TWF-TB型數(shù)控車床電氣控制與維修實訓(xùn)臺(半實物)

   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)控車床電控系統(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)控車床系統(tǒng)控制原理、電氣設(shè)計方法、元器件的選擇、車床電氣安裝及調(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。

   數(shù)控車床電氣控制與維修實訓(xùn)臺(半實物)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

   TWF-TB型數(shù)控車床原理綜合實驗臺由數(shù)控控制臺和實訓(xùn)車床部件組成實訓(xùn)考核教學(xué)設(shè)備。系統(tǒng)采用法那科0I Mate TD車床數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控車床的X、Z軸由伺服電機控制，在半實物車床上運動演示，主軸由三菱變頻器控制，并帶有光電編碼器，X、Z軸拖板采用滾珠絲桿進(jìn)行傳動，刀架為四工位電動刀架，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到0I Mate TD伺服電機的控制、變頻器控制、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)用等及數(shù)控車床編程、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 TD數(shù)控技術(shù)的系統(tǒng)，控制臺全面剖析了法那科0I Mate TD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(jìn)行電氣連接，可以帶動實訓(xùn)機床進(jìn)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(xué)生進(jìn)行測量，判斷。由教師設(shè)定故障，學(xué)生可以實現(xiàn)在線測量排故，也可以實現(xiàn)斷電測量進(jìn)行排故，提高學(xué)生解決問題的能力。

二、 產(chǎn)品突出特點: 

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(jìn)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(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、 法那科0I Mate TD數(shù)控系統(tǒng)：本實驗臺把0I Mate TD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(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、 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

三、 實訓(xùn)項目與考核的功能：

3．1高級技師綜合訓(xùn)練項目

? 對讀懂高速、精密設(shè)備與數(shù)控銑床的電氣系統(tǒng)原理進(jìn)行訓(xùn)練；

? 利用故障點設(shè)置，訓(xùn)練排除復(fù)雜數(shù)控電氣疑難故障；

? 訓(xùn)練學(xué)員組織人員進(jìn)行的工作能力；

? 訓(xùn)練學(xué)員對機械、電氣、工藝、管理綜合解決能力，能夠協(xié)調(diào)各專業(yè)人才進(jìn)行工作；

? 訓(xùn)練對高速、精密設(shè)備與數(shù)控銑床電氣系統(tǒng)測繪能力；

? 訓(xùn)練對數(shù)控、伺服、PLC等新知識進(jìn)行綜合創(chuàng)新應(yīng)用能力；

? 對復(fù)雜數(shù)控難點如抗干擾進(jìn)行實際解決能力實訓(xùn)；

? 對復(fù)雜數(shù)控設(shè)備進(jìn)行大修、維護(hù)工藝編制實訓(xùn)；

? 對數(shù)控設(shè)備的原理圖、接線圖、施工圖進(jìn)行設(shè)計的訓(xùn)練；

? 對舊設(shè)備進(jìn)行設(shè)備選型、施工和綜合調(diào)試能力訓(xùn)練；

3．2專業(yè)知識訓(xùn)練項目

1）變頻控制技術(shù)

? 變頻器電氣回路設(shè)計與連接操作實驗；

? 變頻器參數(shù)設(shè)置與手動操作控制實驗項目；

? 變頻器故障查找、排除實驗；

2）交流伺服電機控制技術(shù)

? 交流伺服電氣回路設(shè)計與連接操作實驗；

? 交流伺服參數(shù)設(shè)置與手動操作控制實驗項目；

? 交流伺服故障查找、排除實驗；

? 交流伺服驅(qū)動電子齒能設(shè)置實驗；

3）綜合控制技術(shù)

? 綜合自動化控制設(shè)計及原理項目；

? 驅(qū)動技術(shù)的綜合設(shè)計與控制；

? 傳感器與電氣原理和接線實驗項目；

? 電工設(shè)備安裝與維護(hù)實驗項目 ；

4）數(shù)控控制技術(shù)

? 數(shù)控機床電氣回路的原理與設(shè)計

? 數(shù)控機床電氣回路的整體接線與調(diào)試

? 數(shù)控機床電氣回路的故障檢測和排除技術(shù)

? 限位傳感器接線和維修

? 變頻調(diào)速綜合實驗和維修技術(shù)

