VS-NUC01C數(shù)控車床實訓裝置

(FANUC系統(tǒng)、配半實物車床)

      近年來，隨著數(shù)控技術的廣泛應用，學校越來越注重培養(yǎng)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(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)生產現(xiàn)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(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(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品。

一、產品組成部分
      數(shù)控機床電氣控制與維修實訓臺和實訓車床部件組成實訓考核教學設備。系統(tǒng)采用法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)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、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。
      VS-NUC01C數(shù)控車床實訓裝置(FANUC系統(tǒng)、配半實物車床)，數(shù)控控制臺提供一套完整的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)擁有完整的法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)，控制臺全面剖析了法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(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、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、實訓臺配置
1.由控制屏和實訓桌及實物小車床組成。控制臺為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板；實訓桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板。實物小車床由床身、主軸箱、進給傳動系統(tǒng)、換刀裝置和輔助裝置等組成，具有實際加工能力，可對鐵、鋁、銅、PVC、有機玻璃等材料進行車削加工。通過對數(shù)控小車床的拆裝訓練，學員可掌握數(shù)控車床水平度、平行度和垂直度的調整方法等，同時學會百分表、直角尺、游標卡尺、塞尺等工量具的使用方法和機床機械精度的測量方法。
2.三相四線380V交流電源供電，漏電保護器控制總電源，控制屏的供電由鑰匙開關和啟停開關控制。電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，電流表監(jiān)控設備工作總電流，并設有指示燈指示和保險絲保護。
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個數(shù)字量控制進給軸和1個模擬主軸。
4.驅動模塊：X/Z進給軸采用伺服電機和驅動器構成開環(huán)系統(tǒng)。
5.主軸模塊：主軸電機采用變頻器控制，實現(xiàn)無級變頻調速，并設計有主軸編碼器用于速度反饋。
6.刀架控制模塊：展現(xiàn)車床四工位電動刀架電控原理及數(shù)控模擬（單步換刀）刀架控制原理
7.實物小車床主要參數(shù)：
床身大回轉直徑：    200mm
刀架上大回轉直徑：  135mm
X/Z軸行程：          150mm/350mm
X軸滾珠絲杠：        研磨、C5級、規(guī)格1605
Z軸滾珠絲杠：        研磨、C5級、規(guī)格2004
主電機功率：          0.75kW
主軸轉速范圍：        50～2500rpm
主軸卡盤：            φ125
主軸通孔直徑：        18mm
主軸孔錐度：          莫氏3號
工作臺快速移動速度：  3000mm/min
大切削進給速度：    2000mm/min
定位精度：            0.02mm
重復定位精度：        ±0.012mm
電動刀架：            四工位電動刀架
刀桿截面尺寸：        10mm×10mm
尾架套筒錐度：        莫氏2號
機床重量：            50kg
★8.無線智能實驗室管理考核系統(tǒng)（提供軟件著作權證書并現(xiàn)場演示）
（1）系統(tǒng)采用分布式智能管理型無線AP,通過無線技術實現(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，人機對話友好。移動控制終端可控制任意一臺帶驅動模塊的實訓設備?？勺鲗W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。
（2）故障設置和考核系統(tǒng)     
      無線觸控屏智能化故障設置和考核系統(tǒng)觸控操作數(shù)控職業(yè)教育多功能綜合一體機”故障設置和考核系統(tǒng)”界面,可實現(xiàn)故障設置、故障模擬、學員考核與評份、故障排除等功能。
      故障設置和考核系統(tǒng)采用新 MCU 技術 RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無線故障設置控制系統(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(tǒng)更加可靠。驅動模塊內置智能故障設置控制系統(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。手持移動控制終端不聯(lián)網(wǎng)時可作單機操作，當帶驅動模塊的實訓設備無線組網(wǎng)時，手持 移動控制終端可無線進網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)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。
      可通過 PC 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**)可自由設定任意一處與數(shù)控電氣模塊引腳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(fā)等故障現(xiàn)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(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設置。可根據(jù)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(fā)、短路等故障，共192 路故障設置?？筛鶕?jù)用戶使用要求調整故障設置點的數(shù)量和故障設置類型。
      所有配備驅動模塊的實訓設備，均可通過內置的新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程集中管理。用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓設備配套的無線故障設置控制系統(tǒng)組成一個網(wǎng)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(shù)設定、 遠程起動、信息反饋、考核評分等功能。

三、產品突出特點：
      本公司具有多年生產數(shù)控的經驗，因此對法那克（FANUC 0I MATE）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：
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。.
開放式結構、模塊化設計：實驗臺把法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)進行分解，把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。
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。
伺服驅動控制單元：通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進行步進驅動控制，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。
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。
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
 

四、實訓項目
1、通過該實訓臺可完成以下實驗實習項目
（1）數(shù)控車床系統(tǒng)操作與編程實驗（配實物小車床）
（2）主軸變頻單元的調試運行與故障診斷實驗
（3）交流伺服電機運行與故障診斷實驗
（4）數(shù)控車床電氣控制設計與分析實驗
（5）數(shù)控車床機床回零點實驗和機床超程限位實驗
（6）電動刀架控制原理實驗及接線與故障診斷實驗。
（7）模擬刀架控制實驗
（8）數(shù)控車床系統(tǒng)控制機床螺紋加工實驗
（9）數(shù)控車床的冷卻與照明及故障診斷實驗
（10）絲桿螺距誤差補償實驗
（11）數(shù)控車床電子手輪實驗
（12）機床RS232串口通訊實驗
（13）數(shù)控車床故障設計排除考核28項
2、手工編程與仿真加工實訓
（1）數(shù)控車床編程與仿真加工
1）數(shù)控程序結構、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訓
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)控機床故障檢測與維修實訓
（1）數(shù)控機床維護的基本要求和故障處理方法
（2）常用的故障自診斷技術
（3）常用的故障檢查方法
（4）數(shù)控機床常見故障及處理
 

五、設備特點：
      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。
      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；
      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。
      柜體上面部分是控制臺的主控制區(qū)域，它分九個主控制單元：
1、數(shù)控系統(tǒng)控制單元：本單元是整個控制臺的大腦，本控制臺采用法那克（FANUC 0I MATE）數(shù)控系統(tǒng)；也可根據(jù)客戶實際要求進行選型配置。
2、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。
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運行，實現(xiàn)無級調速，方便學員進行操作連接。
4、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。
5、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。
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)控制機床的原理與特點，內容包括信號輸入/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。
7、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。
8、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。
9、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、技術性能：
1、輸入電源：三相五線制380V交流電源。
2、漏電保護：漏電動作電流≤30mA；具有接地保護。
3、工作環(huán)境：溫度-100-+400C。
4、整機功耗：＜3KW
5、考核柜尺寸：1370×600×1890mm

七、配置清單