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武漢華宇誠數控科技有限公司是專業生產數控等離子切割機、數控火焰切割機國(guo)內知名(ming)企業，多年來(lai)，一直從(cong)事數控切(qie)割(ge)(ge)機的(de)(de)開發(fa)與研制(zhi)，針對一些(xie)客戶反(fan)映等離(li)子在切(qie)割(ge)(ge)過程中出(chu)現藍屏，死機，程序混亂等現像，經我(wo)公(gong)司數控切(qie)割(ge)(ge)機專(zhuan)家(jia)討論，一致(zhi)認為是(shi)等離(li)子在起弧工作中出(chu)現的(de)(de)對數控系(xi)統(tong)的(de)(de)干(gan)擾，我(wo)公(gong)司數控切(qie)割(ge)(ge)機專(zhuan)家(jia)針對等離(li)子干(gan)擾問題做一些(xie)專(zhuan)業介(jie)紹及抑(yi)制(zhi)措施:

1 等離(li)子發生電源部分的抑制措施(shi)

等離(li)子(zi)(zi)數(shu)控系統的(de)(de)最主要(yao)(yao)的(de)(de)干擾源(yuan)(yuan)是電源(yuan)(yuan)部(bu)分。它一般采取高(gao)頻(pin)引弧(hu)(hu)器(qi)來引燃電弧(hu)(hu)，高(gao)頻(pin)變壓器(qi)二次側電壓高(gao)達3000-6000V，脈沖頻(pin)率上百千赫茲，輻射干擾和對(dui)(dui)電網(wang)的(de)(de)污染(干擾)都是很(hen)強的(de)(de);還有(you)大電流的(de)(de)交直流接觸器(qi)和各(ge)種繼電器(qi)關(guan)斷對(dui)(dui)電網(wang)也(ye)會造成浪涌沖擊(ji)。通(tong)常(chang)的(de)(de)等離(li)子(zi)(zi)切割(ge)機(ji)一起(qi)弧(hu)(hu)就引起(qi)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)內部(bu)混亂(luan)，無法正常(chang)切割(ge)，最早的(de)(de)數(shu)控切割(ge)機(ji)甚至要(yao)(yao)求用戶先(xian)起(qi)弧(hu)(hu)然(ran)后再(zai)啟(qi)動計(ji)(ji)(ji)算機(ji)，運行數(shu)控系統程(cheng)序。這不僅使操作繁(fan)瑣，計(ji)(ji)(ji)算機(ji)得(de)不到充分利用，而且對(dui)(dui)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)的(de)(de)壽命產生嚴重影響，所以抑制等離(li)子(zi)(zi)發生電源(yuan)(yuan)的(de)(de)干擾，減少對(dui)(dui)電網(wang)污染是首要(yao)(yao)問題，具體措施:

a. 對高(gao)頻引弧器(qi)增加屏蔽(bi)罩，減少高(gao)頻輻射;

b. 改造等離子電源的控制線路(lu)。

原(yuan)LG-200等離(li)子切割機的(de)控(kong)(kong)制電源220V直接(jie)引自(zi)電網電壓，起(qi)/滅弧(hu)控(kong)(kong)制線直接(jie)從(cong)切割機內(nei)引出(chu)至(zhi)數(shu)控(kong)(kong)電柜，其間和數(shu)控(kong)(kong)CNC的(de)電源系統一起(qi)跨越數(shu)十米的(de)線纜(lan)架(jia)，這樣等離(li)子起(qi)/滅弧(hu)引起(qi)的(de)高(gao)頻干(gan)擾(rao)，大電流(liu)引起(qi)的(de)電磁干(gan)擾(rao)直接(jie)串入電網。措(cuo)施是把220v的(de)強電控(kong)(kong)制線增加(jia)隔(ge)離(li)變壓器，同時起(qi)/滅弧(hu)的(de)控(kong)(kong)制信號(hao)通過繼(ji)電器隔(ge)離(li)為交流(liu)24v的(de)相(xiang)對弱電控(kong)(kong)制線進入數(shu)控(kong)(kong)電柜。現(xian)PAC-200S解決了(le)此(ci)問題(ti)。

c. 其他抗干(gan)擾措(cuo)施(shi)