? 伺服系統(tǒng)的硬件設(shè)計（包括電機、驅(qū)動器和控制器），伺服系統(tǒng)系統(tǒng)選型和電纜連接

? 數(shù)控控制器的操作和使用

? 數(shù)控控制器的軟件編程與開發(fā)

5）可編程控制器技術(shù)

? 可編程控制器原理與硬件認(rèn)識；

? 數(shù)控機床可編程控制器程序設(shè)計與維護(hù)；

? 數(shù)控機床可編程控制器硬件電氣回路故障檢測與排除；

6) TWF-TB型數(shù)控車床原理綜合實驗臺對電氣設(shè)備維修提供的實訓(xùn)項目有：

1.主軸變頻單元的調(diào)試運行與故障診斷實驗

2.交流伺服電機運行與故障診斷實驗

3.數(shù)控車床電氣控制設(shè)計與分析實驗

4.電動刀架控制原理實驗及接線與故障診斷實驗

5.數(shù)控車床系統(tǒng)控制機床螺紋加工實驗

6.數(shù)控車床的冷卻與照明及故障診斷實驗

7.數(shù)控車床電子手輪實驗

8.變頻器U，V，W，外部開路；

9.驅(qū)動電源，外部開路；

10.主軸電機電源（380V） ，外部開路；

11.刀架鎖緊電源，外部開路；

12.驅(qū)動電源，外部開路；

13.工作燈電源（24V），外部開路；

14.主軸正轉(zhuǎn)信號（24V）電源，外部開路；

15.冷卻信號（24V）電源，外部開路；

16.刀架鎖緊信號電源，外部開路；

17.X正限信號，外部開路；

18.X零點信號，外部開路；

19.Z零點信號，外部開路；

20.Z負(fù)限位信號，外部開路；

21.0V電源，外部開路；

22.主軸模擬量，外部開路；

23.T1號刀具信號，外部開路；

24.T3號刀具信號，外部開路；

25.刀架反轉(zhuǎn)信號，外部開路；

26.變壓器電源，外部開路；

27.主軸編碼器A+信號，外部開路；

28.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）

7) TWF-TB型數(shù)控車床原理綜合實驗臺對零件加工提供的實訓(xùn)項目有：

1.數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和控制工作原理；

2.車削零件外圓程序的編寫；

3.車削多臺階外圓程序的編寫；

4.車削圓弧程序的編寫

5.車削斜面程序的編寫

6.車削螺紋程序的編寫；

7.循環(huán)指令編程實訓(xùn)；

8.數(shù)控系統(tǒng)與計算機通訊實訓(xùn)；

9.CAD/CAM自動編程實訓(xùn)(配合計算機和軟件)；

8）臺式小車床主要參數(shù)：可對塑料制品及木制品進(jìn)行各種曲面、螺紋等車削。

●床身回轉(zhuǎn)直徑    250mm

●切削長度        250 mm

●主軸通孔直徑        40 mm

●電動刀架            4工位  

●主軸轉(zhuǎn)速            100-1500rpm

●主軸電機功率        750W

●加工螺紋            0.4-4.0mm

●外形尺寸            1120×590×600 mm

四、數(shù)控控制臺布局的特點：

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(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 TD系統(tǒng)；也可根據(jù)客戶實際要求進(jìn)行選型配置。

⑵ 全數(shù)字伺服驅(qū)動控制單元：它分X、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(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?？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(xué)員進(jìn)行操作連接。

⑷ 四工位電動刀架控制單元：剖析電動刀架控制原理，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刀架，方便學(xué)員進(jìn)行操作連接。

⑸ 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。

⑹ 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；四工位電動刀架控制、主軸編碼器控制、冷卻控制、機床零點信號控制、機床限位信號控制等。

⑺ 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。

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。

五、 數(shù)控控制臺技術(shù)性能：

1、輸入電源：三相五線制380V±10%  50Hz；交流電源。

2、漏電保護(hù)：缺相自動保護(hù)、過載保護(hù)；漏電動作電流≤30mA；具有接地保護(hù)。

3、結(jié)構(gòu)：考核柜為鐵質(zhì)鈑金噴塑結(jié)構(gòu)，堅固耐用；

4、工作環(huán)境：溫度-100-+400C。

5、整機功耗：＜3KW

七、 TWF-TB型數(shù)控車床原理綜合實驗臺的配置