近年來,隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用,學校越來越注重培養(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(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)控培訓設(shè)備。
為此,本公司開發(fā)了數(shù)控車床電控系統(tǒng)原理及調(diào)試維修實驗臺實習裝置。使用該裝置可以使學生掌握數(shù)控銑床系統(tǒng)控制原理、電氣設(shè)計方法、元器件的選擇、銑床電氣安裝及調(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,達到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實習效果。
該裝置采用開放式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計,既可用于教學、也可用于課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和實訓,有利于提高學生設(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,使受訓對象最大限度地適應(yīng)和滿足市場需求。該裝置也可以幫助科研技術(shù)人員進一步了解數(shù)控車床結(jié)構(gòu),同時也為技術(shù)人員進行數(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、數(shù)控銑床電器控制與維修實驗臺組成部分
數(shù)控銑床電器和維修實驗臺由數(shù)控控制臺和實訓銑床部件(三坐標)組成實訓考核教學設(shè)備。系統(tǒng)采用法那科0I Mate MC銑床數(shù)控系統(tǒng),數(shù)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(guān)的原理和PLC指令、編程、接線及在數(shù)控機床中的應(yīng)用等及數(shù)控銑床編程、加工、維修。
數(shù)控控制臺提供一套完整的控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)擁有完整的法那科0I Mate MC數(shù)控技術(shù)的系統(tǒng),控制臺全面剖析了法那科0I Mate MC系統(tǒng)的控制原理和結(jié)構(gòu),按符合真實數(shù)控設(shè)備的要求進行電氣連接,可以帶動實訓機床進行數(shù)控加工;同時數(shù)控控制臺在控制系統(tǒng)內(nèi)部提供數(shù)控機床常見故障的設(shè)定、維修、考核等電路故障系統(tǒng),該故障系統(tǒng)提供全開放的端子接口,可以設(shè)置電路故障、主要器件故障、PLC故障及操作系統(tǒng)內(nèi)部故障,供學生進行測量,判斷。由教師設(shè)定故障,學生可以實現(xiàn)在線測量排故,也可以實現(xiàn)斷電測量進行排故,提高學生解決問題的能力。
二、數(shù)控銑床電器控制與維修實驗臺突出特點:
本公司具有多年生產(chǎn)數(shù)控的經(jīng)驗,因此對法那科數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部進行全面剖析展示到面板上,把數(shù)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(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、法那科0I Mate MC數(shù)控系統(tǒng):本實驗臺把0I Mate MC數(shù)控系統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)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(qū)動控制單元:通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進行伺服驅(qū)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(shù)控系統(tǒng)上進行手動控制機床座標運動
三、 實訓的功能
1、數(shù)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(diào)試運行與故障診斷實驗
2) 全數(shù)字交流伺服電機運行與故障診斷實驗
3) 數(shù)控銑床電氣控制設(shè)計與分析實驗
4) 數(shù)控銑床的冷卻與照明及故障診斷實驗
5) 數(shù)控銑床電子手輪實驗
6) 變頻器U,V,W,外部開路;
7) 驅(qū)動電源,外部開路;
8) 主軸電機電源(380V) ,外部開路;
9) 驅(qū)動電源,外部開路;
10)工作燈電源(24V),外部開路;
11)主軸正轉(zhuǎn)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(guān)于法那科數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部開路參數(shù)設(shè)計這里暫不作說明(因參數(shù)太多)
2、數(shù)控銑床電器和維修實驗臺對零件加工提供的實訓項目:
1) 數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)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(shù)控系統(tǒng)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(shù)控控制臺布局的獨特特點:
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)帶漏電保護功能,總電源指示,柜體內(nèi)部風機開關(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,它分為多個主控制單元:
⑴ 數(shù)控系統(tǒng)控制單元:本單元是整個控制臺的大腦,本控制臺采用法那科0I Mate TC系統(tǒng);也可根據(jù)客戶實際要求進行選型配置。
⑵ 伺服驅(qū)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(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??刂谱冾l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(xiàn)無級調(diào)速,方便學員進行操作連接。
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)來控制及保護電路。
五、數(shù)控控制臺技術(shù)性能:
1、輸入電源:三相五線制380V交流電源。
2、漏電保護:漏電動作電流≤30mA;具有接地保護。
3、工作環(huán)境:溫度-100-+400C。
4、整機功耗:<3KW