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，本公司開發了數控銑床電氣控制與維修
實訓臺實習裝置。
該實訓裝置是專門為職業院校、技工學校、職業教育培訓
機構研制的數控銑床裝調與維修考核實訓設備，根據機電類行業中數控機床維修技術的特點，并結合數控機床裝調維修工的技能鑒定要求，對數控機床電氣控制及
機械傳動進行研究，針對實訓教學活動進行了專門設計，包含了數控系統應用、加工程序編程、
plc控制、變頻調速控制、
傳感器檢測、伺服驅動控制、低壓電氣控制、機械傳動等技術，強化了學員對數控機床的安裝、接線、調試、故障診斷與維修等綜合能力，適合機電類相關專業的教學和培訓，也適合數控機床裝調維修工等工種的考核與鑒定。同時也為技術人員進行數控銑床系統的二次開發提供了必要條件。
一、產品結構和組成
1．系統由機床實訓柜、數控銑床等組成。
2．機床實訓柜采用鐵質亞光密紋噴塑結構，正面上部為網內電壓、電流、狀態指示燈等監控原器件，中部為機床電氣柜，柜內器件布局與實際機床廠的模式一致。電氣柜內的電氣安裝板上面裝有變頻器、伺服驅動器、交流接觸器、繼電器、保險絲座、斷路器、開關電源、接線端子排和走線槽、智能型故障模塊等；電氣柜后部還設有變壓器和接地端子等。
3．機床實訓柜正面和二側裝有帶鎖雙向對開透明門，方便使用、安全、防塵。背面裝有二扇對開門，底部裝有4只萬向輪，并配置剎車裝置，方便移動和固定。
4．系統采用三相四線AC380V交流電源供電，并設有漏電保護器、指示燈指示和保險絲等，具有過載保護、短路保護和漏電保護裝置，在電壓異常或出現短路情況時自動動作，保護人身和設備安全。
5．數控系統采用FANUC 0I-MF數控系統。
6．X、Y、Z軸由交流伺服
電機驅動，運動方向上設有正負限位、參考點等功能，主軸由三相異步電機驅動，變頻調速控制。
7.主軸、床身、拖板等采用鑄件結構，鑄件經過時效處理、表面機加工和鏟刮工藝等，確保機床精度穩定。
8．X、Y、Z軸進給傳動系統由滾珠絲杠螺母副、軸承、軸承支座、電機支座等組成，滾珠絲杠的裝配與調整等技能訓練。
9.機械實訓安全教育虛擬仿真軟件：本軟件基于unity3d開發，軟件采用三維漫游的形式，可通過鍵盤控制移動，鼠標控制鏡頭方向，設有機械安全距離實驗，機械安全保護裝置實驗、機械安全防護設計基礎考核，實驗進行時，三維漫游畫面采用箭頭與腳印圖案提示移動至實驗位置，機械對象周圍圓圈顯示了工作半徑，實驗過程伴有三維機器人的對話框提醒。
A、機械安全距離實驗內容包括防止上下肢觸及危險區的安全距離實驗（內分2種圍欄高度與開口大小），選擇進入后，鏡頭前彈出GB23821-2009《機械安全防止上下肢觸及危險區的安全距離》要求，錯誤示范：實驗過程為人體進入機械對象工作半徑受到傷害后，血色畫面與語音提醒收到機械傷害，并回至原位并進行下一實驗，最終一步為正確做法。
B、機械安全保護裝置實驗分為安全聯鎖開關、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀等保護裝置實驗，可選類別（安全輸入、安全控制、安全輸出、其他）、生產廠家、產品列表（安全聯鎖開關、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、安全護欄）。安裝位置有藍色閃爍框架提醒，實驗流程：選擇安全護欄并安裝、選擇安全連鎖開關（或選擇安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀）并安裝、選擇安全控制器并安裝至電氣控制箱、選擇安全繼電器并安裝至電氣控制箱、點擊電氣控制箱上的啟動按鈕。若進入危險區域時，系統將提示報警音，且機械對象停止工作，選擇電氣控制箱上的復位按鈕可停止。
C、機械安全防護設計基礎考核要求完成機械安全系統的安裝，正確安裝安全護欄、安全聯鎖開關、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、24V電源、信號燈及急停按鈕，考核分為十個考核點，部分考核點有3個選項，由學生自由選擇，最終10項考核點選好后，提交確認，系統自動得出總分數以及各考核點的得分情況。
