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摘要：随着时代的发展，基础工业是一个国家衡量其综合竞争能力的核心标志，而基础工业主要考察的是制造业，这是国家财富的源泉。作为制造业中的机床装备，几乎是整个现代化制造业的推动力，尤其是具备电气控制的数控机床;伴着数控机床走进千万个企业车间，数控机床的装配问题，尤其数控机床电器控制接地成为关系着设备的效率和安全的重大问题。本文将从数控机床的电气控制系统入手，通过分析接地系统来研究数控机床电气控制接地的方案。
关键词：数控机床;电气控制;接地系统
随着改革的推进和经济的发展，我国的制造业在世界范围内迅速铺开，中国制造也成为中国的一个代名词;自2014年以来，中国正在积极进行工业升级，数控机床基本上全面替代了简易的机床，成为市场的主流。由于其具有较高的效率、较好的精度和操作的简单性，成为众多企业制造装配的首选。但近年来，随着其电气控制的智能化提升，甚至于数字控制与模拟控制并存，在安装过程中的接地系统越来越重要，其处理不好会导致机床的电气系统产生故障，甚至影响人员的人身安全。所以，数控机床电气控制接地系统的重要性，越来越受到重视。
一、数控机床电气控制系统的组成
1.1数控机床的常规组成
数控机床和传统的简易机床相比较，他们都是利用电气控制实现。但是数控机床拥有强大的逻辑能力，完成简易机床不能完成的高效、高精度的工作任务。它一般由电气控制部分、机床部分、数控系统执行部分和数据部分组成。
1）电气控制部分
一般来说，电气控制部分包含电机、电源、和电路等。主要由主回路和控制回路构成，主回路有主电源开关、保护回路，控制回路有延时电路、整流电路、互锁回路等。它是数控机床的“大脑”，在机床的工作和逻辑方面发挥着重要的作用。
2）机床部分
这是数控机床的基础，包含由5大件组成的主题结构、主轴、刀具库架和刀具等部分，主要是完成对零件进行加工。
3）执行部分
针对机床刀具的直接作用部分，通过电机、接触器、电磁阀等电气元件控制结果对机床刀具进行旋转、切削的结果，将逻辑信号转换成为加工零件结构和尺寸的能力;通过控制刀具的切换，减少简易机床刀具换切的时间，提高了效率;还能在加工过程中对零件的结构和尺寸公差进行监督，保证其质量。
4）数据部分
这一部分主要是基于PLC的程序编制和设计人员你对加工零件结构、尺寸及刀具的选择等后期预处理分析或人工手工编制程序的过程，利用三维软件进行实体建模，然后进行程序的导出，从而对加工轨迹进行控制。
1.2数控机床的附加结构
企业的数控机床一般采用人工控制方法，同时它进行自动加工，这样的过程中难免出现安全和产品质量隐患，所以需要附加一些结构部件，保證生产的安全性。
1）急停按钮
急停按钮时现今数控设备上都会安装的附加结构，当由于发生突发情况时，将之按下，能够切断所有的电源回路和运动部件，停止设备对人生的继续伤害。
2）复位按钮
这是保证设备的故障或者产品的问题解决后，快速回复生产的基本按钮。
二、数控机床电气控制接地系统的研究
2.1.接地系统对数控机床保护作用的分类
在数控机床普及的今天，由于电气系统的广泛应用，其控制系统和伺服单元由于电路屏蔽效果不好，容易引发设备故障，威胁人员人身安全。
1）工作接地的作用
当人在操作过程中发生意外时，能够保证电气设备可靠地运行的同时，降低人体的接触电压，立刻自动迅速切地断故障设备，降低数控机床的绝缘水平，保证人员安全。
2）保护接地的作用
在安装数控机床时，如果没有接地系统，当机床的某部分绝缘出破损时，机床主体将会带电;当人不小心接触绝缘处时，电流会通过人的身体，形成回路，造成人员的触点危险。当有了接地系统后，电流大部分会通过接地的线路流入到大地中，接触性并路的人体上通过的电流几乎为零，这样为人员安全提供保护。
3）重复接地的作用
利用接地系统能够降低零线的电压，即使零线断裂，也能将机床的故障降低到最低。
4）接零的作用
在中性点直接接地的1千伏以下的系统中，必须采用接零保护，将数控机床的外壳直接接到系统的零线上，如发短路时即形成单相短路，安全跳脱开关跳脱保护机床设备能可靠地迅速动作，以断开故障设备，使人体避免触电的危险。
5）防静电接地的作用
