數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓(xùn)系統(tǒng)近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，學(xué)校越來越注重培養(yǎng)生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)等崗位需求的實用型、技能型專門人才，進(jìn)一步提高學(xué)生的動手能力和分析解決問題的能力，全面學(xué)習(xí)掌握數(shù)控系統(tǒng)的控制原理、數(shù)控編程、電氣設(shè)計方法及安裝調(diào)試與維修。但是，大多數(shù)高校面臨缺乏此類的數(shù)控培訓(xùn)設(shè)備。為此，本公司開發(fā)了數(shù)控機床電控系統(tǒng)原理及調(diào)試維修實驗臺實習(xí)裝置。使用該裝置可以使學(xué)生掌握數(shù)控機床系統(tǒng)控制原理、電氣設(shè)計方法、元器件的選擇、機床電氣安裝及調(diào)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(nèi)容，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實習(xí)效果。該裝置采用開放式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計，既可用于教學(xué)、也可用于課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和實訓(xùn)，有利于提高學(xué)生設(shè)計數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)、診斷數(shù)控設(shè)備故障的能力，使受訓(xùn)對象限度地適應(yīng)和滿足市場需求。該裝置也可以幫助科研技術(shù)人員進(jìn)一步了解數(shù)控車床結(jié)構(gòu)，同時也為技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)控車床系統(tǒng)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(chǎn)品。
一、產(chǎn)品組成部分
數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓(xùn)系統(tǒng)由數(shù)控控制臺和三坐標(biāo)演示平臺等部件組成實訓(xùn)考核教學(xué)設(shè)備。系統(tǒng)采用西門子802C數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控機床的X、Y、Z軸由伺服電機控制，主軸電機由變頻器控制，并帶有光電編碼器，冷卻泵電機，三坐標(biāo)演示平臺X、Y、Z軸拖板采用滾珠絲桿進(jìn)行傳動，實驗臺上還配有模擬六工位刀架模塊，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到802C伺服電機的控制、變頻器控制、四工位電動刀架、霍爾元件、接近開關(guān)的原理和PLC指令、編程、接線及在數(shù)控機床中的應(yīng)用、數(shù)控車床編程、銑削加工機床編程、車削加工中心C軸編程、維修等。
二、實訓(xùn)臺配置
1.由控制屏和實訓(xùn)桌及演示平臺桌組成?？刂婆_為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板；實訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板。演示平臺桌為密度板制作。
2.三相380V交流電源供電，漏電保護(hù)器控制總電源，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制。電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，電流表監(jiān)控設(shè)備工作總電流，并設(shè)有指示燈指示和保險絲保護(hù)。
3.數(shù)控系統(tǒng)單元：“SINUMERIK 802C base line”數(shù)控系統(tǒng)，可控制3個模擬量控制進(jìn)給軸和1個模擬主軸及C軸。
4.驅(qū)動模塊：X/Y/Z/C進(jìn)給軸采用交流伺服電機和驅(qū)動器構(gòu)成半閉環(huán)系統(tǒng)。
5.三相交流伺服電機直接安裝在三坐標(biāo)演示平臺上，與滾珠絲桿通過聯(lián)軸器聯(lián)接，便于觀察電機運動。 演示效果逼真與實際機床無異。
6.主軸模塊：主軸電機采用變頻器控制，并設(shè)計有主軸編碼器與它通過同步帶進(jìn)行連接，用于速度反饋
7.刀架控制模塊：展現(xiàn)車床四工位電動刀架和六工位模擬加工中心刀庫（車削中心刀庫）的電控原理。
三、實訓(xùn)臺總體布局方案：
1、本控制柜整體外殼為鐵質(zhì)鈑金噴塑結(jié)構(gòu)，堅固耐用。輸入三相四線制380V交流電源。
2、柜體下面部分設(shè)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(guān)帶漏電保護(hù)功能，總電源指示，柜體內(nèi)部風(fēng)機開關(guān)等；右邊安裝有一扇外翻的故障門，有專用鑰匙鎖上，設(shè)計比較隱蔽。打開故障門里面有28個考核開關(guān)，具備28項單項故障設(shè)計。
