SD-802C數控機床四合一電氣控制與維修實訓裝置

    

       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，本公司開發了數控機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機床系統控制原理、電氣設計方法、元器件的選擇、機床電氣安裝及調試、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，使受訓對象最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、產品組成部分

數控機床四合一電氣控制與維修實訓系統由數控控制 臺和三坐標演示平臺等部件組成實訓考核教學設備。系統采用西門子802C數控系統，數控機床的X、Y、Z軸由伺服電機控制，主軸電機由變頻器控制，并帶有 光電編碼器，冷卻泵電機，三坐標演示平臺X、Y、Z軸拖板采用滾珠絲桿進行傳動，實驗臺上還配有模擬六工位刀架模塊，學生可以學習到802C伺服電機的控 制、變頻器控制、四工位電動刀架、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、數控車床編程、銑削加工機床編程、車削加工中 心C軸編程、維修等。

二、實訓臺配置

1.由控制屏和實訓桌及演示平臺桌組成。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。演示平臺桌為密度板制作。

2.三相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。電壓表監控電網電壓，電流表監控設備工作總電流，并設有指示燈指示和保險絲保護。 

3.數控系統單元：“SINUMERIK 802C base line”數控系統，可控制3個模擬量控制進給軸和1個模擬主軸及C軸。

4.驅動模塊：X/Y/Z/C進給軸采用交流伺服電機和驅動器構成半閉環系統。

5.三相交流伺服電機直接安裝在三坐標演示平臺上，與滾珠絲桿通過聯軸器聯接，便于觀察電機運動。演示效果逼真與實際機床無異。 

6.主軸模塊：主軸電機采用變頻器控制，并設計有主軸編碼器與它通過同步帶進行連接，用于速度反饋。

7.刀架控制模塊：展現車床四工位電動刀架和六工位模擬加工中心刀庫（車削中心刀庫）的電控原理。

三、實訓臺總體布局方案：

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域，它分8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802C系統；通過電腦平臺進行更換控制軟件，實現車床軟件、銑床軟件、銑削中心軟件、車削中心軟件等不同界面的操作。

⑵  全數字伺服驅動控制單元：它分X、Y、Z三個軸控制子單元。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。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  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。

⑸  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；冷卻控制、機床零點信號控制、機床限位信號控制等。

⑹  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。

⑺  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。

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。

四、產品特點

1、具有數控車床、車削中心、數控銑床、加工中心等數控機床安裝調試、參數設置、PLC編程、故障診斷與維修、數控編程操作等功能。不同機床的切換通過裝載西門子提供的軟件或進行PLC編程實現

2、該裝置采用開放式結構：將802C系統的控制邏輯輸入/輸出接口進行全面分解展示，并用端子形式引出，再用接線端子可引接到各個模塊板上進行控制。方便學員進行判斷、測量。

3、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，使受訓對象最大限度地適應和滿足市場需求。

4、設計有專門的故障設置區和排故操作單元。該故障系統提供全開放的端子接口，教師在故障設置區通過開關設置故障；學生通過對故障的在線分析判斷、測量進行排故操作。

五、產品特色：

1、 實驗臺展示通用機床控制線路全局圖，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802C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

