數控銑床電器控制與維修實驗臺

近年來，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控系統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控車床系統控制原理、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，達到工業生產現場實習效果。該裝置采用開放式結構、模塊化設計，既可用于教學、也可用于課程設計、畢業設計和實訓，有利于提高學生設計數控機床電氣控制系統、診斷數控設備故障的能力，使受訓對象zui大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控車床結構，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。該實驗裝置的主要器件均選用工控產品。

 一、 數控銑床電器控制與維修實驗臺產品組成部分

西門子802C系統數控車床實訓臺由數控控制臺和車床部件及二坐標平臺組成實訓考核教學設備。系統采用西門子802C車床數控系統，數控車床的X、Z軸由伺服電機控制，主軸由變頻器控制，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802C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、接線及在數控機床中的應用等及數控車床編程、加工、維修。

數控控制臺提供一套完整的控制系統，控制系統擁有完整的西門子802C數控技術的系統，控制臺全面剖析了西門子802C系統的控制原理和結構，按符合真實數控設備的要求進行電氣連接，可以帶動實訓機床進行數控加工；同時數控控制臺在控制系統內部提供數控機床常見故障的設定、維修、考核等電路故障系統，該故障系統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，學生可以實現在線測量排故，也可以實現斷電測量進行排故，提高學生解決問題的能力。

二、 產品突出特點:

本公司具有多年生產數控的經驗，因此對西門子801數控系統內部進行全面剖析展示到面板上，把數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控車床的控制方法。.

2、 西門子802C數控系統：本實驗臺把801數控系統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控系統上進行變頻控制，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、全數字伺服驅動控制單元：通過接插線連接到數控系統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控系統上進行換刀控制，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控系統上進行手動控制機床座標運動

三、    實訓的功能

1、  西門子802C系統數控車床實訓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) 全數字交流伺服電機運行與故障診斷實驗

3) 數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) 數控車床系統控制機床螺紋加工實驗

6) 數控車床的冷卻與照明及故障診斷實驗

7)  數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) 24號電源，外部開路；

13) 驅動電源，外部開路；

14) 工作燈電源（24V），外部開路；

15) 手輪A＋信號，外部開路；

16) 手輪5號電源，外部開路；

17) 主軸正轉信號（24V）電源，外部開路；

18) 冷卻信號（24V）電源，外部開路；

19) 刀架鎖緊信號電源，外部開路；

20) X正限信號，外部開路；

21) Z零點信號，外部開路；

22) Z負限位信號，外部開路；

23) 0V電源，外部開路；

24) 主軸正轉M03信號，外部開路；

25) 主軸公共地信號，外部開路；

26) 主軸模擬量，外部開路；

27) T1號刀具信號，外部開路；

28) T3號刀具信號，外部開路；

29) 冷卻電源，外部開路；

30) 驅動電源，外部短路；

31) 刀架反轉信號，外部開路；

32) 變壓器電源，外部開路；

33) 主軸編碼器A+信號，外部開路；

34) 驅動器24V電源，外部開路；

35) 主軸編碼器5V電源，外部開路；

36) 主軸模擬量輸入/輸出(參數30130號)，內部開路；

37) 主軸編碼器脈沖(參數31020)，內部開路；

38) 減速開關生效(參數34000)，內部開路；

39) 減速開關方向生效(參數34010)，內部開路；

40) 減速開關速度生效(參數34040)，內部開路；

41) 參考點定位速度生效(參數34070)，內部開路；

42) 軸負軟限位設定生效(參數36100)，內部開路；

43) 軸正軟限位設定生效(參數36110)，內部開路；

44) 反向間隙補償生效(參數32450)，內部開路；

45) 機床絲桿螺距設計生效(參數31030)，內部開路；

46) 伺服電機編碼器脈沖設計生效(參數31020)，內部開路；

47) 伺服電機zui大速度設計生效(參數32000)；內部開路；

48) 系統點動速度快速生效(參數32010)，內部開路；

49) 系統點動速度生效(參數32020)，內部開路；

50) 系統控制類型設計生效(參數14510-16)，內部開路；

51) 系統驅動控制類型設計生效(參數14510-17)，內部開路；

52) 系統控制刀位數設計生效(參數14510-20)，內部開路；

53) 系統控制換刀監控時間設計生效(參數14510-21)，內部開路；

54) 系統控制刀架卡緊時間設計生效(參數14510-22)，內部開路；

55) 系統控制刀架是否有效(參數14512-11-7)，內部開路；

56) 系統主軸是否有效(參數14512-11-6)，內部開路；

57) 系統冷卻是否有效(參數14512-11-0)，內部開路；

58) 系統屏蔽急停有效(參數14512-16-0)，內部開路；

59) 系統點動鍵定義X+鍵(參數14510-26)，內部開路；

60) 系統點動鍵定義X-鍵(參數14510-27)，內部開路；

61) 系統點動鍵定義Y+鍵(參數14510-28)，內部開路；

62) 系統點動鍵定義Y-鍵(參數14510-29)，內部開路；

63) 系統點動鍵定義Z+鍵(參數14510-30)，內部開路；

64) 系統點動鍵定義Z-鍵(參數14510-31)，內部開路；

2、 西門子802C系統數控車床實訓臺對零件加工提供的實訓項目有：

1) 數控車床的結構和工作原理；

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) 循環指令編程實訓；

8) 數控系統與計算機通訊實訓；

9) CAD/CAM自動編程實訓(配合計算機和軟件)；

五、數控控制臺布局的*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域，它分九個主控制單元：

⑴ 數控系統控制單元：本單元是整個控制臺的大腦，本控制臺采用西門子801車床系統；也可根據客戶實際要求進行選型配置。

⑵全數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。控制變頻器功率為0.18KW，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 數控機床控制線路全局圖：把數控機床的強電控制部分、繼電器控制部分、數控系統的輸入/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 數控系統輸入/輸出控制單元：全面剖析了數控系統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：把所有強電元器件統一安裝在此處，如：交流接觸器、直流繼電器、保險管、三相滅弧器等。

⑻ 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。

⑼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。

六、數控控制臺技術性能：

●、輸入電源：三相五線制380V交流電源。

●、漏電保護：漏電動作電流≤30mA；具有接地保護。

●、工作環境：溫度-10⁰-+40⁰C。

●、整機功耗：＜3KW

●、考核柜尺寸：1370×600×1890mm

七、西門子802C系統數控車床實訓臺的配置清單