的方向，决定是从DTE到DCE，还是从DCE到DTE。其中两条地线AA (101)和AB (102)是没有方向的。保护地AA ( 101)连接到设备的机架上，是否使用此线，应参照设备的使用规定，必要时连接到外部大地。信号地AB (102)则是为所有信号提供一个公共参考电平，这条线必须连接。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 在实际应用中，并不是用到上述所有的接口连线，对于异步串行口最多用11根接口连线。 图6-11是不用调制解调器(MODEM)时，RS-232 C的直接接线图。 图6-12是异步通信DTE(微型计算机)和DCE ( M

20、ODEM)连接方式。在近距离的两台计算机之间通信时，一般不用MODEM，即甩掉DCE，采用DTE-DTE的空MODEM连接方式。图6 -13是比较完整的空MODEM连接方式，即把两个25针串行口中的8根线直接用电缆连接起来。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 图6-14是DB-9型的空MODEM连接方式。图6-15是常用的简单型空MODEM连接方式。 以上的连接方式均没有考虑定时信号，所以不能同步通信。在同步通信时必须由一端提供时钟信号。图6-16是同步通信时空MODEM的连接方式，DTE的引脚24用于提供定时信号。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络四、网络通信 随着柔性制造技术的发展

21、，单台数控设备已不能满足生产的要求，需要与其他设备和计算机一起通过工业局部网络(LAN)联网，以构成FMS或CIMS。 联网中的各设备应能保证高速、可靠地传送数据和程序。在这种情况下，一般采取同步串行传送方式，通过在CNC装置中设有专用的微处理器通信接口，来完成网络通信任务。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 现在的网络通信协议都采用以ISO开放式互连系统参考模型的一七层结构为基础的有关协议，或采用IEEE 802局部网络有关协议。近年来MAP ( Manufacturing Automation Protocol，制造自动化协议)已很快成为应用于工厂自动化的标准工业局部网络的协议。它可以

22、采用各种传输介质(如电话线、双绞线等)。FANUC、西门子、A-B等公司表示支持MAP，在它们生产的CNC装置中可以配置MAP2. 1或MAP3. 0网络通信接口。但工业局部网络(LAN有距离限制(几公里)，且要求有较高的传输速率、较低的误码率。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 1.网络标准与协议 ISO的开放式互联系统参考模型(OSI/RM)是国际标准化组织提出的分层结构的计算机通信协议的模型(见图6-17)。这一模型是为了使世界各国不同厂家生产的设备能够互连，它是网络的基础。该通信协议模型有一七个层次: 第一层:物理层。为相邻节点间传送信息及编码。 第二层:数据链路层。为提供相邻节点

23、间数据帧传送的差错控制，同步、流程控制。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 第三层:网络层。完成节点间数据传送的数据包的路径和由来的选择。 第四层:传输层。提供节点至最终节点间可靠、透明的数据传送。 第五层:会话层。功能为数据的管理和同步。 第六层:表示层。功能为格式转换。 第七层:应用层。直接向应用程序提供各种服务。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 网络通信一定要在两个系统的对应层次内进行，而且要遵守一系列的规则和约定，这些规则和约定称为协议。OSI/RM最大优点在于有效地解决了异地之间的通信问题。不管两个系统之间差异有多大，只要具有下述特点就可以相互通信。 .它们完成一组同样的通

24、信功能; .这些功能分成相同的层次，对等层提供相同的功能; .同等层必须遵守共同的协议。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 2.介质访问控制 访问控制实际上是指哪个节点有权使用网络通道的问题。网上传输数据的主要方法有两种。 (1)令牌传送 令牌是一组二进制码。在令牌传送的网络中，各节点是按某种规则排序的，令牌被依此从一个节点传到下一个节点。只有得到令牌的节点才有权控制和使用网络。已发送信息或无信息发送的节点将令牌给下一个节点。 (2)争用 这种访问控制方法的特点是每个节点在任何时候都可以发送信息。当两个或两个以上的节点同时要求发送信息时便会产生“冲突”，而争用网络。下一页返回上一页第一节

25、通信接口与网络 3.局部网络标准 局部网络标准由IEEE 802委员会提出建议，并已被ISO采用。它将数据链路层分为逻辑链路控制(LLC)和介质存取控制(MAC)两个子层。MAC子层根据采用的LAN技术又分为CSMA/CD(载波检测多路存取/冲击检测)总线结构(IEEE 802.3)、令牌总线结构( TokenBus-IEEE 802. 4)和令牌环结构(Token Ring IEEE 802. 5)。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 (1)图6-18是CSMA/CD总线结构 (又称总线形LAN结构)图中A, B, C,，N为网络上各站点的计算机。在每一个站点发送信息前，首先侦听总线(B

