數控車床裝調與維修考核實訓設備，數控車床教學裝置
2024-12-04 08:00
DB-08T-3K 數控車床裝調與維修考核實訓設備
智能制造是建設制造強國的主攻方向，數控機床是智能制造重要的組成部分，隨著數控技術的廣泛應用，學校越來越注重培養生產、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，本公司開發了數控車床電氣控制與維修實訓臺實習裝置。
數控車床裝調與維修考核實訓設備是專門為職業院校、技工學校、職業教育培訓機構研制的數控車床裝調與維修考核實訓設備，根據機電類行業中數控機床維修技術的特點，并結合數控機床裝調維修工的技能鑒定要求，對數控機床電氣控制及機械傳動進行研究，針對實訓教學活動進行了專門設計，包含了數控系統應用、加工程序編程、PLC控制、變頻調速控制、傳感器檢測、伺服驅動控制、低壓電氣控制、機械傳動等技術，強化了學員對數控機床的安裝、接線、調試、故障診斷與維修等綜合能力，適合機電類相關專業的教學和培訓，也適合數控機床裝調維修工、車工等工種的考核與鑒定。同時也為技術人員進行數控車床系統的二次開發提供了必要條件。該數控車床裝調與維修考核實訓設備的主要器件均選用工控產品。
一、實訓臺配有：電動刀架1臺、伺服主軸電機1臺、冷卻泵1臺、坐標軸伺服電機2臺、數控車床1臺等。
二、實驗臺技術參數：
1、輸入電源：AC380V（三相四線制）、50HZ
2、故障考核: 16項（智能型）
3、工作環境：溫度-200C～400 C
4、整機容量：≤3kVA；
5、電氣控制單元尺寸：長×寬×高（mm）=800mm×600mm×1800mm；
6、實物數控車床尺寸：長×寬×高（mm）=1200mm×760mm×1210mm；
三、 基本實驗實習項目
1．電路設計、設備安裝和電路連接
（1）數控系統的安裝、接線
（2）系統啟停控制電路的設計與接線
（3）伺服主軸調速系統的電路設計、驅動器、主軸電機的安裝與接線
（4）交流伺服驅動系統的電路設計、驅動器、伺服電機的安裝與接線
（5）刀架控制系統的電路設計、器件安裝與接線
（6）冷卻控制系統的電路設計、器件安裝與接線
（7）急停控制回路的設計與接線
（8）手搖脈沖發生器的接線
2．機械部件裝配與調整
（1）滾珠絲杠螺母副的裝配與調整
（2）X/Z軸拖板的裝配與調整
（3）電動刀架的裝配
（4）電機與聯軸器的裝配
（5）潤滑系統的裝配
（6）主軸箱的裝配與調整
3．數控機床的功能調試
（1）數控系統的基本操作
（2）數控系統基本參數的設置與調試
（3）數控系統進給軸參數設置與調試
（4）數控系統主軸參數設置與調試
（5）PLC編程與調試
（6）驅動器參數設置與調試
（7）主軸參數設置與調試
（8）電動刀架等功能部件的調試
（9）數控系統的數據備份
4．機電聯調與故障排除
（1）數控車床機電聯調
（2）數控車床故障診斷與排除
5．數控車床幾何精度檢測
（1）數控車床絲桿反向間隙補償實驗
（2）數控車床絲桿螺距補償實驗
（3）數控車床幾何精度檢測及調整實驗
6．數控車床的程序編制與加工
（1）數控車床編程
（2）數控車床加工
四、設備概述
數控車床實訓設備適合于職業院校數控機床裝調維修技能比賽和職業院校的數控裝調維修專業、數控加工專業、機電一體化專業的教學與實訓，該設備是根據職業學校數控維修專業教學特點，結合企業的實際需求以及崗位技能工藝規范要求而開發的具有生產型功能與學習型功能的實訓設備，該設備采用模塊化結構，通過不同的組合，完成數控機床的電氣裝調、系統調試、數控機床功能部件機械幾何精度檢測及維護維修等實訓項目，滿足企業對這類型人才的需求，還適合數控裝調工的職業技能鑒定。
五、設備功能說明
數控車床實訓設備由電氣控制單元、數控機床功能部件等組成。
1、電氣控制單元功能說明：
電氣控制單元主要包含數控系統、進給驅動、主軸單元、刀架控制電路、冷卻控制電路、接口單元、保護電路、電源電路等組成。該單元包含完整的數控車床電氣控制部分，內嵌有數控機床智能化考核系統，以及接口轉換單元，可以直接與數控機床功能部件進行連接用于真實的電氣調試與維修實訓；也可以通過接口轉換單元和電氣安裝實訓單元連接完成對數控機床功能部件的調試。立式結構符合真實的數控電氣安裝環境，器件布局與實際機床一致，符合GB/T5226.1-1996標準，可以更貼合實際崗位要求進行技能訓練。
實訓臺配置的智能考核系統功能：
采用最新 MCU 技術 RAM 處理芯片的數字化集成電路板與配套無線故障設置控制系統，系統穩定、不易感染病毒。
控制模塊(PC 控制終端或手持移動控制終端)和驅動模塊(智能故障設置驅動盒)分離， 避免復雜連線干擾控制器，系統更加可靠。
驅動模塊內置智能故障設置控制系統，配有專用新型無線數據傳輸模塊(可插拔型)和RS232 串行通訊接口，可無線組網通訊和 RS232 有線通訊。
手持移動控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機對 話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅動模塊的實訓設備。
手持移動控制終端不聯網時可作單機操作，當帶驅動模塊的實訓設備無線組網時，手持 移動控制終端可無線進網作為聯網終端，可作學生機登錄實訓與考核的操作終端，也可作教師機登錄出題設故的操作終端。
可通過 PC機或平板電腦 控制終端進行實訓考核，也可通過手持移動控制終端進行實訓考核，教師與 學員界面分開，教師通過密碼進入教師界面出題，學員在普通界面答題。(注：教師與學員設故與排故界面原理圖與設備面板原理圖完全一致)
可自由設定任意一處有關的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發等故障現象。每套驅動模塊可以設置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發、短路等故障，共 24 路故 障設置。可根據需求擴展設置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發、短路等故障，共192 路故障設置。可根據用戶使用要求調整故障設置點的數量和故障設置類型。