六、實訓的功能：

1、數控機床四合一電氣控制與維修實訓臺對電氣設備維修提供的實訓項目有：

1)  數控系統的基本操作

2)  低壓電氣元件的原理與接線

3)  主軸變頻單元的調試運行與故障診斷實驗

4)  全數字交流伺服電機運行與故障診斷實驗

5)  數控機床電氣控制設計與分析實驗

6)  電動刀架控制原理實驗及接線與故障診斷實驗

7)  數控車床系統控制機床螺紋加工實驗

8)  數控機床的冷卻與照明及故障診斷實驗

9)  數控機床電子手輪實驗

10)  加工中心刀具庫的應用

11)  變頻器U，V端，外部開路；

12)  驅動電源，外部開路；

13)  主軸電機電源（380V） ，外部開路；

14)  刀架鎖緊電源，外部開路；

15)  24V信號電源，外部開路；

16)  驅動電源，外部開路；

17)  工作燈電源（24V），外部開路；

18)  手輪A＋信號，外部開路；

19)  手輪0V信號電源，外部開路；

20)  主軸正轉信號（24V）電源，外部開路；

21)  冷卻信號（24V）電源，外部開路；

22)  刀架鎖緊信號電源，外部開路；

23)  X正限信號，外部開路；

24)  Z零點信號，外部開路；

25)  Z負限位信號，外部開路；

26)  0V電源，外部開路；

27)  主軸正轉M03信號，外部開路；

28)  主軸公共地信號，外部開路；

29)  主軸模擬量，外部開路；

30)  T1號刀具信號，外部開路；

31)  T3號刀具信號，外部開路；

32)  冷卻電源，外部開路；

33)  刀架反轉信號，外部開路；

34)  變壓器電源，外部開路；

35)  主軸編碼器A+信號，外部開路；

36)  驅動器24V電源，外部開路；

37)  主軸編碼器0V電源，外部開路；

38)  主軸模擬量輸入/輸出(參數30130號)，內部開路；

39)  主軸編碼器脈沖(參數31020)，內部開路；

40)  減速開關生效(參數34000)，內部開路；

41)  減速開關方向生效(參數34010)，內部開路；

42)  減速開關速度生效(參數34040)，內部開路；

43)  參考點定位速度生效(參數34070)，內部開路；

44)  軸負軟限位設定生效(參數36100)，內部開路；

45)  軸正軟限位設定生效(參數36110)，內部開路；

46)  反向間隙補償生效(參數32450)，內部開路；

47)  機床絲桿螺距設計生效(參數31030)，內部開路；

48)  伺服電機編碼器脈沖設計生效(參數31020)，內部開路；

49)  伺服電機最大速度設計生效(參數32000)；內部開路；

50)  系統點動速度快速生效(參數32010)，內部開路；

51)  系統點動速度生效(參數32020)，內部開路；

52)  系統控制類型設計生效(參數14510-16)，內部開路；

53)  系統驅動控制類型設計生效(參數14510-17)，內部開路；

54)  系統控制刀位數設計生效(參數14510-20)，內部開路；

55)  系統控制換刀監控時間設計生效(參數14510-21)，內部開路；

56)  系統控制刀架卡緊時間設計生效(參數14510-22)，內部開路；

57)  系統控制刀架是否有效(參數14512-11-7)，內部開路；

58)  系統主軸是否有效(參數14512-11-6)，內部開路；

59)  系統冷卻是否有效(參數14512-11-0)，內部開路；

60)  系統屏蔽急停有效(參數14512-16-0)，內部開路；

61)  系統點動鍵定義X+鍵(參數14510-26)，內部開路；

62)  系統點動鍵定義X-鍵(參數14510-27)，內部開路；

63)  系統點動鍵定義Y+鍵(參數14510-28)，內部開路；

64)  系統點動鍵定義Y-鍵(參數14510-29)，內部開路；

65)  系統點動鍵定義Z+鍵(參數14510-30)，內部開路；

66)  系統點動鍵定義Z-鍵(參數14510-31)，內部開路；

2、 數控機床四合一電氣控制與維修實訓臺對零件加工提供的實訓項目有：

1)  車削零件外圓程序的編寫；

2)  車削多臺階外圓程序的編寫；

3)  車削圓弧程序的編寫

4)   車削斜面程序的編寫

5)    車削螺紋程序的編寫；

6)    循環指令編程實訓；

7)    數控系統與計算機通訊實訓；

8)    銑零件平面程序的編寫；

9)    銑削多臺階平面程序的編寫；

10)     銑削圓弧程序的編寫

11)     銑削斜面程序的編寫

12)     銑削鍵槽程序的編寫；

13)     齒輪加工程序的編寫；

14)     加工鍵槽的實訓；

15)     車削C軸編程功能

16)     數控系統與計算機通訊實訓；

17)     數控系統與計算機DNC加工實訓；

18)     文字雕刻自動編程實訓(配合計算機和軟件)；

19)     CAD/CAM三維曲面自動編程實訓(配合計算機和軟件)

七、數控控制臺技術性能：

●、輸入電源：三相四線制380V交流電源，50Hz。

●、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

八、數控機床四合一電氣控制與維修實訓臺的配置清單

 

序號	材料名稱與規格型號	數量	單位
1	數控系統（采用西門子802C）	1	臺
2	實訓控制臺（采用鐵質鈑金噴塑結構）	1	臺
3	數控三座標運動平臺	1	臺
4	三座標桌	1	張
5	變頻器(1.5KW)	1	臺
6	全數字交流伺服驅動單元	3	臺
7	三相交流伺服電機		3臺
8	手持脈沖發生器	1	臺
9	四工位自動刀架	1	臺
10	主軸電機與主軸編碼器組	1	臺
11	冷卻電機	1	臺
12	正負限位開關	4	只
13	機床回零開關	2	只
14	故障點分布圖	1	份
15	西門子光盤	1	張
16	CAD/CAM軟件光盤	1	張
17	電動刀架使用說明書	1	本
18	全數字交流伺服單元使用手冊	1	本
19	變頻器使用手冊	1	本
20	西門子802C簡明安裝調試	1	本
21	西門子802C診斷說明	1	本
22	西門子802C簡明操作與編程	1	本
23	西門子802C操作與編程（車床）	1	本
24	西門子802C操作與編程（銑床）	1	本
25	實訓臺使用說明書	1	本