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數(shù)控車(chē)床裝調(diào)與維修考核實(shí)訓(xùn)設(shè)備，數(shù)控車(chē)床教學(xué)裝置
2024-12-04 08:00智能制造是建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的主攻方向，數(shù)控機(jī)床是智能制造重要的組成部分，隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，學(xué)校越來(lái)越注重培養(yǎng)生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)等崗位需求的實(shí)用型、技能型專(zhuān)門(mén)人才，進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)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(jì)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(lèi)的數(shù)控培訓(xùn)設(shè)備。為此，本公司開(kāi)發(fā)了數(shù)控車(chē)床電氣控制與維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)實(shí)習(xí)裝置。
數(shù)控車(chē)床裝調(diào)與維修考核實(shí)訓(xùn)設(shè)備是專(zhuān)門(mén)為職業(yè)院校、技工學(xué)校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)研制的數(shù)控車(chē)床裝調(diào)與維修考核實(shí)訓(xùn)設(shè)備，根據(jù)機(jī)電類(lèi)行業(yè)中數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)的特點(diǎn)，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工的技能鑒定要求，對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣控制及機(jī)械傳動(dòng)進(jìn)行研究，針對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，包含了數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用、加工程序編程、PLC控制、變頻調(diào)速控制、傳感器檢測(cè)、伺服驅(qū)動(dòng)控制、低壓電氣控制、機(jī)械傳動(dòng)等技術(shù)，強(qiáng)化了學(xué)員對(duì)數(shù)控機(jī)床的安裝、接線、調(diào)試、故障診斷與維修等綜合能力，適合機(jī)電類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)，也適合數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工、車(chē)工等工種的考核與鑒定。同時(shí)也為技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)提供了必要條件。該數(shù)控車(chē)床裝調(diào)與維修考核實(shí)訓(xùn)設(shè)備的主要器件均選用工控產(chǎn)品。
一、實(shí)訓(xùn)臺(tái)配有：電動(dòng)刀架1臺(tái)、伺服主軸電機(jī)1臺(tái)、冷卻泵1臺(tái)、坐標(biāo)軸伺服電機(jī)2臺(tái)、數(shù)控車(chē)床1臺(tái)等。
二、實(shí)驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：AC380V（三相四線制）、50HZ
2、故障考核: 16項(xiàng)（智能型）
3、工作環(huán)境：溫度-200C～400 C
4、整機(jī)容量：≤3kVA；
5、電氣控制單元尺寸：長(zhǎng)×寬×高（mm）=800mm×600mm×1800mm；
6、實(shí)物數(shù)控車(chē)床尺寸：長(zhǎng)×寬×高（mm）=1200mm×760mm×1210mm；
三、 基本實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)項(xiàng)目
1．電路設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝和電路連接
（1）數(shù)控系統(tǒng)的安裝、接線
（2）系統(tǒng)啟�？刂齐娐返脑O(shè)計(jì)與接線
（3）伺服主軸調(diào)速系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)器、主軸電機(jī)的安裝與接線
（4）交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的安裝與接線
（5）刀架控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、器件安裝與接線
（6）冷卻控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、器件安裝與接線
（7）急�？刂苹芈返脑O(shè)計(jì)與接線
（8）手搖脈沖發(fā)生器的接線
2．機(jī)械部件裝配與調(diào)整
（1）滾珠絲杠螺母副的裝配與調(diào)整
（2）X/Z軸拖板的裝配與調(diào)整
（3）電動(dòng)刀架的裝配
（4）電機(jī)與聯(lián)軸器的裝配
（5）潤(rùn)滑系統(tǒng)的裝配
（6）主軸箱的裝配與調(diào)整
3．?dāng)?shù)控機(jī)床的功能調(diào)試
（1）數(shù)控系統(tǒng)的基本操作