所有配備驅動模塊的實訓設備，均可通過內置的專用新型無線數據傳輸模塊無線組網， 實現遠程集中管理。
用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓設備配套的無線故障設置控制系統 組成一個網絡，通過主控計算機控制每一臺實訓設備的故障設置、故障排除、參數設定、 遠程起動、信息反饋、考核評分等功能。
2、數控機床功能部件單元說明：
數控機床功能部件單元選擇的是具有代表性的DB-CK0625型數控車床，該部件采用同真實機床完全相同的機械結構，主要是為解決數控機床機械拆裝項目的實訓難而特別設計的，在傳統的數控機床機械拆裝實訓中，一般采用真實大型機床來進行機械拆裝訓練，其教學成本高、損耗大，機床部件重導致拆裝難度大、精度恢復不易等實際難題，很難開展全員的拆裝與精度檢測實訓，該小型是提煉了真實大型機床在拆裝過程中的核心技能，即學生主要是拆裝傳動部件，例如滾珠絲桿、聯軸器、伺服電機等，該設備是把這些部件集成到一臺小型數控車床上進行練習，這樣既節約了成本，又訓練了核心技能，為了保證精度與剛性，小型數控車床整體為高剛性的鑄鐵結構，采用樹脂砂造型并經過時效處理，確保長期使用的精度，導軌采用真實大型數控車床標準三角導軌，軸承采用成對的角接觸軸承；結構上采用模塊化，下裝有滑輪，可以自由移動，可以完成機械傳動部件中的絲桿、絲桿支架的拆裝實訓及拖板平行度、直線度、雙軸垂直度等精密檢測技術的實訓，完成機電聯調與數控機床機械裝配核心技能的訓練，完成螺距補償、反向間隙補償等實訓項目。
六、DB-CK0625型實物小車床主要參數：
1)床身最大回轉直徑： 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、規格1605；
5) Z軸滾珠絲杠： 研磨、C5級、規格2004；
6) 伺服主軸電機功率： 1.18Kw；
7) 主軸轉速范圍： 50～3000rpm；
8) 主軸卡盤： φ100；
9) 主軸通孔直徑： 26mm；
10) 主軸孔錐度： 莫氏3號；
11) 拖板快速移動速度： 3000mm/min；
12) 最大切削進給速度： 2000mm/min；
13) 定位精度： 0.02mm；
14) 重復定位精度： ±0.012mm；
15) 電動刀架： 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
18) 尾座套筒行程： 50mm ；
19) 機床重量： 300kg；
20) 數控系統分辨率: 0.001mm
七、智慧用電安全控制系統
1）智能電源管理系統具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發生故障導致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網絡的情況下，教室整套智能電源管理系統可離線獨立運行。
智能終端：智能電源管理系統以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實時監控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監測三相電壓、電流、功率，功率因數、頻率、電能等參數，液晶觸摸屏監測數值。能監控實驗室電源的故障類型和故障次數；用戶通過刷卡方式請求開啟設備，PC端進行授權之后，設備可啟動使用，PC端可分時預約設備的啟動和停止！設備時間管理包含年月日時間的顯示。可設備相應過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定等7大保護功能數值。
2）手機APP：用電狀態界面實時顯示當前電壓、電流、有無功功率、電能、設備溫度、漏電電流值等；后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。用戶可進行遠程在線報修，反應設備故障信息，編輯報修情況，后臺可進行遠程維護，及時跟進，以有效解決用戶設備維護。
3）PC端軟件：每個設備狀態信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶定位跟蹤與信息統計；具有管理員信息修改與權限管理等功能。可一鍵開啟和關閉所有設備，可單獨控制每臺設備的開關！用電數據界面能智能查找近2年用電數據，設置界面能設置限定電能值、負載值、設備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復時間值等。
八、基本配置
| 序號 | 名 稱 | 主要部件、器件及規格 | 數量 |
| 1 | 機床實訓柜 | 800mm×600mm×1800mm | 1套 |
| 2 | 實物小車床 | 1200×760×1210mm | 1臺 |
| 3 | 數控系統 | FANUC 0i TF Plus | 1臺 |
| 4 | 伺服主軸電機及驅動器 | 1.18Kw | 1套 |
| 5 | 伺服驅動 | FANUCβi SV20 | 2軸 |
| 6 | 伺服電機 | FANUCβis 4/4000 | 2軸 |
| 7 | 電子手輪 | 手搖脈沖發生器 | 1只 |
| 8 | 電器元件 | 漏電保護器、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 | 1份 |
| 10 | 用戶手冊 | FANUC 0I-F | 3本 |
| 11 | 維修手冊 | FANUC 0I-F | 1本 |
| 12 | 參數說明 | FANUC 0I-F | 1本 |
| 13 | 實驗指導書 | 1本 | |
| 14 | 智能考核系統模塊 | 含軟件與硬件 | 1套 |