近年來，隨著數控技術的廣泛應用，學校越來越注重培養(yǎng)生產、技術服務等崗位需求的實用型、技能型專門人才，進一步提高學生的動手能力和分析解決問題的能力，全面學習掌握數控系統的控制原理、數控編程、電氣設計方法及安裝調試與維修。但是，大多數高校面臨缺乏此類的數控培訓設備。為此，本公司開發(fā)了數控車床電控系統原理及調試維修實驗臺實習裝置。使用該裝置可以使學生掌握數控銑床系統控制原理、電氣設計方法、元器件的選擇、銑床電氣安裝及調試、故障診斷維修、零件程序編制及圖形模擬加工過程等多項實驗內容，達到工業(yè)生產現場實習效果。該裝置采用開放式結構、模塊化設計，既可用于教學、也可用于課程設計、畢業(yè)設計和實訓，有利于提高學生設計數控機床電氣控制系統、診斷數控設備故障的能力，使受訓對象最大限度地適應和滿足市場需求。該裝置也可以幫助科研技術人員進一步了解數控車床結構，同時也為技術人員進行數控車床系統的二次開發(fā)提供了必要條件。該實驗裝置的主要器件均選用工控產品。
一、產品組成部分
數控銑床電器和維修實驗臺由數控控制臺和實訓銑床部件(三坐標)組成實訓考核教學設備。系統采用法那科0I Mate MC銑床數控系統，數控銑床的X、Y、Z軸由伺服電機控制，主軸由變頻器控制，X、Y、Z軸拖板采用滾珠絲桿進行傳動，學生可以學習到0I Mate MC伺服電機的控制、變頻器控制、霍爾元件、接近開關的原理和PLC指令、編程、接線及在數控機床中的應用等及數控銑床編程、加工、維修。
數控控制臺提供一套完整的控制系統，控制系統擁有完整的法那科0I Mate MC數控技術的系統，控制臺全面剖析了法那科0I Mate MC系統的控制原理和結構，按符合真實數控設備的要求進行電氣連接，可以帶動實訓機床進行數控加工；同時數控控制臺在控制系統內部提供數控機床常見故障的設定、維修、考核等電路故障系統，該故障系統提供全開放的端子接口，可以設置電路故障、主要器件故障、PLC故障及操作系統內部故障，供學生進行測量，判斷。由教師設定故障，學生可以實現在線測量排故，也可以實現斷電測量進行排故，提高學生解決問題的能力。
二、 產品突出特點:
本公司具有多年生產數控的經驗，因此對法那科數控系統內部進行全面剖析展示到面板上，把數控車床的功能全部采用接插件控制。所有控制單元控制方法如下：
1、實驗臺展示通用車床控制線路全局圖，學員可以把此圖作為設計電路的示范圖，以便更加深入了解數控車床的控制方法。.
2、法那科0I Mate MC數控系統：本實驗臺把0I Mate MC數控系統的控制接口擴展到實驗臺的面板上，再用接線端子可引接到各個模塊板上進行控制。
3、三相變頻控制單元：通過接插線連接到數控系統上進行變頻控制，增加學員的動手能力，增加對控制過程中的故障問題有更多的了解和分析。
4、伺服驅動控制單元：通過接插線連接到數控系統上進行伺服驅動控制，增加學員的動手能力，讓學員對伺服控制器有個全面的了解和分析能力。
5、手脈單元：通過接插線連接到數控系統上進行手動控制機床座標運動
三、實訓的功能
1、數控銑床電器和維修實驗臺提供的實訓項目：
1)主軸變頻單元的調試運行與故障診斷實驗
2)全數字交流伺服電機運行與故障診斷實驗
3)數控銑床電氣控制設計與分析實驗
4)數控銑床的冷卻與照明及故障診斷實驗
5)數控銑床電子手輪實驗
6)變頻器U，V，W，外部開路；
7)驅動電源，外部開路；
8)主軸電機電源（380V），外部開路；
9)驅動電源，外部開路；
10)工作燈電源（24V），外部開路；
11)主軸正轉信號（24V）電源，外部開路；
12)冷卻信號（24V）電源，外部開路；
13)X正限信號，外部開路；
14)X零點信號，外部開路；
15)Y正限信號，外部開路；
16)Y零點信號，外部開路；
17)Z零點信號，外部開路；
18)Z負限位信號，外部開路；
19)0V電源，外部開路；
20)主軸模擬量，外部開路；