主變壓器的(de)一次側、二次側增加RC吸收電(dian)(dian)(dian)路和壓敏電(dian)(dian)(dian)阻，在電(dian)(dian)(dian)流接觸器和繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器線圈兩端并聯阻容電(dian)(dian)(dian)路，直(zhi)流部分設置(zhi)高頻旁路電(dian)(dian)(dian)容，所有這些(xie)措施的(de)目的(de)是抑制干擾源(yuan)，減少(shao)對電(dian)(dian)(dian)網電(dian)(dian)(dian)壓的(de)污(wu)染。

2 數控裝置(CNC)和(he)伺服單(dan)元(yuan)的抗干擾措施

數控(kong)等離子(zi)弧切割系(xi)統(tong)的(de)(de)CNC裝(zhuang)置和伺(si)服單元(yuan)是(shi)系(xi)統(tong)工作的(de)(de)核心部分，其供電電源是(shi)干(gan)(gan)擾(rao)進入的(de)(de)主(zhu)要(yao)途(tu)徑。電源干(gan)(gan)擾(rao)主(zhu)要(yao)是(shi)通過供電線路的(de)(de)阻抗(kang)耦合產生，各種大功率用電設備是(shi)主(zhu)要(yao)的(de)(de)干(gan)(gan)擾(rao)源。

2.1 電源濾波器的使用(yong)

電源濾波器是不可缺少(shao)的(de)抗干(gan)擾(rao)元件，在(zai)高(gao)頻和低頻段都有(you)(you)有(you)(you)益(yi)的(de)干(gan)擾(rao)抑制性能。使用時應注意(yi)事項有(you)(you):

a.濾波(bo)器(qi)應安裝在導電金屬(shu)表面(mian)上(shang)，或通過編織接(jie)地帶與接(jie)地點相(xiang)連;

b.濾波(bo)器的安裝(zhuang)位置應盡量接近電源線入口處;

c.濾波器的輸(shu)入和輸(shu)出最好(hao)采用屏蔽(bi)線或(huo)雙絞線;

d.要避(bi)免屬于和輸(shu)出(chu)線互相耦合，絕對禁止輸(shu)入和輸(shu)出(chu)線捆扎在一(yi)起使用屏蔽線。

2.2電源變壓器的使用

使用帶屏(ping)蔽的(de)電(dian)源變(bian)壓(ya)器，屏(ping)蔽層要與一次側繞(rao)組的(de)交流零線相連(lian)，可阻止(zhi)干(gan)(gan)擾進(jin)入電(dian)源變(bian)壓(ya)器的(de)二(er)次側，數控裝(zhuang)置(zhi)和伺服單元所(suo)用帶屏(ping)蔽的(de)電(dian)源變(bian)壓(ya)器分開還可防止(zhi)相互干(gan)(gan)擾。其中數控裝(zhuang)置(zhi)可改用凈化(hua)交流穩定器，或增加用頻譜均(jun)衡法原理制成的(de)干(gan)(gan)擾抑制器，會(hui)起到增強其抗電(dian)網干(gan)(gan)擾的(de)能(neng)力的(de)作用。

2.3 柜內(nei)強弱電嚴格分開走線

強電(dian)(dian)線(xian)中的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)變化(hua)率(lv)大，產生(sheng)激烈的(de)(de)(de)電(dian)(dian)場變化(hua)，形(xing)成電(dian)(dian)磁波干(gan)擾(rao)，對附近的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)線(xian)、弱電(dian)(dian)控制線(xian)形(xing)成嚴重(zhong)影響(xiang)。使信(xin)號(hao)(hao)線(xian)遠(yuan)離(li)強電(dian)(dian)線(xian)，并(bing)合理(li)選用屏蔽線(xian)、雙絞線(xian)，能避免信(xin)號(hao)(hao)傳輸當(dang)中的(de)(de)(de)干(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)(hao)。

2.4 電源進線采用屏蔽線

數(shu)控等(deng)離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)切割系統的(de)(de)電(dian)源線(xian)。割具(ju)的(de)(de)陰極(ji)線(xian)和等(deng)離(li)(li)子(zi)起(qi)/滅弧(hu)(hu)控制(zhi)線(xian)一(yi)起(qi)懸掛在滑動支架(jia)上，相當于平行走(zou)線(xian)幾十米(mi)，而起(qi)/滅弧(hu)(hu)控制(zhi)線(xian)、割具(ju)的(de)(de)陰極(ji)線(xian)來自等(deng)離(li)(li)子(zi)電(dian)源，割具(ju)的(de)(de)陰極(ji)線(xian)上直流電(dian)流上百安培，它產生的(de)(de)電(dian)磁場及高頻(pin)引弧(hu)(hu)器的(de)(de)高頻(pin)信號通(tong)過耦合會(hui)對(dui)數(shu)控裝(zhuang)置(CNC)和伺服(fu)單元的(de)(de)電(dian)源引起(qi)電(dian)磁干擾。