4、柜體上面部分是控制臺的主控制區(qū)域，它分8個主控制單元：
⑴數(shù)控系統(tǒng)控制單元：本單元是整個控制臺的大腦，本控制臺采用西門子802C系統(tǒng)；通過電腦平臺進(jìn)行更換控制軟件，實現(xiàn)車床軟件、銑床軟件、銑削中心軟件、車削中心軟件等不同界面的操作。
⑵全數(shù)字伺服驅(qū)動控制單元：它分X、Y、Z三個軸控制子單元。每個單元分別剖析了伺服驅(qū)動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(xué)員進(jìn)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。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(xiàn)無級調(diào)速，方便學(xué)員進(jìn)行操作連接。
⑷數(shù)控機床控制線路全局圖：把數(shù)控機床的強電控制部分、繼電器控制部分、數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出部分全部展示出來，作為一個示范，以便學(xué)員能更加方便操作維修機床。
⑸數(shù)控系統(tǒng)輸入/輸出控制單元：全面剖析了數(shù)控系統(tǒng)控制機床的原理與特點，內(nèi)容包括伺服模擬信號輸入/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(tǒng)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(jìn)行連接。
⑻開關(guān)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(guān)來控制及保護(hù)電路。
四、產(chǎn)品特點
1、具有數(shù)控車床、車削中心、數(shù)控銑床、加工中心等數(shù)控機床安裝調(diào)試、參數(shù)設(shè)置、PLC編程、故障診斷與維修、數(shù)控編程操作等功能。不同機床的切換通過裝載西門子提供的軟件或進(jìn)行PLC編程實現(xiàn)
2、該裝置采用開放式結(jié)構(gòu)：將802C系統(tǒng)的控制邏輯輸入/輸出接口進(jìn)行全面分解展示，并用端子形式引出，再用接線端子可引接到各個模塊板上進(jìn)行控制。方便學(xué)員進(jìn)行判斷、測量。
3、模塊化設(shè)計，既可用于教學(xué)、也可用于課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和實訓(xùn)，有利于提高學(xué)生設(shè)計數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)、診斷數(shù)控設(shè)備故障的能力，使受訓(xùn)對象限度地適應(yīng)和滿足市場需求。
4、設(shè)計有專門的故障設(shè)置區(qū)和排故操作單元。該故障系統(tǒng)提供全開放的端子接口，教師在故障設(shè)置區(qū)通過開關(guān)設(shè)置故障；學(xué)生通過對故障的在線分析判斷、測量進(jìn)行排故操作。
五、產(chǎn)品特色：
1、實驗臺展示通用機床控制線路全局圖，學(xué)員可以把此圖作為設(shè)計電路的示范圖，以便更加深入了解數(shù)控車床的控制方法。.
2、西門子802C數(shù)控系統(tǒng)：本實驗臺把802C數(shù)控系統(tǒng)的控制接口擴(kuò)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(jìn)行控制。
3、三相變頻控制單元：通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進(jìn)行變頻控制，增加學(xué)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、全數(shù)字伺服驅(qū)動控制單元：通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進(jìn)行伺服驅(qū)動控制，增加學(xué)員的動手能力，讓學(xué)員對伺服控制器有個全面的了解和分析能力。
5、四工位電動刀架控制單元：通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進(jìn)行換刀控制，增加學(xué)員的動手能力，讓學(xué)員對自動刀架的控制過程和原理有更全面的了解。
6、手脈單元：通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進(jìn)行手動控制機床座標(biāo)運動
六、實訓(xùn)的功能：
1、數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓(xùn)臺對電氣設(shè)備維修提供的實訓(xùn)項目有：
1)數(shù)控系統(tǒng)的基本操作
2)低壓電氣元件的原理與接線
3)主軸變頻單元的調(diào)試運行與故障診斷實驗
4)全數(shù)字交流伺服電機運行與故障診斷實驗
5)數(shù)控機床電氣控制設(shè)計與分析實驗
6)電動刀架控制原理實驗及接線與故障診斷實驗
7)數(shù)控車床系統(tǒng)控制機床螺紋加工實驗
8)數(shù)控機床的冷卻與照明及故障診斷實驗
9)數(shù)控機床電子手輪實驗
10)加工中心刀具庫的應(yīng)用