21)變壓器電源，外部開路；
22)關于法那科數控系統內部開路參數設計這里暫不作說明（因參數太多）
2、數控銑床電器和維修實驗臺對零件加工提供的實訓項：
1)數控銑床的結構和控制工作原理；
2)銑削零件平面程序的編寫；
3)銑削多臺階平面程序的編寫；
4)銑削鍵槽程序的編寫；
5)循環(huán)指令編程實訓；
6)數控系統與計算機通訊實訓；
7)CAD/CAM自動編程實訓(配合計算機和軟件)；
四、數控控制臺布局的獨特特點：
1、本控制柜整體外殼為鐵質鈑金噴塑結構，堅固耐用。輸入三相四線制380V交流電源。
2、柜體下面部分設計有兩扇活動門，打開門里面空間寬敞，可安放儀器或其它物品；
3、柜體中間部分，左邊裝有總電源開關帶漏電保護功能，總電源指示，柜體內部風機開關等；右邊安裝有一扇外翻的故障門，有專用鑰匙鎖上，設計比較隱蔽。打開故障門里面有28個考核開關，具備28項單項故障設計。
4、柜體上面部分是控制臺的主控制區(qū)域，它分為多個主控制單元：
⑴數控系統控制單元：本單元是整個控制臺的大腦，本控制臺采用法那科0I Mate TC系統；也可根據客戶實際要求進行選型配置。
⑵伺服驅動控制單元：它分X、Y、Z兩個軸控制子單元。每個單元分別剖析了伺服驅動器的內部結構原理圖、控制方式和接線方法等。本單元把各連接端子引到面板上，通過連接線的連接并可控制電機運行，方便學員進行操作連接。
⑶三相變頻控制單元：剖析變頻控制原理，控制方式和接線方法等。控制變頻器功率為0.75KW，本單元把各連接端子引到面板上，通過連接線的連接并可控制電機運行，實現無級調速，方便學員進行操作連接。
⑷數控機床控制線路全局圖：把數控機床的強電控制部分、繼電器控制部分、數控系統的輸入/輸出部分全部展示出來，作為一個示范，以便學員能更加方便操作維修機床。
⑸數控系統輸入/輸出控制單元：全面剖析了數控系統控制機床的原理與特點，內容包括伺服信號輸入/輸出；主軸變頻信號模擬量輸出控制；冷卻控制、機床零點信號控制、機床限位信號控制等。
⑹強電元器件安裝區(qū)：把所有強電元器件統一安裝在此處，如：交流接觸器、直流繼電器、保險管、三相滅弧器等。
⑺強電輸出單元：把強電部分通過端子座引出，通過延長連接線對各單元進行連接。
⑻開關控制和電壓電流指示單元：通過電壓表和電流表來檢測電源工作情況；用開關來控制及保護電路。
五、數控控制臺技術性能：
●、輸入電源：三相五線制380V交流電源。
●、漏電保護：漏電動作電流≤30mA；具有接地保護。
●、工作環(huán)境：溫度-100-+400C。
●、整機功耗：＜3KW
六、數控銑床電器控制與維修實驗臺的配置
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序號 |
材料名稱與規(guī)格型號 |
數量 |
單位 |
|
1 |
數控系統（采用法那科0I Mate MC） |
1 |
臺 |
|
2 |
機床實訓控制臺（采用鐵質鈑金噴塑結構） |
1 |
臺 |
|
3 |
數控三座標運動平臺 |
1 |
臺 |
|
4 |
主軸電機 |
1 |
臺 |
|
5 |
冷卻電機 |
1 |
臺 |
|
6 |
正負限位開關 |
6 |
只 |
|
7 |
機床回零開關 |
3 |
只 |
|
8 |
故障點分布圖 |
1 |
份 |
|
9 |
CAD/CAM軟件光盤 |
1 |
張 |
|
10 |
變頻器使用手冊 |
1 |
本 |
|
11 |
法那科系統維修說明書 |
1 |
本 |
|
12 |
法那科系統操作說明書 |
1 |
本 |
|
13 |
法那科系統參數說明書 |
1 |
本 |
|
14 |
實訓臺使用說明書 |
1 |
本 |
注：數控系統可采用西門子、華中、廣數及用戶所要求的各種數控系統。
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