По сравнению с общей компьютерной системой управления, наиболее важным моментом системы плазменной резки с ЧПУ является высокая степень защиты от помех. Система плазменной резки с ЧПУ может противостоять воздействию плазменного зажигания и другого оборудования. Если система плазменной резки с ЧПУ нарушена, система не сможет нормально работать, что может вызвать повреждение системы ЧПУ и повлиять на срок службы системы. При проектировании системы плазменной резки с ЧПУ всесторонне учитываются различные возможные помехи, и принимаются соответствующие меры для устранения или уменьшения помех и обеспечения нормального использования станка и его полной производительности.
В этой статье основное внимание уделяется мерам надежности на периферии устройства числового программного управления (ЧПУ), за исключением программных и схемных методов защиты от помех системы ЧПУ и самого сервоблока. Начиная с источника помех, пути передачи и оборудования, подвергающегося помехам, принимаются различные аппаратные меры для подавления помех системы плазменной резки и обеспечения нормальной работы системы плазменной резки с ЧПУ.
Меры по подавлению питания плазмы
Основным источником помех в системе плазменной резки с ЧПУ является источник питания. Обычно для зажигания дуги в нем используется высокочастотный дуговой стартер. Напряжение на вторичной обмотке высокочастотного трансформатора достигает 3000-6000 В, а частота импульсов может достигать нескольких килогерц, что вызывает сильное загрязнение (помехи) электросети. Существуют также сильноточные контакторы переменного и постоянного тока и различные реле, которые отключаются, что также вызывает скачки напряжения в электросети. Когда обычная машина плазменной резки запускает дугу, это вызывает хаос внутри компьютера и не может нормально резать. Самые ранние станки для резки с ЧПУ даже требовали, чтобы пользователь сначала запускал дугу, а затем запускал компьютер для запуска системной программы ЧПУ. Это делает операцию резки обременительной, компьютер используется не полностью и серьезно сказывается на сроке службы компьютера. Таким образом, подавление помех источника питания плазменной генерации и уменьшение загрязнения энергосистемы являются первоочередными задачами.
а. Добавьте экран на стартер высокочастотной дуги, чтобы уменьшить высокочастотное излучение.
б. Измените схему управления источником питания плазмы.
Источник питания оригинальной машины плазменной резки KLG-260 напрямую зависит от напряжения сети. Линия управления зажиганием / гашением дуги проходит напрямую от станка для резки к электрическому шкафу с ЧПУ. Система электропитания ЧПУ охватывает кабельную стойку длиной более 10 метров, поэтому высокочастотные помехи, вызванные инициированием / тушением плазмы, и электромагнитные помехи, вызванные большим током, напрямую связаны с электросетью. Мера состоит в том, чтобы добавить изолирующий трансформатор к линии управления сильным током, и в то же время сигнал управления запуском / гашением дуги изолирован от относительно слабого переменного тока через реле и поступает в электрический шкаф ЧПУ через линию управления.
c. Другие меры по предотвращению помех.
RC-цепь поглощения и варистор добавлены к первичной и вторичной сторонам главного трансформатора, сильноточный контактор и катушка реле подключены параллельно с емкостно-резистивной цепью, а часть постоянного тока оснащена высокочастотным байпасом конденсатор. Целью этих мер является подавление источников помех и уменьшение загрязнения сетевого напряжения.
Меры защиты от заклинивания устройства числового программного управления (ЧПУ) и сервопривода
Устройство ЧПУ и сервопривод системы плазменной резки с ЧПУ являются основными частями системы, а его источник питания является основным способом проникновения помех. Помехи от источника питания в основном возникают из-за импедансного соединения линий питания, а различное мощное электрическое оборудование является основным источником помех.