设备移动或物体在管道中流动，因磨擦产生静电，它聚集在管道，容器和贮灌或加工设备上，形成高电位，对人身安全及对设备和建筑物都有危险。作为静电接低，静电一旦产生，就导入地中，以消除其聚集的可能。
6）隔离接地的作用
把干扰源产生的电场限制在金属屏蔽的内部，使外界免受金属屏蔽内干扰源的影响。也可以把防止干扰的机床设备用作金属屏蔽接地，任何外来干扰源所产生的电场不能穿进机壳内部，使屏蔽内的设备，不受外界干扰源的影响。
7）电法保护接地
输送介质的长距离管道，为防止各种腐蚀因素的危害，确保管道投产后长期安全运转，通常全线路采用以外电源阴极保护为主，牺牲阳极保护为辅的电法保护，作为管道防腐的第二道防线。
8）过电压保护接地的作用
对于直击雷，避雷装置（包括过电压保护接地装置在内）促使雷云正电荷和地面感应负电荷中和，以防止数控机床设备遭到雷击的破坏，对于静感应雷，感应产生的静电荷，其作用是迅速地把它们导入地中，以避免产生火花放电或局部发热造成易燃或易爆物品燃烧爆炸的危险。
2.2接地系统故障可能导致的机床问题
1）接地系统的接地不良可能会导致操作面板出现问题，但是设备还可以部分能够运行。 2）电气控制不能被很好的屏蔽接地，导致数控系统控制故障;比如机床不能运动，操作面板无法进行操控等故障。
3）产生软性故障或无规律性的故障，造成难以把握到住故障点，增加排除故障的难度。
2.3数控机床电气控制接地系统的常见方案
1）保护接零
企业中的数控机床一般使用三相电，其中的零线是接地线路的重要组成部分。将机床设备的金属外壳和电路的中性线连接起来，由于进行了接零的保护，将设备和零线形成了直接的回路，当发生漏电时，会将电流导向零线，保护设备和人员的安全。
2）保护接地
将设备和地面连接来称之为接地，在这种系统情况下，由于漏电的电流会流向地面，保护人员的安全。
3）系统接地
这种方案是利用电路之间的相互耦合，形成电路的互相限制和干扰，将之削弱，从而达到抗干扰和保护安全的作用。由于电气系统的智能化不断提高，其影响的精度越来越大，通过系统接地能够保证数控机床设备稳定的运行，保持其较高的精度。主要有：
其一、多点接地，这是由于电气控制中的电磁感应本身多样性的影响，
通过别样化的区别接地，将保护做到做好。
其二、混合接地，在数控机床中不但有普通的电路同时还有编制的数值电路，这样既包含了单点触地又包含多点触地的方式，具有高效的防止干扰的目的。
其三、单点接地，这种方式较为简单，能够满足较低频率的电气控制系统。
其四、浮地方式，原理是将机床设备使用的公共线路隔离开，防止和地线形成互相影响。在连接的同时，将之与地面之间安装一个电阻，其阻值要求较大，目的是当电量积累一定程度时将之消除，达到保护的作用，是一种间接的接地方案。
三、針对降低接地系统给数控机床带来危害的其他解决方法
3.1、汇流到接地排上引出的机床接地线径至少要大于14 mm2 或以上，而且接地阻抗不可超过100Ω
3.2、尽量避免焊接机械、EDM、高周波等设备很接近数控机床NC系统工作，将地线和含有大量噪声电源的地线分离接地也是一个很好的方法。
3.3、于机床附近位置独立设置接地铜棒并深埋后引出连接数控机床接地线，避免设备与设备之间的噪声干扰和因某台设备接地不良后产生的串扰。
3.4、使用符合安规认证（CE、UL 等）的电源供应器，避免电源供应器直流电压滤波不良或交流电源噪声消除不良带来次生影响。
3.5、对于高电压、大电流的驱动电线选择带屏蔽层的护套线材，将电流通过是电线上的产生的电磁感应、感生电压进行隔离屏蔽。
3.6、使用外设备接入数控机床前，请确认外协设备接地是否与机床之间接触良好。
3.7、针对数控系统对信号质量比较敏感的数据传送线，位置反馈线，数字检测开关线等都应选择带屏蔽层的护套线材。
随着电气控制技术的不断发展，数控机床电气控制越来越复杂和趣向于智能控制，从而导致针对电气控制的保护措施不断发展和更新，对接地系统的要求越来越高，这是本类技术研究的发展前景。对设备运行的稳定性保护，设备模块之间的干扰阻碍，确保加工精度和人员安全性具有重大的意义。
参考文献：
[1]王浩.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].中国高新技术企业，2014，（21）：12-13.