以銅和鋁(lv)為屏(ping)蔽層的屏(ping)蔽電(dian)纜能有效抑制(zhi)高(gao)頻電(dian)磁(ci)干擾，屏(ping)蔽層接(jie)地后還能抑制(zhi)變化電(dian)場對芯線的靜電(dian)感應。

2.5 柜(ju)與柜(ju)之間信號(hao)線采用屏蔽電纜

選用屏蔽電纜可抑制由(you)雜散電浮空磁場通(tong)過電磁感應和靜電感應進入傳輸(shu)線的(de)干(gan)擾。而(er)且屏蔽層的(de)接地(di)使用正確的(de)單端接地(di)方式(shi)。

2.6 可靠的(de)接(jie)地(di)系統

對數控等(deng)離子弧(hu)切割系統的接(jie)地工(gong)藝，應該引(yin)起足夠(gou)重視，因為它的CNC部分(fen)和伺服單(dan)元都(dou)使在軌(gui)道上的運動部分(fen)，干擾強弱(ruo)與系統的接(jie)地方(fang)式有很大的關(guan)系。

a.交流(liu)地和直流(liu)地的分(fen)開

避免由于地電(dian)(dian)阻把交流(liu)電(dian)(dian)力線引(yin)進的(de)(de)(de)干(gan)擾(rao)傳(chuan)輸到控制裝置(zhi)，既保證控制系(xi)統(tong)裝置(zhi)內部器件的(de)(de)(de)安全性，又(you)能提高系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)可靠性和穩定性，減少強(qiang)電(dian)(dian)流(liu)設備的(de)(de)(de)地電(dian)(dian)流(liu)干(gan)擾(rao)。

b. 將(jiang)邏輯地浮(fu)空并和模擬地分開

浮空(kong)是指將控制裝置的(de)(de)邏輯(ji)地、模(mo)擬地與(yu)大地之間無(wu)導體連接，以浮空(kong)的(de)(de)“地”作(zuo)系統的(de)(de)參考電(dian)平。這使等離子弧等外部輻射干擾和靜(jing)電(dian)干擾等都可以在很大程度(du)上得到抑制。

由(you)于邏輯地(di)(di)(di)浮空(kong)明顯(xian)增加了(le)模擬(ni)(ni)電路的(de)干擾感應(ying)，一種(zhong)好(hao)的(de)方法是將模擬(ni)(ni)地(di)(di)(di)和邏輯地(di)(di)(di)分開接在各自的(de)匯流(liu)(liu)排，然后再將模擬(ni)(ni)地(di)(di)(di)的(de)匯流(liu)(liu)排通過(guo)一個電容在一點(dian)(dian)的(de)接地(di)(di)(di)點(dian)(dian)。對模擬(ni)(ni)量來(lai)說，形成直(zhi)流(liu)(liu)浮地(di)(di)(di)，交流(liu)(liu)共地(di)(di)(di)的(de)系統(tong)。

c 機柜良好接大地

數控等(deng)離子弧(hu)切(qie)割(ge)機(ji)床的(de)(de)(de)(de)占地面積較大(da)，最好(hao)單(dan)獨鋪(pu)設(she)接(jie)大(da)地裝置(接(jie)地下至(zhi)少3米);而(er)且接(jie)地裝置應(ying)(ying)和機(ji)床的(de)(de)(de)(de)導(dao)軌、機(ji)柜甚至(zhi)線(xian)纜滑動支架可靠連(lian)接(jie)。這樣使機(ji)殼(ke)上(shang)的(de)(de)(de)(de)感應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)高頻干(gan)擾電(dian)壓有一個低阻抗(kang)的(de)(de)(de)(de)泄漏通道，使之不存在蓄(xu)積電(dian)荷而(er)使機(ji)殼(ke)電(dian)壓升高的(de)(de)(de)(de)可能，對人員則更安全，而(er)且有利于抑制干(gan)擾沖擊(ji)。

