SD-TB型數控車床電氣控制與維修實訓臺
(半實物)
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
SD-TB型數控車床 原理綜合實驗臺由數控控制臺和實訓車床部件組成實訓考核教學設備。系統采用法那科0I Mate TD車床數控系統，數控車床的X、Z軸由伺服電機控制，在半實物車床上運動演示，主軸由三菱變頻器控制，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0I Mate TD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 完整的法那科0I Mate TD數控技術的系統，控制臺全面剖析了法那科0I Mate TD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，因此對法那科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、法那科0I Mate TD數控系統：本實驗臺把0I Mate TD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、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、 實訓項目與考核的功能
3．1高級技師綜合訓練項目
對讀懂高速、精密設備與數控銑床的電氣系統原理進行訓練；
利用故障點設置，訓練排除復雜數控電氣疑難故障；
訓練學員組織人員進行公關的工作能力；
訓練學員對機械、電氣、工藝、管理綜合解決能力，能夠協調各專業人才進行工作；
訓練對高速、精密設備與數控銑床電氣系統測繪能力；
訓練對數控、伺服、PLC等新知識進行綜合創新應用能力；
對復雜數控難點如抗干擾進行實際解決能力實訓；
對復雜數控設備進行大修、維護工藝編制實訓；
對數控設備的原理圖、接線圖、施工圖進行設計的訓練；
對舊設備進行設備選型、施工和綜合調試能力訓練；
3．2專業知識訓練項目
1）變頻控制技術
變頻器電氣回路設計與連接操作實驗；
變頻器參數設置與手動操作控制實驗項目；
變頻器故障查找、排除實驗；
2）交流伺服電機控制技術
交流伺服電氣回路設計與連接操作實驗；
交流伺服參數設置與手動操作控制實驗項目；
交流伺服故障查找、排除實驗；
交流伺服驅動電子齒輪功能設置實驗；
3）綜合控制技術
綜合自動化控制設計及原理項目；
先進驅動技術的綜合設計與控制；
傳感器與電氣原理和接線實驗項目；
電工設備安裝與維護實驗項目 ；
4）數控控制技術
數控機床電氣回路的原理與設計
數控機床電氣回路的整體接線與調試
數控機床電氣回路的故障檢測和排除技術
限位傳感器接線和維修
變頻調速綜合實驗和維修技術
伺服系統的硬件設計（包括電機、驅動器和控制器），伺服系統系統選型和電纜連接
數控控制器的操作和使用
數控控制器的軟件編程與開發
5）可編程控制器技術
可編程控制器原理與硬件認識；
數控機床可編程控制器程序設計與維護；
數控機床可編程控制器硬件電氣回路故障檢測與排除；
6)FC-TB型數控車床原理綜合實驗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) 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) 驅動電源，外部開路；
13) 工作燈電源（24V），外部開路；
14) 主軸正轉信號（24V）電源，外部開路；
15) 冷卻信號（24V）電源，外部開路；
16) 刀架鎖緊信號電源，外部開路；
17) X正限信號，外部開路；
18) X零點信號，外部開路；
19) Z零點信號，外部開路；
20) Z負限位信號，外部開路；
21) 0V電源，外部開路；
22) 主軸模擬量，外部開路；
23) T1號刀具信號，外部開路；
24) T3號刀具信號，外部開路；
25) 刀架反轉信號，外部開路；
26) 變壓器電源，外部開路；
27) 主軸編碼器A+信號，外部開路；
28) 關于法那科數控系統內部開路參數設計這里暫不作說明（因參數太多）
7) FC-TB型數控車床原理綜合實驗臺對零件加工提供的實訓項目有：
1) 數控車床的結構和控制工作原理；
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)；
8）臺式小車床主要參數：可對塑料制品及木制品進行各種曲面、螺紋等車削。
●床身最大回轉直徑 250mm
●最大切削長度 250 mm
●主軸通孔直徑 40 mm
●電動刀架 4工位
●主軸轉速 100-1500rpm
●主軸電機功率 750W
●加工螺紋 0.4-4.0mm
●外形尺寸 1120×590×600 mm
六、數控控制臺布局的獨特特點：
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，它分為多個主控制單元：
⑴數控系統控制單元：本單元是整個控制臺的大腦，本控制臺采用法那科0I Mate TD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0.75KW，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。
七、數控控制臺技術性能：
●、輸入電源：三相五線制380V±10% 50Hz；交流電源。
●、漏電保護：缺相自動保護、過載保護；漏電動作電流≤30mA；具有接地保護。
●、結構：考核柜為鐵質鈑金噴塑結構，堅固耐用；
●、工作環境：溫度-100-+400C。
●、整機功耗：＜3KW
八、SD-TB型數控車床原理綜合實驗臺的配置
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SD-TB型數控車床原理綜合實驗臺的配置.xls
