VS-NUC01C數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)裝置

(FANUC系統(tǒng)、配半實(shí)物車床)

      近年來，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(shí)用型、技能型專門人才，進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)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(jì)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(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)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(jì)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(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)習(xí)效果。該裝置采用開放式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)，既可用于教學(xué)、也可用于課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn)，有利于提高學(xué)生設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)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(jìn)一步了解數(shù)控車床結(jié)構(gòu)，同時(shí)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(shí)驗(yàn)裝置的主要器件均選用工控產(chǎn)品。

一、產(chǎn)品組成部分
      數(shù)控機(jī)床電氣控制與維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)和實(shí)訓(xùn)車床部件組成實(shí)訓(xùn)考核教學(xué)設(shè)備。系統(tǒng)采用法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控車床的X、Z軸由伺服電機(jī)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(jìn)行傳動(dòng)，刀架為四工位電動(dòng)刀架，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到伺服電機(jī)的控制、變頻器控制、電動(dòng)刀架、霍爾元件、接近開關(guān)的原理、編程、接線及在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用等及數(shù)控車床編程、加工、維修。
      VS-NUC01C數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)裝置(FANUC系統(tǒng)、配半實(shí)物車床)，數(shù)控控制臺(tái)提供一套完整的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)擁有完整的法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)，控制臺(tái)全面剖析了法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)的控制原理和結(jié)構(gòu)，按符合真實(shí)數(shù)控設(shè)備的要求進(jìn)行電氣連接，可以帶動(dòng)實(shí)訓(xùn)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控加工；同時(shí)數(shù)控控制臺(tái)在控制系統(tǒng)內(nèi)部提供數(shù)控機(jī)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、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(shí)現(xiàn)在線測量排故，也可以實(shí)現(xiàn)斷電測量進(jìn)行排故，提高學(xué)生解決問題的能力。
 