[2]钟敏.企业中的电气装置接地系统的型式分类及利弊[J].安全生产与监督，2003，（3）
[3]杜杰.浅析机床数控系统在电气设计方面的接地保护[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（32）
关键词：数控机床;电气控制;接地系统
随着改革的推进和经济的发展，我国的制造业在世界范围内迅速铺开，中国制造也成为中国的一个代名词;自2014年以来，中国正在积极进行工业升级，数控机床基本上全面替代了简易的机床，成为市场的主流。由于其具有较高的效率、较好的精度和操作的简单性，成为众多企业制造装配的首选。但近年来，随着其电气控制的智能化提升，甚至于数字控制与模拟控制并存，在安装过程中的接地系统越来越重要，其处理不好会导致机床的电气系统产生故障，甚至影响人员的人身安全。所以，数控机床电气控制接地系统的重要性，越来越受到重视。
一、数控机床电气控制系统的组成
1.1数控机床的常规组成
数控机床和传统的简易机床相比较，他们都是利用电气控制实现。但是数控机床拥有强大的逻辑能力，完成简易机床不能完成的高效、高精度的工作任务。它一般由电气控制部分、机床部分、数控系统执行部分和数据部分组成。
1）电气控制部分
一般来说，电气控制部分包含电机、电源、和电路等。主要由主回路和控制回路构成，主回路有主电源开关、保护回路，控制回路有延时电路、整流电路、互锁回路等。它是数控机床的“大脑”，在机床的工作和逻辑方面发挥着重要的作用。
2）机床部分
这是数控机床的基础，包含由5大件组成的主题结构、主轴、刀具库架和刀具等部分，主要是完成对零件进行加工。
3）执行部分
针对机床刀具的直接作用部分，通过电机、接触器、电磁阀等电气元件控制结果对机床刀具进行旋转、切削的结果，将逻辑信号转换成为加工零件结构和尺寸的能力;通过控制刀具的切换，减少简易机床刀具换切的时间，提高了效率;还能在加工过程中对零件的结构和尺寸公差进行监督，保证其质量。
4）数据部分
这一部分主要是基于PLC的程序编制和设计人员你对加工零件结构、尺寸及刀具的选择等后期预处理分析或人工手工编制程序的过程，利用三维软件进行实体建模，然后进行程序的导出，从而对加工轨迹进行控制。
1.2数控机床的附加结构
企业的数控机床一般采用人工控制方法，同时它进行自动加工，这样的过程中难免出现安全和产品质量隐患，所以需要附加一些结构部件，保證生产的安全性。
1）急停按钮
急停按钮时现今数控设备上都会安装的附加结构，当由于发生突发情况时，将之按下，能够切断所有的电源回路和运动部件，停止设备对人生的继续伤害。
2）复位按钮
这是保证设备的故障或者产品的问题解决后，快速回复生产的基本按钮。
二、数控机床电气控制接地系统的研究
2.1.接地系统对数控机床保护作用的分类
在数控机床普及的今天，由于电气系统的广泛应用，其控制系统和伺服单元由于电路屏蔽效果不好，容易引发设备故障，威胁人员人身安全。
1）工作接地的作用
当人在操作过程中发生意外时，能够保证电气设备可靠地运行的同时，降低人体的接触电压，立刻自动迅速切地断故障设备，降低数控机床的绝缘水平，保证人员安全。
2）保护接地的作用
在安装数控机床时，如果没有接地系统，当机床的某部分绝缘出破损时，机床主体将会带电;当人不小心接触绝缘处时，电流会通过人的身体，形成回路，造成人员的触点危险。当有了接地系统后，电流大部分会通过接地的线路流入到大地中，接触性并路的人体上通过的电流几乎为零，这样为人员安全提供保护。
3）重复接地的作用
利用接地系统能够降低零线的电压，即使零线断裂，也能将机床的故障降低到最低。
4）接零的作用
在中性点直接接地的1千伏以下的系统中，必须采用接零保护，将数控机床的外壳直接接到系统的零线上，如发短路时即形成单相短路，安全跳脱开关跳脱保护机床设备能可靠地迅速动作，以断开故障设备，使人体避免触电的危险。
5）防静电接地的作用
设备移动或物体在管道中流动，因磨擦产生静电，它聚集在管道，容器和贮灌或加工设备上，形成高电位，对人身安全及对设备和建筑物都有危险。作为静电接低，静电一旦产生，就导入地中，以消除其聚集的可能。
6）隔离接地的作用
