SBSKB-07M-3F数控加工中心电气控制与维修实训考核装置
智能制造是建设制造强国的主攻方向,数控机床是智能制造重要的组成部分,随着数控技术的广泛应用,学校越来越注重培养生产、技术服务等岗位需求的实用型、技能型专门人才,进一步提高学生的动手能力和分析解决问题的能力,全面学习掌握数控系统的控制原理、数控编程、电气设计方法及安装调试与维修。但是,大多数高校面临缺乏此类的数控培训设备。为此,本公司开发了数控加工中心电控系统原理及调试维修实验台实习装置。使用该装置可以使学生掌握数控加工中心系统控制原理、电气设计方法、元器件的选择、加工中心电气安装及调试、故障诊断维修、零件程序编制及图形模拟加工过程等多项实验内容,达到工业生产现场实习效果。该装置采用开放式结构、模块化设计,既可用于教学、也可用于课程设计、毕业设计和实训,有利于提高学生设计数控机床电气控制系统、诊断数控设备故障的能力,使受训对象最大限度地适应和满足市场需求。该装置也可以帮助科研技术人员进一步了解数控加工中心结构,同时也为技术人员进行数控铣床系统的二次开发提供了必要条件。该实验装置的主要器件均选用工控产品。
一、实训台配有：伺服主轴1套、冷却泵1台、伺服电机3台、限位等。
二、实验台技术参数：
1、输入电源：AC380V（三相五线制）、50HZ
2、故障考核：16项（智能型）
3、工作环境：温度-100C～400? C
4、整机容量：≤8kVA；
5、实训电气柜尺寸：长×宽×高＝1000 mm×650 mm×1800 mm；机床 外形 尺寸：长×宽×高＝2000×1720×2500mm
电气安装板尺寸：长×宽＝1000×900mm；
6、数控铣床智能考核系统功能：
采用最新MCU技术RAM处理芯片的数字化集成电路板与配套无线故障设置控制系统,系统稳定、不易感染病毒。
控制模块(PC控制终端或手持移动控制终端)和驱动模块(智能故障设置驱动盒)分离,避免复杂连线干扰控制器,系统更加可靠。
驱动模块内置智能故障设置控制系统,配有专用新型无线数据传输模块(可插拔型)和RS232串行通讯接口,可无线组网通讯和RS232有线通讯。
手持移动控制终端采用7寸高清晰彩色液晶触控屏,中文菜单式触控操作界面,人机对话友好。手持移动控制终端可控制任意一台带驱动模块的 。
手持移动控制终端不联网时可作单机操作,当带驱动模块的 无线组网时,手持 移动控制终端可无线进网作为联网终端,可作学生机登录实训与考核的操作终端,也可作教师机登录出题设故的操作终端。
可通过PC机或平板电脑 控制终端进行实训考核,也可通过手持移动控制终端进行实训考核,教师与学员界面分开,教师通过密码进入教师界面出题,学员在普通界面答题。(注：教师与学员设故与排故界面原理图与设备面板原理图完全一致)
可自由设定任意一处有关的各种常见故障,故障类型包括：线路断 路、对地短路、接触不良,偶发等故障现象。每套驱动模块可以设置8路大电流5A的 开路故障、16路小电流2A的信号通路的开路、不良、偶发、短路等故障,共24路故 障设置。可根据需求扩展设置64路大电流5A的开路故障、128路小电流2A的信号通 路的开路、不良、偶发、短路等故障,共192路故障设置。可根据用户使用要求调整故障设置点的数量和故障设置类型。
所有配备驱动模块的 ,均可通过内置的专用新型无线数据传输模块无线组网,实现远程集中管理。
用户可选择通过无线或RS-232串口通讯与其它 配套的无线故障设置控制系统组成一个网络,通过主控计算机控制每一台 的故障设置、故障排除、参数设定、 远程起动、信息反馈、考核评分等功能。
三、产品结构和组成
1．系统由机床实训柜、数控加工中心等组成。
2．机床实训柜采用铁质亚光密纹喷塑结构,正面上部为网内电压、电流、状态指示灯等监控原器件,中部为机床电气柜,柜内器件布局与实际机床厂的模式一致。电气柜内的电气安装板上面装有伺服驱动器、交流接触器、继电器、保险丝座、断路器、开关电源、接线端子排和走线槽、智能型故障模块等；电气柜后部还设有变压器和接地端子等。
