数控机床的抗干扰措施.doc

数控机床的抗干扰措施【摘要】本文介绍了数控设备产生噪音的常见三种原因，并讨论了 数控设备抗干扰的几种方法，还简单讨论了机床电气系统接地的一些注意 事项关键词】传导噪音；辐射噪音；诱导噪音；抗干扰；接地问题机加行业的数控机床有时会出现一些异常情况，比如设备乱报警；报 警号不固定或出现多个报警号；或有的时候虽无报警，但机床运行行为奇 怪、乱动大部分这类问题是由于接地、布线不合理使系统受到干扰造成 的1在电气系统中对电子设备造成干扰的噪音有以下几种1. 1 传导噪音 (Conductive noise)例如，由伺服放大器产生的噪音，经由电缆传导可对连在同一电源上 的电子设备造成干扰，如下图所示1. 2 辐射噪音(Radiation noise)例如，由伺服放大器产生的噪音，经由电网的辐射可对周围的电子设 备造成干扰电网的电线就像发射天线一样向四周发射噪音信号，如下图 所示1. 3 诱导噪音(Induced noise)当设备的电缆靠的太近时经感应或电容的耦合造成的干扰，如下面图 中所示如果机床电气柜内接线与布线处理不当上述的噪音就会对系统的运 行造成干扰，造成系统运行不可靠、误动作为了抗干扰，我们有以下措 施。

1） 控制系统包括伺服放大器和主轴驱动单元应装在密封的金属电 柜内2） 信号线和功率线要分开走线，而且电缆走线要靠近电柜的金属 壁3） 信号线最好进行屏蔽，指令信号和反馈信号线（如编码器信号） 必须进行屏蔽，屏蔽线要接地4） 控制器、放大器等都要接地5） 电网进线要加滤波器，加浪涌吸收器6） 接触器、继电器或其他电器带电磁线圈的驱动器要加火花吸收 器下面对以上提到的措施进行简单的讨论简单来说，数控设备的电气系统结构如下图所示如果系统的伺服电动机、主轴电机等是三相200V的，则电源的进线 需要使用变压器由于变压器的隔离，在一定程度上提高了抗干扰能力 当使用400v的伺服电动机、主轴电机时，可以不用变压器不使用变压 器时，一定要在电路中加电网波器（噪音滤波器），在输入端增加电网滤 波器（噪音滤波器）可以滤除来自电缆的辐射噪音及由于寄生电容引起的 传导噪音电网滤波器的电气原理图如下所示为了避免由于闪电或其他用电设备引起的浪涌电流造成干扰，应在进 线处再接浪涌吸收器浪涌吸收器有两种，电网的各线之间及各线对地之 间浪涌吸收器的接线要尽量的短，导线的横截面积要足够大，一般为 2mm2o电路中使用感性元器件时（如接触器、继电器等的线圈），必须使用 能消除噪音的器件如火花吸收器（电阻、电容电路）或二极管（反接）以 消除电路工作时对外界造成的干扰。

下图是使用电阻、电容的接线，这种 电路用于交流电路，二极管用于直流电路CNC数控机床的接地系统可分为信号地（SG）、机壳地（FG）和系统地 （SG）等，如下图所示这里信号地（SG）是提供给控制信号的基准电平（0V）机壳地（FG） 是为了运行可靠、抵抗干扰而提供的将内部和外部噪音隔离的屏蔽层，各 单位的机壳、外罩、安装板、和接口电缆的屏蔽均应接在一起系统地是 保护地，其将各装置的机壳地与大地相连，以保护人员和设备，当有漏电 或短路时免遭电击，还可使干扰噪音流入大地接地时要注意一个单元上的信号地（0V）与机壳地只在一点连接信 号系统的机壳地与功率系统的机壳地应该分开，以免功率部分的噪音对信 号的干扰接地线要足够粗，至少要与供电电源线一样粗另外接地电阻 （系统地）应不大于100 Q o电柜内的电缆有强电信号（功率）线和弱电信号线，强电电缆有放大 器的输入线、电动机的功率线、电柜内接触器、继电器线圈的信号线等 这些信号一般都是24V或以上的直流&交流信号而弱电信号一般在5V或 以下，其包括NC与放大器之间的控制线，各种传感器的信号线等如果走线时若两种线靠的太近，则强电信号就会对弱电信号造成干 扰，因此两种电缆必须分开走线，隔开一定距离，下图FANUC系统中电源 模块、伺服及主轴驱动器的接地图。

弱电信号线必须进行屏蔽，屏蔽层必须接地电柜中应有电路板，各 单元的屏蔽线经接地板接地强电的接地板应与弱电的接地板分开，并离 开一定距离另外电缆线要尽量的短，以避免功率损耗并减少干绕，走线 时要尽量的靠近电柜的金属壁电缆接头一定要拧紧，否则会因接触电阻 大造成电压下降、信号功率变弱、易被干扰还有屏蔽线的金属外皮必须 用电缆卡子卡紧并接在接地板上机床电气柜必须使用金属材料，电柜必须密圭寸因为密圭寸的金属电柜 可以隔离电磁辐射，保护柜内的装置免受干扰当然也可以隔离其内部的 元件工作时产生的电磁波，避免对外部设备造成干扰电柜外壳必须接地, 这样做可使漏电流导入大地，保证柜体为零电流，从而保护了人和设备的 安全电柜的制造最重要的是保持其良好的传导性和电磁场屏蔽性能，因此 要求电柜的接缝要焊接，没有缝隙电柜开口越小越好，电柜盖、柜门要 紧贴柜体，密封垫要使用可导电性材料电柜与外界的导体连接时需将连 接处的表面喷漆刮干净参考文献：[1] FANUC连接说明书（硬件）[2] FANUC伺服放大器的规格说明书作者简介:张恒，(1979-),男，汉族，陕西西安人，现为西安双特智能传动有 限公司设备工程师冯盟：(1980-),女，汉族，陕西西安人，现为西安法士特汽车传动 有限公司统计员。