把干扰源产生的电场限制在金属屏蔽的内部，使外界免受金属屏蔽内干扰源的影响。也可以把防止干扰的机床设备用作金属屏蔽接地，任何外来干扰源所产生的电场不能穿进机壳内部，使屏蔽内的设备，不受外界干扰源的影响。
7）电法保护接地
输送介质的长距离管道，为防止各种腐蚀因素的危害，确保管道投产后长期安全运转，通常全线路采用以外电源阴极保护为主，牺牲阳极保护为辅的电法保护，作为管道防腐的第二道防线。
8）过电压保护接地的作用
对于直击雷，避雷装置（包括过电压保护接地装置在内）促使雷云正电荷和地面感应负电荷中和，以防止数控机床设备遭到雷击的破坏，对于静感应雷，感应产生的静电荷，其作用是迅速地把它们导入地中，以避免产生火花放电或局部发热造成易燃或易爆物品燃烧爆炸的危险。
2.2接地系统故障可能导致的机床问题
1）接地系统的接地不良可能会导致操作面板出现问题，但是设备还可以部分能够运行。 2）电气控制不能被很好的屏蔽接地，导致数控系统控制故障;比如机床不能运动，操作面板无法进行操控等故障。
3）产生软性故障或无规律性的故障，造成难以把握到住故障点，增加排除故障的难度。
2.3数控机床电气控制接地系统的常见方案
1）保护接零
企业中的数控机床一般使用三相电，其中的零线是接地线路的重要组成部分。将机床设备的金属外壳和电路的中性线连接起来，由于进行了接零的保护，将设备和零线形成了直接的回路，当发生漏电时，会将电流导向零线，保护设备和人员的安全。
2）保护接地
将设备和地面连接来称之为接地，在这种系统情况下，由于漏电的电流会流向地面，保护人员的安全。
3）系统接地
这种方案是利用电路之间的相互耦合，形成电路的互相限制和干扰，将之削弱，从而达到抗干扰和保护安全的作用。由于电气系统的智能化不断提高，其影响的精度越来越大，通过系统接地能够保证数控机床设备稳定的运行，保持其较高的精度。主要有：
其一、多点接地，这是由于电气控制中的电磁感应本身多样性的影响，
通过别样化的区别接地，将保护做到做好。
其二、混合接地，在数控机床中不但有普通的电路同时还有编制的数值电路，这样既包含了单点触地又包含多点触地的方式，具有高效的防止干扰的目的。
其三、单点接地，这种方式较为简单，能够满足较低频率的电气控制系统。
其四、浮地方式，原理是将机床设备使用的公共线路隔离开，防止和地线形成互相影响。在连接的同时，将之与地面之间安装一个电阻，其阻值要求较大，目的是当电量积累一定程度时将之消除，达到保护的作用，是一种间接的接地方案。
三、針对降低接地系统给数控机床带来危害的其他解决方法
3.1、汇流到接地排上引出的机床接地线径至少要大于14 mm2 或以上，而且接地阻抗不可超过100Ω
3.2、尽量避免焊接机械、EDM、高周波等设备很接近数控机床NC系统工作，将地线和含有大量噪声电源的地线分离接地也是一个很好的方法。
3.3、于机床附近位置独立设置接地铜棒并深埋后引出连接数控机床接地线，避免设备与设备之间的噪声干扰和因某台设备接地不良后产生的串扰。
3.4、使用符合安规认证（CE、UL 等）的电源供应器，避免电源供应器直流电压滤波不良或交流电源噪声消除不良带来次生影响。
3.5、对于高电压、大电流的驱动电线选择带屏蔽层的护套线材，将电流通过是电线上的产生的电磁感应、感生电压进行隔离屏蔽。
3.6、使用外设备接入数控机床前，请确认外协设备接地是否与机床之间接触良好。
3.7、针对数控系统对信号质量比较敏感的数据传送线，位置反馈线，数字检测开关线等都应选择带屏蔽层的护套线材。
随着电气控制技术的不断发展，数控机床电气控制越来越复杂和趣向于智能控制，从而导致针对电气控制的保护措施不断发展和更新，对接地系统的要求越来越高，这是本类技术研究的发展前景。对设备运行的稳定性保护，设备模块之间的干扰阻碍，确保加工精度和人员安全性具有重大的意义。
参考文献：
[1]王浩.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].中国高新技术企业，2014，（21）：12-13.
[2]钟敏.企业中的电气装置接地系统的型式分类及利弊[J].安全生产与监督，2003，（3）
[3]杜杰.浅析机床数控系统在电气设计方面的接地保护[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（32）