2.7 其他的輔助性(xing)措施

條件許可的情(qing)況下，數控裝置的電(dian)源使用照明(ming)電(dian)，因為照明(ming)電(dian)相對干(gan)凈;直流繼電(dian)器線(xian)圈(quan)并續流二級管，交流繼電(dian)器線(xian)圈(quan)并RC阻容電(dian)路，抑(yi)制(zhi)瞬(shun)變(bian)干(gan)擾

問題描述:

等離(li)子(zi)切割機用來切割鋼板，XY兩(liang)個軸為步(bu)進電(dian)機，傳動方式為同(tong)步(bu)帶加滑塊導軌，割槍(qiang)頭的(de)(de)末端為等離(li)子(zi)發(fa)生器(qi)(qi)。現在的(de)(de)問題為等離(li)子(zi)切割機在加工過程中，等離(li)子(zi)發(fa)生器(qi)(qi)開(kai)弧的(de)(de)瞬間，X軸會向左偏(pian)移十幾個毫(hao)米(mi)的(de)(de)距離(li)。

分析原因:

關掉等(deng)離子(zi)發生器(qi)的電源，讓等(deng)離子(zi)切割機照常(chang)加工(gong)，軟件執行(xing)開關弧操作，X軸不會偏移。說明(ming)等(deng)離子(zi)軟件和控制卡沒(mei)有問題。

解決方案:

等(deng)離子電源對外(wai)界(jie)的干擾是(shi)非(fei)常嚴重的，尤其是(shi)在引(yin)弧(hu)擊穿鋼板(ban)的瞬間最為(wei)明(ming)顯。解(jie)決(jue)方法就是(shi)在可能受到干擾而影響加工的部分接(jie)地線。

1.計(ji)算(suan)機主機外殼接(jie)地。最(zui)好將地線接(jie)于(yu)轉接(jie)線和控制卡連接(jie)部位的螺(luo)栓上(shang)。

2.等(deng)離子切割機(ji)外殼接地

3.轉接板供電開關電源接地(di)

4.等離子(zi)電源外殼接地

5.等(deng)離子電(dian)(dian)源的(de)電(dian)(dian)壓(ya)輸入(ru)端接(jie)濾波器(qi)，防止對外界供電(dian)(dian)電(dian)(dian)路造成(cheng)干擾

電源變壓器的使用

使用(yong)帶(dai)屏蔽的電源變壓(ya)器(qi)，屏蔽層要與一(yi)次(ci)側繞組的交(jiao)流零線相(xiang)連，可阻止(zhi)干(gan)(gan)擾(rao)(rao)進入電源變壓(ya)器(qi)的二次(ci)側，數控(kong)裝(zhuang)置和伺服單元所用(yong)帶(dai)屏蔽的電源變壓(ya)器(qi)分開還可防止(zhi)相(xiang)互干(gan)(gan)擾(rao)(rao)。其(qi)中(zhong)數控(kong)裝(zhuang)置可改用(yong)凈化(hua)交(jiao)流穩定(ding)器(qi)，或增(zeng)(zeng)加用(yong)頻譜均衡法原理(li)制成(cheng)的干(gan)(gan)擾(rao)(rao)抑制器(qi)，會(hui)起到增(zeng)(zeng)強(qiang)其(qi)抗電網干(gan)(gan)擾(rao)(rao)的能力(li)的作用(yong)。

可靠的接地系統

對數(shu)控等離子弧切割系(xi)統(tong)的接地(di)工藝，應(ying)該引起足(zu)夠重視，因為它的CNC部(bu)分和伺服單(dan)元都使在軌道上的運動部(bu)分，干擾強弱與系(xi)統(tong)的接地(di)方式有很(hen)大的關系(xi)。

a.交流(liu)地和直流(liu)地的分開(kai)

