TWF-TB型數(shù)控車床電氣控制與維修實訓臺(半實物)

   隨著數(shù)控技術的廣泛應用，學校越來越注重培養(yǎng)生產(chǎn)、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(shù)控系統(tǒng)的控制原理、數(shù)控編程、電氣設計方法及安裝調試與維修。但是，大多數(shù)高校面臨缺乏此類的數(shù)控培訓設備。為此，本公司開發(fā)了數(shù)控車床電控系統(tǒng)原理及調試維修實驗臺實習裝置。使用該裝置可以使學生掌握數(shù)控車床系統(tǒng)控制原理、電氣設計方法、元器件的選擇、車床電氣安裝及調試、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容，達到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實習效果。

   數(shù)控車床電氣控制與維修實訓臺(半實物)采用開放式結構、模塊化設計，既可用于教學、也可用于課程設計、畢業(yè)設計和實訓，有利于提高學生設計數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)、診斷數(shù)控設備故障的能力，使受訓對象限度地適應和滿足市場需求。該裝置也可以幫助科研技術人員進一步了解數(shù)控車床結構，同時也為技術人員進行數(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、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)控控制臺和實訓車床部件組成實訓考核教學設備。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行傳動，刀架為四工位電動刀架，學生可以學習到0I Mate TD伺服電機的控制、變頻器控制、電動刀架、霍爾元件、接近開關的原理和PLC指令、編程、接線及在數(shù)控機床中的應用等及數(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)的控制原理和結構，按符合真實數(shù)控設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)內部提供數(shù)控機床常見故障的設定、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，可以設置電路故障、主要器件故障、PLC故障及操作系統(tǒng)內部故障，供學生進行測量，判斷。由教師設定故障，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、 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、 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)上進行換刀控制，增加學員的動手能力，讓學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)上進行手動控制機床座標運動

三、 實訓項目與考核的功能：

3．1高級技師綜合訓練項目

? 對讀懂高速、精密設備與數(shù)控銑床的電氣系統(tǒng)原理進行訓練；

? 利用故障點設置，訓練排除復雜數(shù)控電氣疑難故障；

? 訓練學員組織人員進行的工作能力；

? 訓練學員對機械、電氣、工藝、管理綜合解決能力，能夠協(xié)調各專業(yè)人才進行工作；

? 訓練對高速、精密設備與數(shù)控銑床電氣系統(tǒng)測繪能力；

? 訓練對數(shù)控、伺服、PLC等新知識進行綜合創(chuàng)新應用能力；

? 對復雜數(shù)控難點如抗干擾進行實際解決能力實訓；

? 對復雜數(shù)控設備進行大修、維護工藝編制實訓；

? 對數(shù)控設備的原理圖、接線圖、施工圖進行設計的訓練；

? 對舊設備進行設備選型、施工和綜合調試能力訓練；

3．2專業(yè)知識訓練項目

1）變頻控制技術

? 變頻器電氣回路設計與連接操作實驗；

? 變頻器參數(shù)設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

? 交流伺服電氣回路設計與連接操作實驗；

? 交流伺服參數(shù)設置與手動操作控制實驗項目；

? 交流伺服故障查找、排除實驗；

? 交流伺服驅動電子齒能設置實驗；

3）綜合控制技術

? 綜合自動化控制設計及原理項目；

? 驅動技術的綜合設計與控制；

? 傳感器與電氣原理和接線實驗項目；

? 電工設備安裝與維護實驗項目 ；

4）數(shù)控控制技術

? 數(shù)控機床電氣回路的原理與設計

? 數(shù)控機床電氣回路的整體接線與調試

? 數(shù)控機床電氣回路的故障檢測和排除技術

? 限位傳感器接線和維修

? 變頻調速綜合實驗和維修技術

? 伺服系統(tǒng)的硬件設計（包括電機、驅動器和控制器），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

? 可編程控制器原理與硬件認識；

? 數(shù)控機床可編程控制器程序設計與維護；

? 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備維修提供的實訓項目有：

1.主軸變頻單元的調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.驅動電源，外部開路；

13.工作燈電源（24V），外部開路；

14.主軸正轉信號（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.關于法那科數(shù)控系統(tǒng)內部開路參數(shù)設計這里暫不作說明（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項目有：

1.數(shù)控車床的結構和控制工作原理；

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；

8.數(shù)控系統(tǒng)與計算機通訊實訓；

9.CAD/CAM自動編程實訓(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行各種曲面、螺紋等車削。

●床身回轉直徑    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鈑金噴塑結構，堅固耐用。輸入三相四線制380V交流電源。

2、 柜體下面部分設計有兩扇活動門，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帶漏電保護功能，總電源指示，柜體內部風機開關等；右邊安裝有一扇外翻的故障門，有專用鑰匙鎖上，設計比較隱蔽。打開故障門里面有28個考核開關，具備28項單項故障設計。

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)客戶實際要求進行選型配置。

⑵ 全數(shù)字伺服驅動控制單元：它分X、Z兩個軸控制子單元。每個單元分別剖析了伺服驅動器的內部結構原理圖、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)無級調速，方便學員進行操作連接。

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，方便學員進行操作連接。

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；用開關來控制及保護電路。

五、 數(shù)控控制臺技術性能：

1、輸入電源：三相五線制380V±10%  50Hz；交流電源。

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

3、結構：考核柜為鐵質鈑金噴塑結構，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