近年来,随着数控技术的广泛应用,学校越来越注重培养生产、技术服务等岗位需求的实用型、技能型专门人才,进一步提高学生的动手能力和分析解决问题的能力,全面学习掌握数控系统的控制原理、数控编程、电气设计方法及安装调试与维修。但是,大多数高校面临缺乏此类的数控培训设备。为此,本公司开发了数控车床电控系统原理及调试维修实验台实习装置。使用该装置可以使学生掌握数控车床系统控制原理、电气设计方法、元器件的选择、车床电气安装及调试、故障诊断维修、零件程序编制及图形模拟加工过程等多项实验内容,达到工业生产现场实习效果。该装置采用开放式结构、模块化设计,既可用于教学、也可用于课程设计、毕业设计和实训,有利于提高学生设计数控机床电气控制系统、诊断数控设备故障的能力,使受训对象最大限度地适应和满足市场需求。该装置也可以帮助科研技术人员进一步了解数控车床结构,同时也为技术人员进行数控车床系统的二次开发提供了必要条件。该实验装置的主要器件均选用工控产品。
一、实训台配有:四工位电动刀架1台、主轴电机与编码器1套、冷却泵1台、伺服电机2台、精密型十字滑台(二坐标)1台及X、Z限位开关和机床零点、润滑系统等。
二、实验台技术参数:
1、输入电源:AC380V(三相五线制)、50HZ
2、故障考核36项
3、工作环境:温度-200C~400 C
4、整机容量:≤2kVA;
5、实验台尺寸:长×宽×高(mm)=1000 mm×600 mm×1800 mm;6、具有数控车床故障诊断维修考核功能,可设置数控车床36个典型的电气故障。考核系统采用智能考核的方式,并具有联网的功能。故障可通过计算机设置,也可在智能考核终端上设置。学生对故障现象进行分析,在考核终端上输入相应的故障代码进行故障排除,多台设备可通过无线网络和上位机进行联网,对教师登陆、学生考试、故障题库、分别设置集中管理。并能对考试结果进行分析评估、存档、打印。
三、产品结构和组成
1.系统由机床实训柜、精密型十字滑台等组成。
2.机床实训柜采用铁质亚光密纹喷塑结构,正面上部为网内电压、电流、状态指示灯等监控原器件,中部为机床电气柜,柜内器件布局与实际机床厂的模式一致。电气柜内的电气安装板上面装有变频器、伺服驱动器、交流接触器、继电器、保险丝座、断路器、开关电源、接线端子排和走线槽、智能型故障模块等;电气柜后部还设有变压器和接地端子等。
3.机床实训柜正面和二侧装有带锁双向对开透明门,方便使用、安全、防尘。背面装有二扇对开门,底部装有4只万向轮,并配置刹车装置,方便移动和固定。
4.系统采用三相四线AC380V交流电源供电,并设有漏电保护器、指示灯指示和保险丝等,具有过载保护、短路保护和漏电保护装置,在电压异常或出现短路情况时自动动作,保护人身和设备安全。
5.数控系统采用发那科厂家的主流数控系统,能满足不同类型机床的实训教学。
6.X、Z轴由交流伺服电机驱动,运动方向上设有正负限位、参考点等开关,采用传感器式行程开关;主轴由三相异步电机驱动,变频调速控制。
7.工作台、拖板等采用铸件结构,铸件经过时效处理、表面机加工和铲刮工艺等,确保机床精度稳定。
8.X、Z轴进给传动系统由进口滚珠丝杠螺母副、进口直线导轨、轴承、轴承支座、电机支座等组成,可进行导轨预紧力调整、滚珠丝杠的装配与调整等技能训练。
四、基本实验实习项目
实验1 数控车床电路设计、分析、机械、电气的安装、调试实验实验2 FANUC 0i数控系统的操作、编程、实物加工实验实验3 变频器变频调速实验
实验4 四工位自动刀架实验
实验5 X轴伺服电机驱动控制实验
实验6 Z轴伺服电机驱动控制实验
实验7 车床正负超程限位、零点实验
实验8 手轮(手摇脉冲发生器)实验
实验9 车床数控系统控制螺纹加工实验
实验10 数控车床系统通讯实验
实验11 数控车床PMC编程与连接实验
实验12 数控车床电气综合安装
实验13 PMC用户程序的设计
实验14 PMC用户程序的调试
实验15 数控车床NC参数调试(-)
实验16 数控车床NC参数调试(二)
实验17 数控车床丝杆反向间隙补偿
实验18 数控车床丝杆螺距补偿
实验19 考核工作站故障设置与打印成绩报告单实验实验20 学生进行故障排除实验
实验21 无刷伺服电机换相原理实验
实验22 启动时转速、电流变化实验
实验23 稳态运行中变负载,转速、电流变化实验实验24 PI参数对电机运动特性的影响实验
实验25 位置控制实验
实验26 开环增益与跟随误差关系实验
实验27 前馈增益与稳态精度关系实验
实验28 变比例系数对快速定位的影响实验
五、精密型十字滑台主要参数:
★功能
?机械拆装与机电联调
?直线导轨E型块拆装、调整实训
?联轴器拆装实训
?滚珠丝杠螺母副拆装实训
?四工位电动刀架拆装实训;
?滑台垂直度与平行度检测调整实训
★技术参数
?两轴方形进口直线导轨
?主轴转速范围变频:50~2800rpm
?主轴电机功率:0.75KW
?定位精度: X向≤0.012/300mm、Z向≤0.015/300mm?重复定位精度: X向≤0.005mm,Z向≤0.005mm?刀架刀位数:4工位电动刀架
?刀架转位的定位精度:≤0.01mm;
?车刀刀杆最大尺寸(宽×高):20×20m;
?工作台面尺寸(长×宽):300mm×300mm
?工作台最大承载重量:90Kg;
?进口滚珠丝杠(直径/螺距):1605mm
?弹性联轴器
?丝杠行程:X300/Z300mm
?材质:铸铁
?配置电机扭矩:3N/M