26、US)，如果总线闭着，则发送信息。否则要等待总线变成空闲才能发送。 (2)图6-19是令牌环结构(Token Ring) 它是一个环形局域网，令牌环的传输媒体是环(Ring)，环上挂有若干个站点和一个监控结点，监控结点用于在网络启动时生成一个令牌，并保证只有一个令牌在环上运行。环上的信息是单向地绕环传送的，环上的结点只有在接收到空令牌时，才能发送信息。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 (3)令牌总线结构(Token Bus) 它是综合了CSMA/CD总线结构和令牌环结构(Token Ring)的优点，将挂在总线上的站点组成一个逻辑上的环路，并给每一个站点赋予一个顺序逻辑地址，令牌在逻辑环

27、上依次传递，任意一个站点只有在得到令牌时，方可发送信息。 西门子公司开发了总线结构的SINEC H1工业局部总线，遵守OSI/RM协议，可以连接成FMC和FMS，其MAC子层遵守CSMA/CD总线协议，协议采用自行研制的自动化协议SINEC AP1. 0(Automation Proloc0l)。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 为了将SINUMERIK 850系统连接到SINEC H1网络，在SINUMERIK850系统中插入专用的工厂总线接口板CP535。通过SINEC H1网络，850系统可以与主控计算机交换信息、传送零件程序、接收命令、传送各种状态信息等。此外，850系统还可通过

28、插入AS512接口板，接入星形网络，实现点到点的通信。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 MAP是美国GM公司发起、研究和开发的应用于工厂车间环境的通用网络通信标准，目前已成为工厂自动化的通信标准，被许多国家和企业接受。它的特点是: .网络为总线结构，采用适于工业环境的令牌通信网络访问方式; 采用了适应工业环境的技术措施，提高了可靠性，如在物理层采用宽带技术及同轴电缆以抗电磁干扰，传输层采用可靠的传输服务;下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 具有较明确的针对性强的高层协议，以支持工业应用; 具有较完善的体系和互联技术，使网络易于配置和扩展，低层应用可配置最小MAP(只配数据链路层、物理

29、层和应用层)，高层应用可配备完整的MAP(包括7层协议); .它是针对CIMS需要开发的。 现在CNC装置已有MAP2. 1、MAP3. 0接口板及其配套产品，可用于CNC系统的网络通信。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 4.现场总线控制系统 由于在数控机床等数控设备周围存在着大量的信息传输，很容易造成信号的混乱和干扰，为了提高系统的可靠性和易维护性，现代数控系统趋向于采用模块式、分布式控制结构。而分布式控制系统趋向于采用局域网，实现各组成部分之间的通信。由国际电工委员会(IEC)提出的一种连接工业底层设备的局域网现场总线网，被广泛应用于工业自动化加工控制领域。下一页返回上一页第一节 通

30、信接口与网络 现场总线网络体系结构通常采用三层模型，分别对应于OSI/RM中的物理层、数据链路层和应用层。现场总线网的物理层接口标准通常有RS-232C、 RS-449等。对点到点的通信链路，常采用20 mA电流环传输数字信号;对多点通信链路，可使用屏蔽双绞线、同轴电缆或者光纤传输数字信号。数据链路层采用高级数据链路控制规程(High-levelDala Link Controt, HDLG)和同步数据链路控制规程(Synchronous Data Link Control, SDLC等的帧格式。应用层则倾向于使用MAP网络应用层支持的制造报文规范(MMS)。下一页返回上一页第一节 通信接口与

31、网络 现场总线是一种串行通信链路，它在现代制造系统中适用于设备控制层和执行层之间及设备控制层和单元层之间的数据通信。它由变送器、监控设备、服务器和网桥等组成。它的通信协议比较简单，具有可靠性高、抗干扰能力强等特点。 下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 目前常见的各种现场总线及其应用场合和主要参数，如表6 -3所示。表中前七种为适用于设备控制层和执行层之间数据通信的现场总线，又称执行装置/传感器现场总线。后三种为适用于设备控制层和单元层之间数据通信的现场总线，又称系统现场总线。在执行装置/传感器现场总线中，SERCOS ( Serial Communicalion stystem)接口是采用