D、軟件須為整體同一平臺，不得以單獨的資源展現。
E、同時為客戶提供本軟件的VR安裝包方便用戶拓展為VR實驗，VR設備及軟件安裝調試不需提供。
二、
實驗臺技術參數：
1、輸入電源：AC380V（三相五線制）、50HZ
2、故障考核：24項（智能型）
3、工作環境：溫度-200C～400 C
4、整機容量：≤5KVA；
5、實驗臺尺寸：長×寬×高（mm）=1000 mm×650 mm×1800 mm；
6、數控銑床智能考核系統功能：
1）采用最新 MCU 技術 RAM 處理芯片的數字化集成電路板與配套無線故障設置控制系統，系統穩定、不易感染病毒。
2）控制模塊(PC 控制終端或手持移動控制終端)和驅動模塊(智能故障設置驅動盒)分離，避免復雜連線干擾控制器，系統更加可靠。
3）驅動模塊內置智能故障設置控制系統，配有專用新型無線數據傳輸模塊(可插拔型)和RS232 串行通訊接口，可無線組網通訊和 RS232 有線通訊。
4）手持移動控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機對話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅動模塊的實訓設備。
5）手持移動控制終端不聯網時可作單機操作，當帶驅動模塊的實訓設備無線組網時，手持 移動控制終端可無線進網作為聯網終端，可作學生機登錄實訓與考核的操作終端，也可作教師機登錄出題設故的操作終端。
3）可通過 PC機或平板電腦 控制終端進行實訓考核，也可通過手持移動控制終端進行實訓考核，教師與 學員界面分開，教師通過密碼進入教師界面出題，學員在普通界面答題。(注：教師與學員設故與排故界面原理圖與設備面板原理圖完全一致)
7）可自由設定任意一處有關的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發等故障現象。每套驅動模塊可以設置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發、短路等故障，共 24 路故 障設置。可根據需求擴展設置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發、短路等故障，共192 路故障設置。可根據用戶使用要求調整故障設置點的數量和故障設置類型。
8）所有配備驅動模塊的實訓設備，均可通過內置的專用新型無線數據傳輸模塊無線組網，實現遠程集中管理。
9）用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓設備配套的無線故障設置控制系統 組成一個網絡，通過主控計算機控制每一臺實訓設備的故障設置、故障排除、參數設定、 遠程起動、信息反饋、考核評分等功能。
三、基本實驗實習項目
實驗1 數控銑床電路設計、分析、機械、電氣的安裝、調試實驗
實驗2 FANUC 0i數控系統的操作、編程、實物加工實驗
實驗3 變頻器變頻調速實驗
實驗4 主軸參數優化實驗
實驗5 X軸伺服電機驅動控制實驗
實驗6 Y軸伺服電機驅動控制實驗
實驗7 Z軸伺服電機驅動控制實驗
實驗8 正負超程限位、零點實驗
實驗9 手輪（手搖脈沖發生器）實驗
實驗10 銑床數控系統控制加工實驗
實驗11 數控銑床系統通訊實驗
實驗12 數控銑床PMC編程與連接實驗
實驗13 數控銑床電氣綜合安裝
實驗14 PMC用戶程序的設計與調試
實驗15 數控銑床NC參數調試（－）
實驗16 數控銑床絲桿反向間隙補償實驗
實驗17 數控銑床絲桿螺距補償實驗
實驗18 數控銑床智能故障設置與排除實驗
實驗19 智能考核模塊故障設置與打印成績報告單實驗
實驗20 學生進行故障排除實驗
實驗21 無刷伺服電機換相原理實驗
實驗22 啟動時轉速、電流變化實驗
四、實物小銑床主要參數：
|
工作臺面積 |
200×400mm |
|
T型槽 |
10×3 |
|
工作臺最大承重 |
50Kg |
|
X向行程/滾珠絲杠形式 |
400mm/研磨 |
|
Y向行程/滾珠絲杠形式 |
200mm/研磨 |
|
Z向行程/滾珠絲杠形式 |
250mm/研磨 |
|
X向快速移動速度 |
5m/min |
|
Y向快速移動速度 |