3．机床实训柜正面和二侧装有带锁双向对开透明门,方便使用、安全、防尘。背面装有二扇对开门,底部装有4只万向轮,并配置刹车装置,方便移动和固定。
4．系统采用三相四线AC380V交流电源供电,并设有漏电保护器、指示灯指示和保险丝等,具有过载保护、短路保护和漏电保护装置,在电压异常或出现短路情况时自动动作,保护人身和设备安全。
5．数控系统采用发那科厂家的主流数控系统,能满足不同类型机床的实训教学。
6．X、Y、Z轴由交流伺服电机驱动,运动方向上设有软件正负限位、参考点,主轴电机由数控系统原厂伺服电机驱动。
7.主轴、床身、拖板等采用铸件结构,铸件经过时效处理、表面机加工和铲刮工艺等,确保机床精度稳定。
8．X、Y、Z轴进给传动系统由滚珠丝杠螺母副、轴承、轴承支座、电机支座等组成,可进行丝杠预紧力调整、滚珠丝杠的装配与调整等技能训练。
四、设备用途及适应性
4.1、SY－VMCL7135A型立式数控铣床/加工中心是三轴控制的现代化加工机床,采用日本FANUC 0I MF数控系统,可自动连续完成对零件的铣、钻、镗、攻等多种工序,适用于大批量生产各种平面、孔、复杂形状表面的加工,节省工装,缩短生产周期,提高加工精度。应用场合非常广泛。
4.2、机床大件采用稠筋封闭式框架结构,刚性高,抗振性好,床身、立柱、铣头、床鞍、工作台等大件全部采用高强度铸铁,组织稳定,确保品质。合理的结构与加强筋的搭配,保证了基础件的高刚性。宽实的机床床身,箱型腔立柱、负荷全支撑的导轨,可确保加工时的负载能力。
4.3、机床X、Y向导轨为直线导轨（即线轨）,确保机床移动轻松、平稳。Z向为贴塑-淬硬导轨组合,确保垂直方向的稳定性。
4.4、主传动采用伺服主轴电机、同步带轮、同步齿形带传动,传动噪声低。主轴在8000RPM范围内无级变速,对各类零件加工的适应能力很强。主轴组件整套进口,可靠稳定,确保加工精度。X、Y、Z三轴采用高精密滚珠丝杆,搭配预压式双螺帽,确保最低背隙。三轴滚珠丝杆采用精密级滚珠丝杆专用轴承,运转精度高。滚珠丝杆和伺服电机以绕性联轴器直联,效率高,背隙小。
4.5、本机床的数控系统,具有标准RS232、USB等接口,因而机床可以进入系统或进入无人化车间自动运行。
五、关键配套件
· 主轴单元：台湾健椿
· 丝杠轴承：日本NTN或日本NACHI
· 松刀气缸：台湾亚德客
· 刀库形式： 斗笠式12T
· 滚珠丝杠： 台湾上银（或台湾银泰）
· 直线导轨： 台湾上银（或台湾银泰）
· 主轴电机：FANUC
· 三轴伺服电机：FANUC
· 数控系统：FANUC 0I MF
· 滚珠丝杠专用精密螺母：SWT
· 气动元件： 台湾亚德客
· 联轴节：台湾隆创
· 导轨不锈钢防护罩：国产
· 润滑系统：大麦田
· 电气元器件： 采用国内外知名品牌
六、机床精度标准
·ISO 10791-1998《加工中心检验条件》
·JB / T8771.4-1998《加工中心线性定位精度和重复定位精度检验》
·JB / T8771.7-1998《加工中心精加工试件精度检验》
·JB / T 8801-1998《加工中心技术条件》
七、润滑系统
·采用自动润滑装置,对各滑动面及滚珠丝杠施行强制润滑,滑油不可回收,最终流入冷却箱参与工件的冷却。
·注油时间间隔和注油量可调。
·油位过低（缺油）时机床显示报警。
八、冷却系统
·机床配大流量冷却系统。
九、气动系统
·气动系统装有气源处理元件、压力开关、电磁阀等,实现气动换刀,主轴吹气。配置外接气枪,可对工作区域进行清扫。
十、基本实验实习项目
1．电路设计、设备安装和电路连接
（1）数控系统的安装、接线
（2）系统启停控制电路的设计与接线
（3）主轴调速系统的电路设计、伺服主轴电机的安装与接线
（4）交流伺服驱动系统的电路设计、驱动器、伺服电机的安装与接线