（2）數(shù)控系統(tǒng)基本參數(shù)的設(shè)置與調(diào)試
（3）數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給軸參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
（4）數(shù)控系統(tǒng)主軸參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
（5）PLC編程與調(diào)試
（6）驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
（7）主軸參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
（8）電動(dòng)刀架等功能部件的調(diào)試
（9）數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份
4．機(jī)電聯(lián)調(diào)與故障排除
（1）數(shù)控車(chē)床機(jī)電聯(lián)調(diào)
（2）數(shù)控車(chē)床故障診斷與排除
5．?dāng)?shù)控車(chē)床幾何精度檢測(cè)
（1）數(shù)控車(chē)床絲桿反向間隙補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
（2）數(shù)控車(chē)床絲桿螺距補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
（3）數(shù)控車(chē)床幾何精度檢測(cè)及調(diào)整實(shí)驗(yàn)
6．?dāng)?shù)控車(chē)床的程序編制與加工
（1）數(shù)控車(chē)床編程
（2）數(shù)控車(chē)床加工
四、設(shè)備概述
數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)設(shè)備適合于職業(yè)院校數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修技能比賽和職業(yè)院校的數(shù)控裝調(diào)維修專(zhuān)業(yè)、數(shù)控加工專(zhuān)業(yè)、機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)，該設(shè)備是根據(jù)職業(yè)學(xué)校數(shù)控維修專(zhuān)業(yè)教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求以及崗位技能工藝規(guī)范要求而開(kāi)發(fā)的具有生產(chǎn)型功能與學(xué)習(xí)型功能的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，該設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu)，通過(guò)不同的組合，完成數(shù)控機(jī)床的電氣裝調(diào)、系統(tǒng)調(diào)試、數(shù)控機(jī)床功能部件機(jī)械幾何精度檢測(cè)及維護(hù)維修等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，滿足企業(yè)對(duì)這類(lèi)型人才的需求，還適合數(shù)控裝調(diào)工的職業(yè)技能鑒定。
五、設(shè)備功能說(shuō)明
數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)設(shè)備由電氣控制單元、數(shù)控機(jī)床功能部件等組成。
1、電氣控制單元功能說(shuō)明：
電氣控制單元主要包含數(shù)控系統(tǒng)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、主軸單元、刀架控制電路、冷卻控制電路、接口單元、保護(hù)電路、電源電路等組成。該單元包含完整的數(shù)控車(chē)床電氣控制部分，內(nèi)嵌有數(shù)控機(jī)床智能化考核系統(tǒng)，以及接口轉(zhuǎn)換單元，可以直接與數(shù)控機(jī)床功能部件進(jìn)行連接用于真實(shí)的電氣調(diào)試與維修實(shí)訓(xùn)；也可以通過(guò)接口轉(zhuǎn)換單元和電氣安裝實(shí)訓(xùn)單元連接完成對(duì)數(shù)控機(jī)床功能部件的調(diào)試。立式結(jié)構(gòu)符合真實(shí)的數(shù)控電氣安裝環(huán)境，器件布局與實(shí)際機(jī)床一致，符合GB/T5226.1-1996標(biāo)準(zhǔn)，可以更貼合實(shí)際崗位要求進(jìn)行技能訓(xùn)練。
實(shí)訓(xùn)臺(tái)配置的智能考核系統(tǒng)功能：
采用最新 MCU 技術(shù) RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無(wú)線故障設(shè)置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒。
控制模塊(PC 控制終端或手持移動(dòng)控制終端)和驅(qū)動(dòng)模塊(智能故障設(shè)置驅(qū)動(dòng)盒)分離， 避免復(fù)雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。
驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)置智能故障設(shè)置控制系統(tǒng)，配有專(zhuān)用新型無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和RS232 串行通訊接口，可無(wú)線組網(wǎng)通訊和 RS232 有線通訊。
手持移動(dòng)控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對(duì) 話友好。手持移動(dòng)控制終端可控制任意一臺(tái)帶驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。
