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精雕机电控系统工作原理及维修 精雕机电控系统工作原理 精雕机的系统框图 精雕电控系统的组成如上图所示，由控制计算机、控制柜、机床及水泵、油泵等附件组成，其各部分之间的连接关系可参照上图。图中所示的虚线部分为伺服机床所有，点划线部分为步进机床所有。控制卡是整个电控系统的核心。 控制计算机 控制计算机可以是一台PIII500 以上商用计算机，工作于WINDOWS98环境。将精雕提供给用户的控制卡插于控制计算机内插槽中，运行精雕的控制软件，就可以控制机床按用户的要求工作。 控制柜 控制柜包括以下几部分： 1）、电源系统 强电配电：空开、滤波器、接触器、伺服变压器和控制变压器（仅380V伺服控制柜） 电源控制：多路继电器（控制主电源、主轴电源、水泵、油泵电源的上电）、门开关的控制（仅380V伺服控制柜） 照明电源：直流24V用于220V控制柜，380V控制柜由控制变压器提供交流24V 风扇电源：直流12V为控制柜和电脑风扇供电 I/O转换器电源：直流12V、5V输出 步进电机驱动电源：32V三路输出（仅步进控制柜用） 2）、机床进给控制系统 三轴或4轴步进电机驱动器：有2细分、8细分、32细分 三轴或4轴伺服电机驱动器：有松下MINASA系列、三菱MR-J2S-A系列 3）、主轴电机控制系统 a、变频器进线滤波器 b、变频器：自产小变频、自产小变频、台达变频、施耐得变频等 4）、控制信号转接、转换系统（I/O转换器） 机床（仅电器相关部分） 1）、机床进给执行机构 X、Y、Z、A轴的进给执行电机（包括步进和伺服两种） 2）、主轴驱动机构 切削电主轴 3）、光检、行程开关、急停、照明、抱闸等信号及其转接板 转接的信号包括：X+、X-、Y+、Y- 四路行程开关信号 X0、Y0、Z0、Z1四路光检信号 D0 一路对刀仪信号、一路急停信号 照明、抱闸信号 附件 1）、主轴电机冷却系统（水泵） 2）、工件、刀具冷却系统（油泵） 连接电缆 1）、37芯电缆线：计算机与控制柜的连接电缆 2）、25芯电缆线：机床与控制柜的连接电缆 3）、机床对接电缆：进给驱动电缆 光码盘信号电缆 主轴驱动电缆 水泵、油泵电缆 宏观地讲，控制计算机和精雕控制卡组成精雕的控制部分（开环），主要用来开启控制柜、发出机床各进给轴的指令信号、主轴电机的转速信号及主轴电机的启停，同时检测机床的状态。各轴的伺服驱动器（或步进电机驱动器）、主轴的变频驱动器构成精雕机的驱动部分，主要用来解释和执行精雕控制系统的指令和命令。控制部分和驱动部分统一构成精雕的控制系统，一般地，控制系统有开环、半闭环和全闭环几种方式。精雕的控制系统有开环（步进）和半闭环（伺服）两种方式。 关于开环、半闭环和全闭环的含义在后面控制部分论述。 控制卡的工作原理 精雕机控制卡是精雕机的控制心脏，主要功能如下： 给控制柜提供上电信号 给各进给轴提供指令脉冲信号和方向信号 给主轴提供主轴转速信号和启动信号 给出快速移位信号（伺服驱动器用来切换电子齿轮比） 检测各轴的光检信号、对刀仪信号 检测行程开关信号、伺服报警检测、光码盘零位信号 检测急停信号 给出水泵的控制信号 同控制软件配合生成各轴运动的运动曲线 精雕机控制卡在近几年的发展过程中经历了几次变化（主要指40卡）。从ISA低压卡、ISA高压卡到目前的PCI卡，PCI卡有PCI40-01、PCI40-02、PCI40-03三种。各卡的变化和使用时间如下表所示： 型号 使用时间 备注 ISA低压卡 ~2001.10 ISA接口、8254计数器、TTL驱动 ISA高压卡 2001.10~2002.5 ISA接口、8254计数器、+12V、-12V高压驱动 ISA伺服卡 2002.01~2002.5 ISA接口、7128可编程，用量很少 PCI40-01 2002.04~2003.9 PCI接口，EN3D升级后可兼容ISA高压卡和伺服卡 PCI40-02 2003.09~20012.12 去掉一片16V8，增加快速移位，兼容于PCI40-01 PCI40-03 2003.12~ 增加光码盘校零功能，兼容于PCI40-01、PCI-02 目前主要使用的是PCI40-03卡，其具体框图如下： POWER Z1-POW