（5）冷却控制系统的电路设计、器件安装与接线
（6）急停控制回路的设计与接线
（7）手摇脉冲发生器的接线
2．机械部件装配与调整
（1）滚珠丝杠螺母副的装配与调整
（2）直线导轨副的装配与调整
（3）X轴上拖板的装配
（4）整体式主轴的装配
（5）电机与联轴器的装配
（6）润滑系统的装配
（7）主轴箱的装配与调整
3．数控机床的功能调试
（1）数控系统的基本操作
（2）数控系统基本参数的设置与调试
（3）数控系统进给轴参数设置与调试
（4）数控系统主轴参数设置与调试
（5）PLC编程与调试
（6）驱动器参数设置与调试
（7）伺服主轴参数设置与调试
（8）主轴打刀缸换刀等功能部件的调试
（9）斗笠式刀库基本设置与调试
（10）数控系统的数据备份
4．机电联调与故障排除
（1）数控加工中心机电联调
（2）数控加工中心故障诊断与排除
5．数控加工中心几何精度检测
6．数控加工中心的程序编制与加工
（1）数控加工中心编程
（2）数控加工中心加工
7．数控机床的保养和维护
六、系统配置
十一、机床主要技术参数
技术名称 |
技术参数 |
|
工作台尺寸 |
≥800×320mm |
|
行程 |
X轴/快速进给 |
≥510mm/15M |
Y轴/快速进给 |
≥350mm/15M |
|
Z轴/快速进给 |
≥420mm/10M |
|
主轴最高转速 |
≥8000rpm |
|
刀柄形式 |
≥BT40 |
|
进给速度 |
8000mm/min |
|
T形槽宽 |
14mm |
|
T形槽间距 |
110mm |
|
主轴端部到工作台距离 |
70-470mm |
|
主轴中心至立柱距离 |
375mm |
|
工作台最大承重 |
≥200kg |
|
最小设定单位 |
0.001mm |
|
重复定位精度 |
≤±0.0075mm |
|
定位精度 |
≤±0.01mm |
|
主电机 |
≥3.7/5.5KW |
|
刀库形式/数目 |
≥斗笠式BT40/12T |
|
气源压力 |
4-6kgf/cm2 |
|
机床外形尺寸 |
≥2000×1720×2500mm |
|
重量 |
≥2600kg |
|
十二、配置清单、12-1：基本配置
序号 |
名称 |
主要部件、器件及规格 |
数量 |
1 |
机床实训柜 |
1000mm×600mm×1800mm |
1套 |
2 |
加工中心 |
高速SY-VML7135A |
1台 |
3 |
数控系统 |
发那科FANUC 0I MF PLUS |
1台 |
4 |
伺服主轴 |
发那科原装3.7/5.5kw电机 |
1台 |
5 |
伺服驱动 |
发那科原装一体式 |
1套 |
6 |
伺服电机 |
发那科βis8/3000 |
3台 |
7 |
刀库形式 |
斗笠式12T |
1套 |
8 |
电子手轮 |
手摇脉冲发生器 |
1只 |
9 |
电器元件 |
漏电保护器、断路器、交流接触器、继电器、传感器、连接线等 |
1套 |
10 |
电气控制电路图 |
含故障点 |
1份 |
11 |
用户手册 |
FANUC 0I-F |
1本 |
12 |
维修手册 |
FANUC 0I-F |
1本 |
13 |
参数说明 |
FANUC 0I-F |
1本 |
14 |
实验指导书 |
1本 |
|
15 |
智能考核系统模块 |
含软件与硬件 |
1套 |
12-2：配套机床加工附件
序号 |
名称 |
规格 |
数量 |
1 |
刀柄 |
BT40-ER32-70L |
3只 |
2 |
ER32夹头 |
Ф3、Ф6、Ф8、Ф10mm |
各1只 |
3 |
勾型扳手 |
1把 |
|
4 |
机床垫铁 |
1套 |
|
5 |
铣刀 |
Ф3、Ф6、Ф8、Ф10mm |
各1把 |
6 |
塑料板（试件） |
1箱 |
|
7 |
压板 |
58件套 |
1套 |