手持移動(dòng)控制終端不聯(lián)網(wǎng)時(shí)可作單機(jī)操作，當(dāng)帶驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備無(wú)線組網(wǎng)時(shí)，手持 移動(dòng)控制終端可無(wú)線進(jìn)網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學(xué)生機(jī)登錄實(shí)訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。
可通過(guò) PC機(jī)或平板電腦 控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，也可通過(guò)手持移動(dòng)控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，教師與 學(xué)員界面分開(kāi)，教師通過(guò)密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致)
可自由設(shè)定任意一處有關(guān)的各種常見(jiàn)故障，故障類(lèi)型包括：線路斷 路、對(duì)地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動(dòng)模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開(kāi)路故障、16 路小電流 2A 的信號(hào)通路的開(kāi)路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置�？筛鶕�(jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開(kāi)路故障、128 路小電流 2A 的信號(hào)通 路的開(kāi)路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置�？筛鶕�(jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點(diǎn)的數(shù)量和故障設(shè)置類(lèi)型。
所有配備驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，均可通過(guò)內(nèi)置的專(zhuān)用新型無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊無(wú)線組網(wǎng)， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。
用戶可選擇通過(guò)無(wú)線或 RS-232 串口通訊與其它實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套的無(wú)線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)主控計(jì)算機(jī)控制每一臺(tái)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、 遠(yuǎn)程起動(dòng)、信息反饋、考核評(píng)分等功能。
2、數(shù)控機(jī)床功能部件單元說(shuō)明：
數(shù)控機(jī)床功能部件單元選擇的是具有代表性的DB-CK0625型數(shù)控車(chē)床，該部件采用同真實(shí)機(jī)床完全相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，主要是為解決數(shù)控機(jī)床機(jī)械拆裝項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)難而特別設(shè)計(jì)的，在傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)中，一般采用真實(shí)大型機(jī)床來(lái)進(jìn)行機(jī)械拆裝訓(xùn)練，其教學(xué)成本高、損耗大，機(jī)床部件重導(dǎo)致拆裝難度大、精度恢復(fù)不易等實(shí)際難題，很難開(kāi)展全員的拆裝與精度檢測(cè)實(shí)訓(xùn)，該小型是提煉了真實(shí)大型機(jī)床在拆裝過(guò)程中的核心技能，即學(xué)生主要是拆裝傳動(dòng)部件，例如滾珠絲桿、聯(lián)軸器、伺服電機(jī)等，該設(shè)備是把這些部件集成到一臺(tái)小型數(shù)控車(chē)床上進(jìn)行練習(xí)，這樣既節(jié)約了成本，又訓(xùn)練了核心技能，為了保證精度與剛性，小型數(shù)控車(chē)床整體為高剛性的鑄鐵結(jié)構(gòu)，采用樹(shù)脂砂造型并經(jīng)過(guò)時(shí)效處理，確保長(zhǎng)期使用的精度，導(dǎo)軌采用真實(shí)大型數(shù)控車(chē)床標(biāo)準(zhǔn)三角導(dǎo)軌，軸承采用成對(duì)的角接觸軸承；結(jié)構(gòu)上采用模塊化，下裝有滑輪，可以自由移動(dòng)，可以完成機(jī)械傳動(dòng)部件中的絲桿、絲桿支架的拆裝實(shí)訓(xùn)及拖板平行度、直線度、雙軸垂直度等精密檢測(cè)技術(shù)的實(shí)訓(xùn)，完成機(jī)電聯(lián)調(diào)與數(shù)控機(jī)床機(jī)械裝配核心技能的訓(xùn)練，完成螺距補(bǔ)償、反向間隙補(bǔ)償?shù)葘?shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
六、DB-CK0625型實(shí)物小車(chē)床主要參數(shù)：
1)床身最大回轉(zhuǎn)直徑： 210mm；
2) 最大夾持直徑: 60mm；
3) X/Z軸行程： 90mm/300mm；