避(bi)免由(you)于地(di)電阻(zu)把交流電力線引進(jin)的干擾傳輸到控制裝置，既保證控制系統裝置內部器件的安全性，又能(neng)提高系統的可靠性和(he)穩(wen)定性，減少強(qiang)電流設備的地(di)電流干擾。

b.將邏(luo)輯地(di)浮(fu)空并和模(mo)擬(ni)地(di)分(fen)開

浮空(kong)是(shi)指將控制裝(zhuang)置(zhi)的(de)邏輯(ji)地(di)(di)、模(mo)擬地(di)(di)與大(da)地(di)(di)之(zhi)間(jian)無導體連接，以浮空(kong)的(de)“地(di)(di)”作系統的(de)參考(kao)電(dian)平。這(zhe)使等(deng)離子弧(hu)等(deng)外部輻射(she)干擾(rao)和靜(jing)電(dian)干擾(rao)等(deng)都可以在很大(da)程度上得到抑制。

由(you)于邏(luo)輯(ji)地(di)(di)浮空明兒增加了模(mo)擬(ni)電(dian)路的干(gan)擾感應，一種好的方法使將模(mo)擬(ni)地(di)(di)和邏(luo)輯(ji)地(di)(di)分開(kai)接在各自的匯流(liu)排(pai)，然后再(zai)將模(mo)擬(ni)地(di)(di)的匯流(liu)排(pai)通過一個電(dian)容在一點街(jie)道打底的接地(di)(di)點。對模(mo)擬(ni)量來說(shuo)，形(xing)成(cheng)直(zhi)流(liu)浮地(di)(di)，交流(liu)共地(di)(di)的系統。

c機柜良好接大地

2.8柜內(nei)強弱電嚴格分(fen)開(kai)走(zou)線

強電(dian)(dian)線(xian)中的電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流(liu)的變化(hua)(hua)率大，產生激烈的電(dian)(dian)場變化(hua)(hua)，形(xing)成電(dian)(dian)磁波干擾，對(dui)附(fu)近(jin)的信號(hao)線(xian)、弱電(dian)(dian)控制(zhi)線(xian)形(xing)成嚴(yan)重(zhong)影響。使(shi)信號(hao)線(xian)遠離強電(dian)(dian)線(xian)，并合(he)理選用屏(ping)蔽線(xian)、雙絞(jiao)線(xian)，能避免信號(hao)傳(chuan)輸(shu)當中的干擾信號(hao)。

2.9柜與柜之間信號線(xian)采用屏蔽電(dian)纜

選用屏(ping)蔽(bi)電纜可抑制由雜散(san)電浮空磁(ci)場(chang)通過電磁(ci)感應(ying)和靜電感應(ying)進(jin)入(ru)傳輸線(xian)的干擾。而(er)且屏(ping)蔽(bi)層的接地(di)使(shi)用正確的單端接地(di)方(fang)式。

數(shu)控等離子(zi)弧切割機床的(de)占(zhan)地面積(ji)(ji)較大(da)，最好單獨(du)鋪(pu)設接大(da)地裝(zhuang)置;而且(qie)接地裝(zhuang)置應(ying)和機床的(de)導軌、機柜甚(shen)至線(xian)(xian)纜滑(hua)動支架可靠連(lian)接。這樣(yang)使機殼上的(de)感應(ying)的(de)高頻(pin)干(gan)擾電(dian)(dian)(dian)壓(ya)有一個低阻抗的(de)泄漏通道，使之不存在(zai)蓄積(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)荷而使機殼電(dian)(dian)(dian)壓(ya)升高的(de)可能(neng)，對人(ren)員則更安全，而且(qie)有利于抑(yi)制干(gan)擾沖擊。2.7其(qi)他的(de)輔助(zhu)性措施條件許可的(de)情況下，數(shu)控裝(zhuang)置的(de)電(dian)(dian)(dian)源使用(yong)照明電(dian)(dian)(dian)，因為照明電(dian)(dian)(dian)相對干(gan)凈;直流(liu)繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器線(xian)(xian)圈(quan)并續流(liu)二(er)級管，交流(liu)繼(ji)電(dian)(dian)(dian)器線(xian)(xian)圈(quan)并RC阻容電(dian)(dian)(dian)路，抑(yi)制瞬變(bian)干(gan)擾。

3 通過以上介紹及解決措施，對系統進行綜合的抗干擾設計后，數控等離子弧切割系統的可靠性得到明顯的改善，并且實現自動起弧/滅弧控制，在實際工作中應用以上措施之后，數控等離子切割機故障率大(da)大(da)減少，系統達到了數控(kong)等(deng)離子系統所要(yao)求的(de)很(hen)強的(de)抗干(gan)擾能力。