32、光纤传输数据的现场总线标准之一。它在分布式多轴运动的数字控制中得到了较好的应用。此标准已通过IEC认证(IEC-1491)。下一页返回上一页第一节 通信接口与网络 在系统现场总线中，由西门子公司开发的Profibus现场总线通信协议在欧洲广泛流行。Profibus是一种通用系统现场总线(见图6-20)，特别适用于各种智能控制器和设备之间的连接。使用Profibus时，要区分主动智能设备(如计算机)和被动的设备(如输入/输出模块)。各主动设备组成令牌环网，发送权以令牌形式在主动设备之间循环。主动设备和被动设备之间采用主/从媒体访问控制方法，只有主动设备才可以作为主站，各被动设备为从站，各从站之间

33、不能进行直接的数据通信。各从站之间的通信操作必须在主站的控制和检查下进行，并由主站负责存取。主动设备和从动设备之间可以采用并行和串行两种通信方式。返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 由于数控机床是在环境恶劣、各种干扰弥布的车间工作，因此如何改善数控机床的工作环境、提高数控系统的抗干扰能力，已经成为推广和应用数控系统的一个突出问题。下一页返回第二节 数控系统的抗干扰一、数控机床安装的环境要求 数控机床的安装要求大部分都和普通机床类似，但由于它有较多高精度的零部件，所以在一般厂房要求的基础上，每台机床都在其说明书中对工作环境提出了具体要求。用户在与制造了签订购置数控机床的合同之后，即可向制造了索取

34、机床安装地基图、安装技术要求及整机用电电量等有关接机准备工作的资料，并参考有关国标，如GBJ40-1975动力机器基础设计规范，做好机床安装的基础工作。各种机床的环境要求大致可以分为以下几类:下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 1.环境温度和湿度要求 精密型数控机床一般都有恒温环境要求，只有在恒温条件下，才能确保机床精度和加工精度。一般普通型和经济型数控机床对室温没有具体要求，但大量实践表明:当室温过高时，数控系统的故障率会大大增加，并且可以明显看到系统运行时会出现异常现象。由于数控系统中大量采用了电子元器件，电柜内的这些元器件工作温度已接近极限温度，因此数控机床要避免阳光直射和热辐射。

35、下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 近年来一些功能较好的数控机床，在电柜上安装了恒温空调机，大大改善了机床在高室温条件下工作的可靠性。潮湿的环境也会降低数控系统的可靠性，尤其在酸气较大的潮湿环境下，印制线路板和接插件会产生锈蚀，机床电气故障也会增加。因此我国南方的一些用户，在夏季和雨季时，应对数控机床的工作现场采取控制湿度措施。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 2.地基要求 一般小型数控机床只对地基有一定要求，不用地脚螺栓紧固，只用支撑钉来调整机床的水平。而中、大型机床(或精密机床)一般都需要做地基，并用地脚螺栓紧固。精密机床还需要在地基周围做防振沟。 3.尽量避免环境干扰 数控

36、机床应避免环境干扰，如机床应远离锻压设备等一些振动源、远离电磁场干扰较大的设备、供电直接从配电站给出、车间采取一定的防尘措施等。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 4.电网和地线的要求 数控机床对电源供电要求是较高的(电网电压的波动应控制在+10%-15%之间)，尽管现在一些数控系统的抗干扰能力大为提高，但电网波动较大必然会造成多发故障。在目前我国电网供电质量还不能得到充分保证的情况下，用户必须在数控机床的电源上另加稳压器。另外，数控机床一般都要求接地线电阻小于47。 5.其他 提供数控机床运行所需的压缩空气的气源、水源、排屑等也有一定要求。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰二、数

37、控系统安装 对于新购置的数控系统或配套的数控机床都要对数控装置、进给伺服驱动单元和主轴伺服驱动单元等进行连接和安装，具体步骤如下: 1.开箱检查 .首先应检查包装是否完整无损，实物与装箱单以及装箱单与订货合同是否一致等，对于进口设备，还应注意不要超过索赔期限。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 以肉眼检查数控装置中的MDI/CRT单元、位置显示单元、电源单元、各印制线路板和伺服单元等部件的外观是否破损或污染、电缆各捆扎处是否破损或有伤痕以及屏蔽层是否剥落等。另外还需检查伺服电动机，特别是带脉冲编码器的伺服电动机的外壳(尤其是后端盖处)有无磕碰痕迹。如发现磕碰现象，应将电动机的后盖拆开，将