5m/min |
|
Z向快速移動速度 |
4m/min |
|
主軸電機功率 |
1.1Kw |
|
主軸端面至工作臺的距離 |
70-290mm |
|
主軸轉速（變頻） |
100-4000rpm（無級調速） |
|
選用刀具直徑范圍 |
1-16mm |
|
刀柄形式 |
ER20 |
|
定位精度 |
±0.02mm |
|
重復定位精度 |
±0.008mm |
|
數控系統控制軸數 |
3軸 |
|
機床外形尺寸(長寬高) \重量 |
1350×1400×1550mm \600Kg |
五、配置清單
|
序號 |
材料名稱與規格型號 |
數量 |
單位 |
|
1 |
數控系統（采用FANUC 0I MF 10.4吋） |
1 |
臺 |
|
2 |
機床實訓控制臺（采用鐵質鈑金噴塑結構） |
1 |
臺 |
|
3 |
數控銑床 |
1 |
臺 |
|
4 |
手搖脈沖發生器（含手輪、軸選、倍率開關） |
1 |
臺 |
|
5 |
冷卻泵電機 |
1 |
臺 |
|
6 |
三相交流伺服電機（βis系列）(安裝在實物上) |
3 |
臺 |
|
7 |
交流伺服單元（βis系列，安裝在面板上） |
3 |
軸 |
|
8 |
主軸電機 |
1 |
臺 |
|
9 |
I/O板 |
1 |
塊 |
|
10 |
分線器(FS-50BB) （安裝在面板上） |
1 |
塊 |
|
11 |
電壓表6L2（0～450V）（安裝在柜內） |
2 |
只 |
|
12 |
電流表（5A）（安裝在柜內） |
1 |
只 |
|
13 |
滅弧器31TX1-31A03（安裝在面板上） |
1 |
只 |
|
14 |
交流接觸器CJX1-22（正泰）（安裝在面板上） |
2 |
只 |
|
15 |
直流繼電器MY2N（安裝在面板上） |
4 |
只 |
|
16 |
KT18-32（安裝在面板上） |
3 |
只 |
|
17 |
斷路器DZ47-60-C5（安裝在面板上） |
2 |
只 |
|
18 |
漏電保護器DZ47LE-32（安裝在柜上） |
1 |
只 |
|
19 |
EL（安裝在面板上） |
1 |
只 |
|
20 |
風機（安裝在柜內）（安裝在面板上） |
2 |
只 |
|
21 |
急停開關（強電）（安裝在面板上） |
1 |
只 |
|
22 |
急停開關（驅動）（安裝在副面板上） |
1 |
只 |
|
23 |
鑰匙開關（安裝在副面板上） |
1 |
只 |
|
24 |
風機開關（安裝在面板上） |
1 |
只 |
|
25 |
照明開關（安裝在面板上） |
1 |
只 |
|
26 |
RS232通訊模塊（安裝在柜側面） |
1 |
只 |
|
27 |
電源指示燈（安裝在柜上） |
1 |
只 |
|
28 |
650W控制變壓器（安裝在柜內） |
1 |
臺 |
|
29 |
1500W隔離變壓器（安裝在柜內） |
1 |
臺 |
|
30 |
鑰匙（每套2把） |
1 |
套 |
|
31 |
CAD/CAM軟件光盤 |
1 |
張 |
|
32 |
FANUC 0I－F操作說明 |
1 |
本 |
|
33 |
FANUC 0I－F維修手冊 |
1 |
本 |
|
34 |
FANUC 0I－F參數說明 |
1 |
本 |
|
35 |
實訓臺指導書（含智能故障使用說明書） |
1 |
本 |
|
36 |
智能故障考核模塊（硬件與軟件） |
1 |
套 |
|
37 |
銑床電氣原理圖 |
1 |
份 |
|
38 |
RS232接口傳輸線及插頭（5米） |
1 |
套 |
|
39 |
變頻器使用手冊 |
1 |
本 |
六、銑床配件清單
|
序號 |
名稱 |
規格 |
數量 |
備注 |
|
1 |
勾型扳手 |
|
1把 |
隨機 |
|
2 |
機床墊鐵 |
|
1套 |
隨機 |
|
3 |
銑刀 |
3、6、8、10mm |
4把 |
隨機 |
|
4 |
塑料板（試件） |
|
1箱 |
隨機 |
|
5 |
螺絲刀 |
十字 一字 |
2把 |
隨機 |
|
6 |
內六角扳手 |
|
1套 |
隨機 |
|
7 |
壓板 |
10件套 |
1套 |
隨機 |
