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
序號 | 材料名稱與規(guī)格型號 | 數(shù)量 | 單位 |
1 | 數(shù)控系統(tǒng)(采用FANUC 0I MATE TD) | 1 | 臺 |
2 | 機床實訓控制臺(采用鐵質鈑金噴塑結構) | 1 | 臺 |
3 | 數(shù)控 半實物車床模型 | 1 | 臺 |
4 | 手搖脈沖發(fā)生器(手輪)(安裝在副面板上) | 1 | 臺 |
5 | 四工位自動刀架 | 1 | 臺 |
6 | 主軸電機與主軸編碼器組(主電機功率0.75KW) | 1 | 套 |
7 | 冷卻泵電機 | 1 | 臺 |
8 | 三相交流伺服電機(BIS系列) | 2 | 臺 |
9 | 交流伺服單元(BIS系列,安裝在面板上) | 2 | 臺 |
10 | X、Z軸正負限位開關(安裝在二坐標平臺上) | 4 | 只 |
11 | X、Z軸機床回零開關(安裝在二坐標平臺上) | 2 | 只 |
12 | 三菱變頻器(FR-D700-0.75KW)(安裝在面板上) | 1 | 臺 |
13 | 電壓表6L2(0~450V)(安裝在面板上) | 1 | 只 |
14 | 電壓表85L17(0~450V)(安裝在面板上) | 1 | 只 |
15 | 24V數(shù)字直流電壓表(安裝在面板上) | 2 | 只 |
16 | 滅弧器31TX1-31A03(安裝在面板上) | 3 | 只 |
17 | 交流接觸器CJX1-22(正泰)(安裝在面板上) | 5 | 只 |
18 | 直流繼電器MY2N(安裝在面板上) | 6 | 只 |
19 | KT18-32(安裝在面板上) | 3 | 只 |
20 | 斷路器DZ47-60-C5(安裝在面板上) | 2 | 只 |
21 | 斷路器DZ47-60-C10(安裝在面板上) | 1 | 只 |
22 | 漏電保護器DZ47LE-32(安裝在柜上) | 1 | 只 |
23 | EL(安裝在面板上) | 1 | 只 |
24 | 指示燈(安裝在面板上) | 1 | 只 |
25 | 模擬刀架盤(安裝在面板上) | 1 | 只 |
26 | 模擬刀架電機(8W)(安裝在柜內) | 1 | 只 |
27 | 模擬刀架換刀鍵(安裝在面板上) | 1 | 只 |
28 | 模擬刀架光電傳感器(安裝在面板上) | 1 | 只 |
29 | 風機(安裝在柜內)(安裝在面板上) | 2 | 只 |
30 | 通訊接口RS232(安裝在柜上) | 1 | 只 |
31 | 通訊線(4米) | 1 | 條 |
32 | 急停開關(強電)(安裝在面板上) | 1 | 只 |
33 | 急停開關(驅動)(安裝在面板上) | 1 | 只 |
34 | 停止開關(安裝在副面板上) | 1 | 只 |
35 | 起動開關(安裝在副面板上) | 1 | 只 |
36 | 鑰匙開關(安裝在副面板上) | 1 | 只 |
37 | 風機開關(安裝在面板上) | 1 | 只 |
38 | 照明開關(安裝在面板上) | 1 | 只 |
39 | 單相電源插座(安裝在柜上) | 1 | 只 |
40 | 三相電源插座(安裝在柜側面) | 1 | 只 |
41 | 電源指示燈(安裝在柜上) | 1 | 只 |
42 | 雙排故障開關(安裝在柜內) | 4 | 只 |
43 | 單排故障開關(安裝在柜內) | 24 | 只 |
44 | 伺服電機電源連接線(4米) | 2 | 條 |
45 | 伺服電機信號連接線(4米) | 2 | 條 |
46 | 信號連接線(安裝在面板上) | 54 | 條 |
47 | 強電連接線(安裝在面板上) | 26 | 條 |
48 | 直流24V電源(安裝在柜內) | 2 | 臺 |
49 | 640W變壓器(安裝在柜內) | 1 | 臺 |
50 | 1500W變壓器(安裝在柜內) | 1 | 臺 |
51 | 12W變壓器(安裝在柜內) | 1 | 臺 |
52 | 故障點分布圖 | 1 | 張 |
53 | 鑰匙(每套2把) | 1 | 套 |
54 | CAD/CAM軟件光盤 | 1 | 張 |
55 | 變頻器使用手冊 | 1 | 本 |
56 | FUANC 0I MATE-TD操作說明 | 1 | 本 |
57 | FUANC 0I MATE-TD維修手冊 | 1 | 本 |
58 | FUANC 0I MATE-TD參數(shù)說明 | 1 | 本 |
59 | 實訓臺使用說明書 | 1 | 本 |
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