二、實(shí)訓(xùn)臺(tái)配置
1.由控制屏和實(shí)訓(xùn)桌及實(shí)物小車床組成?？刂婆_(tái)為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板；實(shí)訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板。實(shí)物小車床由床身、主軸箱、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、換刀裝置和輔助裝置等組成，具有實(shí)際加工能力，可對鐵、鋁、銅、PVC、有機(jī)玻璃等材料進(jìn)行車削加工。通過對數(shù)控小車床的拆裝訓(xùn)練，學(xué)員可掌握數(shù)控車床水平度、平行度和垂直度的調(diào)整方法等，同時(shí)學(xué)會(huì)百分表、直角尺、游標(biāo)卡尺、塞尺等工量具的使用方法和機(jī)床機(jī)械精度的測量方法。
2.三相四線380V交流電源供電，漏電保護(hù)器控制總電源，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制。電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，電流表監(jiān)控設(shè)備工作總電流，并設(shè)有指示燈指示和保險(xiǎn)絲保護(hù)。
3.數(shù)控系統(tǒng)單元：采用法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)，可控制2個(gè)數(shù)字量控制進(jìn)給軸和1個(gè)模擬主軸。
4.驅(qū)動(dòng)模塊：X/Z進(jìn)給軸采用伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成開環(huán)系統(tǒng)。
5.主軸模塊：主軸電機(jī)采用變頻器控制，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變頻調(diào)速，并設(shè)計(jì)有主軸編碼器用于速度反饋。
6.刀架控制模塊：展現(xiàn)車床四工位電動(dòng)刀架電控原理及數(shù)控模擬（單步換刀）刀架控制原理
7.實(shí)物小車床主要參數(shù)：
床身大回轉(zhuǎn)直徑：    200mm
刀架上大回轉(zhuǎn)直徑：  135mm
X/Z軸行程：          150mm/350mm
X軸滾珠絲杠：        研磨、C5級(jí)、規(guī)格1605
Z軸滾珠絲杠：        研磨、C5級(jí)、規(guī)格2004
主電機(jī)功率：          0.75kW
主軸轉(zhuǎn)速范圍：        50～2500rpm
主軸卡盤：            φ125
主軸通孔直徑：        18mm
主軸孔錐度：          莫氏3號(hào)
工作臺(tái)快速移動(dòng)速度：  3000mm/min
大切削進(jìn)給速度：    2000mm/min
定位精度：            0.02mm
重復(fù)定位精度：        ±0.012mm
電動(dòng)刀架：            四工位電動(dòng)刀架
刀桿截面尺寸：        10mm×10mm
尾架套筒錐度：        莫氏2號(hào)
機(jī)床重量：            50kg
★8.無線智能實(shí)驗(yàn)室管理考核系統(tǒng)（提供軟件著作權(quán)證書并現(xiàn)場演示）
（1）系統(tǒng)采用分布式智能管理型無線AP,通過無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)終端覆蓋。采用12.2英寸彩色中文觸控屏的無線系統(tǒng)管理器，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對話友好。移動(dòng)控制終端可控制任意一臺(tái)帶驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。可作學(xué)生機(jī)登錄實(shí)訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。
（2）故障設(shè)置和考核系統(tǒng)     
      無線觸控屏智能化故障設(shè)置和考核系統(tǒng)觸控操作數(shù)控職業(yè)教育多功能綜合一體機(jī)”故障設(shè)置和考核系統(tǒng)”界面,可實(shí)現(xiàn)故障設(shè)置、故障模擬、學(xué)員考核與評(píng)份、故障排除等功能。
      故障設(shè)置和考核系統(tǒng)采用新 MCU 技術(shù) RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無線故障設(shè)置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒。 控制模塊(PC 控制終端或手持移動(dòng)控制終端)和驅(qū)動(dòng)模塊(智能故障設(shè)置驅(qū)動(dòng)盒)分離， 避免復(fù)雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)置智能故障設(shè)置控制系統(tǒng)，配有新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和RS232 串行通訊接口，可無線組網(wǎng)通訊和 RS232 有線通訊。
      手持移動(dòng)控制終端采用12.2英寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對話友好。手持移動(dòng)控制終端可控制任意一臺(tái)帶驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。手持移動(dòng)控制終端不聯(lián)網(wǎng)時(shí)可作單機(jī)操作，當(dāng)帶驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備無線組網(wǎng)時(shí)，手持 移動(dòng)控制終端可無線進(jìn)網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學(xué)生機(jī)登錄實(shí)訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。
      可通過 PC 控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，也可通過手持移動(dòng)控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，教師與學(xué)員界面分開，教師通過密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與 學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖**)可自由設(shè)定任意一處與數(shù)控電氣模塊引腳有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動(dòng)模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號(hào)通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置?？筛鶕?jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號(hào)通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置?？筛鶕?jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點(diǎn)的數(shù)量和故障設(shè)置類型。
      所有配備驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，均可通過內(nèi)置的新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過主控計(jì)算機(jī)控制每一臺(tái)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、 遠(yuǎn)程起動(dòng)、信息反饋、考核評(píng)分等功能。

三、產(chǎn)品突出特點(diǎn)：
      本公司具有多年生產(chǎn)數(shù)控的經(jīng)驗(yàn)，因此對法那克（FANUC 0I MATE）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：
實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(jì)電路的示范圖，以便更加深入了解數(shù)控車床的控制方法。.
開放式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)臺(tái)把法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行分解，把控制接口擴(kuò)展到實(shí)驗(yàn)臺(tái)的面板上，再用接線端子可引接到各個(gè)模塊板上進(jìn)行控制。
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(dòng)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。
伺服驅(qū)動(dòng)控制單元：通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進(jìn)行步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制，增加學(xué)員的動(dòng)手能力，讓學(xué)員對伺服控制器有個(gè)全面的了解和分析能力。
四工位電動(dòng)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(dòng)手能力，讓學(xué)員對自動(dòng)刀架的控制過程和原理有更全面的了解。
手脈單元：通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進(jìn)行手動(dòng)控制機(jī)床座標(biāo)運(yùn)動(dòng)
 