4) X軸滾珠絲杠： 研磨、C5級(jí)、規(guī)格1605；
5) Z軸滾珠絲杠： 研磨、C5級(jí)、規(guī)格2004；
6) 伺服主軸電機(jī)功率： 1.18Kw；
7) 主軸轉(zhuǎn)速范圍： 50～3000rpm；
8) 主軸卡盤(pán)： φ100；
9) 主軸通孔直徑： 26mm；
10) 主軸孔錐度： 莫氏3號(hào)；
11) 拖板快速移動(dòng)速度： 3000mm/min；
12) 最大切削進(jìn)給速度： 2000mm/min；
13) 定位精度： 0.02mm；
14) 重復(fù)定位精度： ±0.012mm；
15) 電動(dòng)刀架： 立式四工位；
16) 刀桿截面尺寸： 10mm×10mm；
17) 尾架套筒錐度： 莫氏2號(hào)
18) 尾座套筒行程： 50mm ；
19) 機(jī)床重量： 300kg；
20) 數(shù)控系統(tǒng)分辨率: 0.001mm
七、智慧用電安全控制系統(tǒng)
1）智能電源管理系統(tǒng)具有過(guò)溫、短路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失壓、功率限定；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時(shí)，防止漏電保護(hù)器合閘，造成觸電危險(xiǎn)；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時(shí)，不能人為上電，只能通過(guò)遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；能通過(guò)無(wú)線4G和有線以太網(wǎng)與手機(jī)APP和PC端云平臺(tái)通訊，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨(dú)立運(yùn)行。
智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語(yǔ)音播報(bào)功能。能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測(cè)數(shù)值。能監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室電源的故障類(lèi)型和故障次數(shù)；用戶通過(guò)刷卡方式請(qǐng)求開(kāi)啟設(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動(dòng)使用，PC端可分時(shí)預(yù)約設(shè)備的啟動(dòng)和停止！設(shè)備時(shí)間管理包含年月日時(shí)間的顯示�？稍O(shè)備相應(yīng)過(guò)溫、短路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失壓、功率限定等7大保護(hù)功能數(shù)值。
2）手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電壓、電流、有無(wú)功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；后臺(tái)查看報(bào)警日志、操作日志、故障日志等。用戶可進(jìn)行遠(yuǎn)程在線報(bào)修，反應(yīng)設(shè)備故障信息，編輯報(bào)修情況，后臺(tái)可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，及時(shí)跟進(jìn)，以有效解決用戶設(shè)備維護(hù)。
3）PC端軟件：每個(gè)設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個(gè)子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個(gè)人中心資料管理、用戶定位跟蹤與信息統(tǒng)計(jì)；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能�？梢绘I開(kāi)啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨(dú)控制每臺(tái)設(shè)備的開(kāi)關(guān)！用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過(guò)欠壓值、過(guò)欠壓恢復(fù)時(shí)間值等。
八、基本配置
| 序號(hào) | 名 稱 | 主要部件、器件及規(guī)格 | 數(shù)量 |
| 1 | 機(jī)床實(shí)訓(xùn)柜 | 800mm×600mm×1800mm | 1套 |
| 2 | 實(shí)物小車(chē)床 | 1200×760×1210mm | 1臺(tái) |
| 3 | 數(shù)控系統(tǒng) | FANUC 0i TF Plus | 1臺(tái) |
| 4 | 伺服主軸電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器 | 1.18Kw | 1套 |
| 5 | 伺服驅(qū)動(dòng) | FANUCβi SV20 | 2軸 |
| 6 | 伺服電機(jī) | FANUCβis 4/4000 | 2軸 |
| 7 | 電子手輪 | 手搖脈沖發(fā)生器 | 1只 |
| 8 | 電器元件 | 漏電保護(hù)器、斷路器、交流接觸器、繼電器、連接線等 | 1套 |
| 9 | 電氣控制電路圖 | 含故障點(diǎn) | 1份 |
| 10 | 用戶手冊(cè) | FANUC 0I-F | 3本 |
| 11 | 維修手冊(cè) | FANUC 0I-F | 1本 |
| 12 | 參數(shù)說(shuō)明 | FANUC 0I-F | 1本 |
| 13 | 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) | 1本 | |
| 14 | 智能考核系統(tǒng)模塊 | 含軟件與硬件 | 1套 |