38、脉冲编码器的外壳取下，检查码盘是否碎裂。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 还要检查各数控单元接线端子处的螺打、印制电路板的螺打是否紧固;检查须有盖罩的接线端子座(因该处电压较高)是否已安装了盖罩;检查数控拒内的各插件(如印制线路板上的各块ROM、 RAM片等)有无松动、接触是否良好。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 2.数控系统的连接 数控系统的连接主要包括外部电缆的连接和数控系统电源的连接。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 (1)数控系统外部电缆的连接 数控系统外部电缆的连接是指数控装置与外部MDI/CRT单元、强电柜、机床操作面板、进给伺服电动机和主轴电动机的动力线

39、、反馈信号线以及手摇脉冲发生器等的连接，这些连接必须符合随机提供的连接手册的规定(凡是剥去外皮的电缆都应用金属卡子紧固在接地板上)。最后进行接地连接。良好的接地不仅对设备和人身的安全起着重要作用，同时也能减少电气干扰，保证机床正常运行。图6-21是数控机床的地线系统。由图中可以看到数控机床的地线系统包括以下三种:下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 .信号地用来提供电信号的基准电位; .柜架地是以安全性及防止外来噪声和内部噪声电信号为目的的地线系统，它包括数控装置的面板、各单元的外壳、操作盘以及各种装置之间接口的屏蔽线; .系统地是指拒架地与大地相连接的部分。 机床生产厂家对接地的要求都有

40、明确规定，一般都采用辐射式接地法，即将数控柜中的信号地、强电地、柜架地等连接到公共接地点上，再由公共接地点与大地连接(见图6-22)。数控柜和强电柜之间应有足够粗的电缆(截面积大于16 mm2)，使接地点与大地接触良好。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 (2)数控系统电源线的连接数控系统电源线的连接是指数控柜外电源变压器输入电缆的连接和伺服变压器绕组抽头的连接。连接时，首先应切断数控柜的电源开关，再连接数控柜电源变压器一侧的输入电缆，然后检查电源变压器和伺服变压器的绕组抽头连接是否正确。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰三、数控系统的干扰 数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，

41、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。这些随机的、有害的电气瞬变现象，会使数据的传输值、指示值或输出值发生瞬态变化，增大误差，出现假象，甚至使装置的局部或整个系统出现异常情况，引起系统的故障。常见的数控系统干扰有:信号传输干扰、供电线路干扰和电磁波干扰等。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 1.信号传输干扰 在数控系统中，有些电气模块之间(如传感器与微处理器)需要用一定长度的导线连接起来。这些连线少则几条多则千条，连线的长短有几米至几千米不等。信号传输干扰主要来源于长线传输(传输线路的长短是相对于CPU的晶振频而定的，如频率为4 MHz时，超过了0. 3 m的

42、导线则为长线)。当系统中有电气设备漏电、接地系统不完善或传感器测量部件绝缘不好等现象时，都会在线路中产生干扰电压。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 若传输线处于同一根电缆中或捆扎在一起，各线路间就会通过分布电感或分布电容产生相互间的干扰。尤其是将015V的信号线与交流220 V的电源线同处于一根长达几万米的管道内时，其干扰电压有时会达到几十伏以上，导致系统无法工作。 数控系统的多路信号通常要通过多路开关和采样保持器进行数据采集后，才被送入微机，若这部分电路的性能不好，也会产生信号干扰，使它失真。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 2.供电线路干扰 数控系统对输入电压的允许范围有要

43、求，如果过电压或欠电压都会引起电源电压监控报警，导致停机。由于我国采用高压(220 V)高内阻电网，电网污染严重，特别在大功率设备使用时(如大电感负载的启/停时)，电网上常常会出现几百伏甚至几千伏的尖峰的脉冲干扰。尽管数控系统采用了稳压措施，但这些干扰能量大，变化迅速，仍能通过整流电路，窜入数控系统，并引起错误的信息，导致CPU停止运行，系统数据丢失。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰 3.电磁波干扰 数控系统工作的现场难免会有各种大功率高频、中频发生装置(如高频感应加热和高频介质加热装置、可控硅中频炉)以及电火花等，它们会产生强烈的电磁波，并向周围辐射，从而形成干扰源。另外，在广播电台、电视台附近的数控装置也容易受到电台电磁波的辐射干扰。下一页返回上一页第二节 数控系统的抗干扰四、抗干扰的措施 由于数控系统的工作环境存在着各种干扰现象，这些干扰严重影响着数控机床的正常运行，故正确抑制和隔离各种现场干扰是提高数控系统可靠性的重要途