а. Используйте экранированный провод для питания
Линия питания системы плазменной резки с ЧПУ, катодная линия резака и линия управления зажиганием / гашением дуги подвешены вместе на скользящем кронштейне. Линия управления зажиганием / гашением дуги и катодная линия режущего инструмента поступают от источника питания плазмы, а постоянный ток на катодной линии резака составляет сотни ампер. Электромагнитное поле и высокочастотный сигнал высокочастотного устройства зажигания дуги связаны через импеданс, который вызывает электромагнитные помехи для источника питания устройства числового программного управления (ЧПУ) и сервопривода. Экранированный кабель с медью и алюминием в качестве экранирующего слоя может эффективно подавлять высокочастотные электромагнитные помехи. После заземления экранирующего слоя он также может подавлять электростатическую индукцию сердечника провода за счет изменения электрического поля.
б. Использование силового фильтра
Фильтр мощности является незаменимым компонентом защиты от помех, который имеет полезные характеристики подавления помех как в высокочастотном, так и в низкочастотном диапазонах. Следует отметить, что фильтр следует устанавливать на проводящей металлической поверхности или подключать к точке заземления через плетеную заземляющую ленту. Положение установки фильтра должно быть как можно ближе ко входу кабеля питания. На входе и выходе фильтра лучше всего использовать экранированный провод или витую пару. Чтобы избежать сопряжения между входными и выходными проводами, запрещено связывать входные и выходные провода вместе и использовать экранированные провода.
c. Использование силового трансформатора
Используйте экранированный силовой трансформатор. Экранирующий слой должен быть подключен к нейтральной линии переменного тока первичной обмотки, чтобы предотвратить попадание помех во вторичную обмотку электрического трансформатора. Экранированный силовой трансформатор, используемый в устройстве ЧПУ, и сервомеханизм можно разделить, чтобы предотвратить взаимные помехи. Среди них устройство с числовым программным управлением может быть заменено очищающим стабилизатором переменного тока, или может быть добавлен подавитель помех, созданный по принципу метода выравнивания спектра, который повысит его способность противостоять помехам от электросети.
d. Строго разделяйте сильный и слабый ток в шкафу
Напряжение и ток в сильном проводе изменяются с большой скоростью, что приводит к резким изменениям электрического поля, образованию электромагнитных помех и серьезному влиянию на соседние сигнальные провода и провода управления слабым током. Держите сигнальные провода вдали от прочных проводов и разумно используйте экранированные провода и витую пару, чтобы избежать помех при передаче сигналов.
e. В сигнальной линии между шкафом и шкафом используется экранированный кабель.
Использование экранированных кабелей может подавить помехи, вызванные паразитными электрическими плавающими магнитными полями в линии передачи посредством электромагнитной индукции и электростатической индукции. А для заземления экранирующего слоя используется правильный метод несимметричного заземления.
f. Надежная система заземления
Достаточное внимание следует уделить процессу заземления системы плазменной резки с ЧПУ. Поскольку его часть с ЧПУ и сервомеханизм являются движущейся частью на пути, сила помех имеет большую взаимосвязь с режимом заземления системы.
Разделение заземления переменного тока и заземления постоянного тока предотвращает передачу помех, создаваемых линией питания переменного тока, на устройство управления из-за сопротивления заземления. Это не только обеспечивает безопасность внутренних компонентов устройства системы управления, но также повышает надежность и стабильность системы, а также снижает помехи от тока заземления сильноточного оборудования.
Шкаф исправен и заземлен. Станок плазменной резки с ЧПУ занимает большую площадь, и заземляющее устройство лучше всего прокладывать отдельно. Заземляющее устройство должно быть надежно подключено к рельсам машины, шкафам и даже к выдвижной опоре кабеля. Таким образом, индуцированное напряжение высокочастотной помехи на корпусе может иметь канал утечки с низким импедансом, и напряжение корпуса не будет увеличиваться из-за накопления зарядов, что полезно для подавления воздействия помех.
Благодаря комплексной конструкции системы с защитой от помех, надежность системы плазменной резки с ЧПУ была значительно повышена. Когда реализован автоматический контроль зажигания / гашения дуги, частота отказов снижается, и система достигает высоких показателей защиты от помех, необходимых для системы плазменной резки.