四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1、通過該實(shí)訓(xùn)臺(tái)可完成以下實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)項(xiàng)目
（1）數(shù)控車床系統(tǒng)操作與編程實(shí)驗(yàn)（配實(shí)物小車床）
（2）主軸變頻單元的調(diào)試運(yùn)行與故障診斷實(shí)驗(yàn)
（3）交流伺服電機(jī)運(yùn)行與故障診斷實(shí)驗(yàn)
（4）數(shù)控車床電氣控制設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)
（5）數(shù)控車床機(jī)床回零點(diǎn)實(shí)驗(yàn)和機(jī)床超程限位實(shí)驗(yàn)
（6）電動(dòng)刀架控制原理實(shí)驗(yàn)及接線與故障診斷實(shí)驗(yàn)。
（7）模擬刀架控制實(shí)驗(yàn)
（8）數(shù)控車床系統(tǒng)控制機(jī)床螺紋加工實(shí)驗(yàn)
（9）數(shù)控車床的冷卻與照明及故障診斷實(shí)驗(yàn)
（10）絲桿螺距誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
（11）數(shù)控車床電子手輪實(shí)驗(yàn)
（12）機(jī)床RS232串口通訊實(shí)驗(yàn)
（13）數(shù)控車床故障設(shè)計(jì)排除考核28項(xiàng)
2、手工編程與仿真加工實(shí)訓(xùn)
（1）數(shù)控車床編程與仿真加工
1）數(shù)控程序結(jié)構(gòu)、格式及指令體系的掌握；
2）各系統(tǒng)基本操作的了解；
3）數(shù)控車床基本加工工藝的了解。
（2）數(shù)控車床編程與操作實(shí)訓(xùn)
1）數(shù)控車床程序編輯的掌握
2）數(shù)控車床基本操作的掌握
3）數(shù)控車床系統(tǒng)功能的技巧應(yīng)用
4）數(shù)控車削中零件的裝夾及加工
3、了解常見數(shù)控機(jī)床故障檢測與維修實(shí)訓(xùn)
（1）數(shù)控機(jī)床維護(hù)的基本要求和故障處理方法
（2）常用的故障自診斷技術(shù)
（3）常用的故障檢查方法
（4）數(shù)控機(jī)床常見故障及處理
 

五、設(shè)備特點(diǎn)：
      本控制柜整體外殼為鐵質(zhì)鈑金噴塑結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固耐用。輸入三相四線制380V交流電源。
      柜體下面部分設(shè)計(jì)有兩扇活動(dòng)門，打開門里面空間寬敞，可安放儀器或其它物品；
      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(jī)開關(guān)等；右邊安裝有一扇外翻的故障門，有鑰匙鎖上，設(shè)計(jì)比較隱蔽。打開故障門里面有28個(gè)考核開關(guān)，具備28項(xiàng)單項(xiàng)故障設(shè)計(jì)。
      柜體上面部分是控制臺(tái)的主控制區(qū)域，它分九個(gè)主控制單元：
1、數(shù)控系統(tǒng)控制單元：本單元是整個(gè)控制臺(tái)的大腦，本控制臺(tái)采用法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)；也可根據(jù)客戶實(shí)際要求進(jìn)行選型配置。
2、全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)控制單元：它分X、Z兩個(gè)軸控制子單元。每個(gè)單元分別剖析了伺服驅(qū)動(dòng)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(jī)運(yùn)行，方便學(xué)員進(jìn)行操作連接。
3、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(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，方便學(xué)員進(jìn)行操作連接。
4、四工位電動(dòng)刀架控制單元：剖析電動(dòng)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。
5、數(shù)控機(jī)床控制線路全局圖：把數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)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(gè)示范，以便學(xué)員能更加方便操作維修機(jī)床。
6、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(jī)床的原理與特點(diǎn)，內(nèi)容包括信號(hào)輸入/輸出；主軸變頻信號(hào)模擬量輸出控制；四工位電動(dòng)刀架控制、主軸編碼器控制、冷卻控制、機(jī)床零點(diǎn)信號(hào)控制、機(jī)床限位信號(hào)控制等。
7、強(qiáng)電元器件安裝區(qū)：把所有強(qiáng)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(xiǎn)管、三相滅弧器等。
8、強(qiáng)電輸出單元：把強(qiáng)電部分通過端子座引出，通過延長連接線對各單元進(jìn)行連接。
9、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。

六、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(hù)：漏電動(dòng)作電流≤30mA；具有接地保護(hù)。
3、工作環(huán)境：溫度-100-+400C。
4、整機(jī)功耗：＜3KW
5、考核柜尺寸：1370×600×1890mm

七、配置清單