11)變頻器U，V端，外部開路；
12)驅(qū)動電源，外部開路；
13)主軸電機電源（380V） ，外部開路；
14)刀架鎖緊電源，外部開路；
15)24V信號電源，外部開路；
16)驅(qū)動電源，外部開路；
17)工作燈電源（24V），外部開路；
18)手輪A＋信號，外部開路；
19)手輪0V信號電源，外部開路；
20)主軸正轉(zhuǎn)信號（24V）電源，外部開路；
21)冷卻信號（24V）電源，外部開路；
22)刀架鎖緊信號電源，外部開路；
23)X正限信號，外部開路；
24)Z零點信號，外部開路；
25)Z負(fù)限位信號，外部開路；
26)0V電源，外部開路；
27)主軸正轉(zhuǎn)M03信號，外部開路；
28)主軸公共地信號，外部開路；
29)主軸模擬量，外部開路；
30)T1號刀具信號，外部開路；
31)T3號刀具信號，外部開路；
32)冷卻電源，外部開路；
33)刀架反轉(zhuǎn)信號，外部開路；
34)變壓器電源，外部開路；
35)主軸編碼器A+信號，外部開路；
36)驅(qū)動器24V電源，外部開路；
37)主軸編碼器0V電源，外部開路；
38)主軸模擬量輸入/輸出(參數(shù)30130號)，內(nèi)部開路；
39)主軸編碼器脈沖(參數(shù)31020)，內(nèi)部開路；
40)減速開關(guān)生效(參數(shù)34000)，內(nèi)部開路；
41)減速開關(guān)方向生效(參數(shù)34010)，內(nèi)部開路；
42)減速開關(guān)速度生效(參數(shù)34040)，內(nèi)部開路；
43)參考點定位速度生效(參數(shù)34070)，內(nèi)部開路；
44)軸負(fù)軟限位設(shè)定生效(參數(shù)36100)，內(nèi)部開路；
45)軸正軟限位設(shè)定生效(參數(shù)36110)，內(nèi)部開路；
46)反向間隙補償生效(參數(shù)32450)，內(nèi)部開路；
47)機床絲桿螺距設(shè)計生效(參數(shù)31030)，內(nèi)部開路；
48)伺服電機編碼器脈沖設(shè)計生效(參數(shù)31020)，內(nèi)部開路；
49)伺服電機速度設(shè)計生效(參數(shù)32000)；內(nèi)部開路；
50)系統(tǒng)點動速度快速生效(參數(shù)32010)，內(nèi)部開路；
51)系統(tǒng)點動速度生效(參數(shù)32020)，內(nèi)部開路；
52)系統(tǒng)控制類型設(shè)計生效(參數(shù)14510-16)，內(nèi)部開路；
53)系統(tǒng)驅(qū)動控制類型設(shè)計生效(參數(shù)14510-17)，內(nèi)部開路；
54)系統(tǒng)控制刀位數(shù)設(shè)計生效(參數(shù)14510-20)，內(nèi)部開路；
55)系統(tǒng)控制換刀監(jiān)控時間設(shè)計生效(參數(shù)14510-21)，內(nèi)部開路；
56)系統(tǒng)控制刀架卡緊時間設(shè)計生效(參數(shù)14510-22)，內(nèi)部開路；
57)系統(tǒng)控制刀架是否有效(參數(shù)14512-11-7)，內(nèi)部開路；
58)系統(tǒng)主軸是否有效(參數(shù)14512-11-6)，內(nèi)部開路；
59)系統(tǒng)冷卻是否有效(參數(shù)14512-11-0)，內(nèi)部開路；
60)系統(tǒng)屏蔽急停有效(參數(shù)14512-16-0)，內(nèi)部開路；
61)系統(tǒng)點動鍵定義X+鍵(參數(shù)14510-26)，內(nèi)部開路；
62)系統(tǒng)點動鍵定義X-鍵(參數(shù)14510-27)，內(nèi)部開路；
63)系統(tǒng)點動鍵定義Y+鍵(參數(shù)14510-28)，內(nèi)部開路；
64)系統(tǒng)點動鍵定義Y-鍵(參數(shù)14510-29)，內(nèi)部開路；
65)系統(tǒng)點動鍵定義Z+鍵(參數(shù)14510-30)，內(nèi)部開路；
66)系統(tǒng)點動鍵定義Z-鍵(參數(shù)14510-31)，內(nèi)部開路；
2、數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓(xùn)臺對零件加工提供的實訓(xùn)項目有：
1)車削零件外圓程序的編寫；
2)車削多臺階外圓程序的編寫；
3)車削圓弧程序的編寫
4)車削斜面程序的編寫
5)車削螺紋程序的編寫；
6)循環(huán)指令編程實訓(xùn)；
7)數(shù)控系統(tǒng)與計算機通訊實訓(xùn)；
8)銑削零件平面程序的編寫；
9)銑削多臺階平面程序的編寫；
10)銑削圓弧程序的編寫
11)銑削斜面程序的編寫
12)銑削鍵槽程序的編寫；
13)齒輪加工程序的編寫；
14)加工鍵槽的實訓(xùn)；
15)車削C軸編程功能
16)數(shù)控系統(tǒng)與計算機通訊實訓(xùn)；
17)數(shù)控系統(tǒng)與計算機DNC加工實訓(xùn)；
18)文字雕刻自動編程實訓(xùn)(配合計算機和軟件)；
19)CAD/CAM三維曲面自動編程實訓(xùn)(配合計算機和軟件)
七、數(shù)控控制臺技術(shù)性能：
●、輸入電源：三相四線制380V交流電源，50Hz。
●、漏電保護(hù)：漏電動作電流≤30mA；具有接地保護(hù)。
●、工作環(huán)境：溫度-100-+400C。
●、整機功耗：＜3KW
●、考核柜尺寸：1370×600×1890mm
八、數(shù)控機床四合一電氣控制與維修實訓(xùn)臺的配置清單
