数控车床电气控制与维修实训台

KCHT-05A型数控车床电气控制与维修实训台

实训台配有：自动刀架1台、主轴电机与编码器1套、冷却泵1台、伺服电机2台、二坐标（十字滑台）1台及限位开关和机床零点等。

近年来，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，本公司开发了数控车床电气控制与维修实训台实习装置。使用该装置可以使学生掌握数控车床系统控制原理、电气设计方法、元器件的选择、车床电气安装及调试、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车床结构，同时也为技术人员进行数控车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、产品组成部分

 数控机床电气控制与维修实训台和实训车床部件组成实训考核教学设备。系统采用西门子数控系统，数控车床的X、Z轴由伺服电机控制，主轴由变频器控制，并带有光电编码器，X、Z轴拖板采用滚珠丝杆进行传动，刀架为四工位电动刀架，学生可以学习到伺服电机的控制、变频器控制、电动刀架、霍尔元件、接近开关的原理、编程、接线及在数控机床中的应用等及数控车床编程、加工、维修。

数控控制台是一套完整的控制系统，控制系统拥有完整的西门子数控系统，控制台全面剖析西门子数控系统的控制原理和结构，按符合真实数控设备的要求进行电气连接，可以带动实训机床进行数控加工；同时数控控制台在控制系统内部提供数控机床常见故障的设定、维修、考核等电路故障系统，故障系统提供全开放的端子接口，可以设置电路故障、主要器件故障、故障及操作系统内部故障，供学生进行测量，判断。由教师设定故障，学生可以实现在线测量排故，也可以实现断电测量进行排故，提高学生解决问题的能力。

二、实训台配置

1.由控制屏和实训桌及二坐标平台组成。控制台为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板；实训桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板。二坐标平台可直接演示机床坐标轴运动。

2.三相四线380V交流电源供电，漏电保护器控制总电源，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制。电压表监控电网电压，电流表监控设备工作总电流，并设有指示灯指示和保险丝保护。

3.数控系统单元：采用西门子数控系统，可控制2个数字量控制进给轴和1个模拟主轴。

4.驱动模块：X/Z进给轴采用伺服电机和驱动器构成开环系统。

5.主轴模块：主轴电机采用变频器控制，实现无级变频调速，并设计有主轴编码器用于速度反馈。

6.刀架控制模块：展现车床四工位电动刀架电控原理及数控模拟（单步换刀）刀架控制原理三、产品总体要求:

1、实验台展示通用车床控制线路全局图，学员可以把此图作为设计电路的示范图，以便更加深入了解数控车床的控制方法。

2、开放式结构、模块化设计：实验台把数控系统进行分解，控制接口扩展到实验台的面板上，再用接线端子可引接到各个模块板上进行控制。

3、三相变频控制单元：通过接插线连接到数控系统上进行变频控制，增加学员的动手能力，增加对控制过程中的故障问题有更多的了解和分析。

4、伺服驱动控制单元：通过接插线连接到数控系统上进行步进驱动控制，增加学员的动手能力，让学员对伺服控制器有个全面的了解和分析能力。

5、四工位电动刀架控制单元：通过接插线连接到数控系统上进行换刀控制，增加学员的动手能力，让学员对自动刀架的控制过程和原理有更全面的了解。

6、手动单元：通过接插线连接到数控系统上进行手动控制机床座标运动。

四、数控控制台布局要求：

1、控制柜整体外壳为铁质钣金喷塑结构，坚固耐用。输入三相四线制380V交流电源。

2、总电源开关带漏电保护功能，总电源指示，柜体内部风机开关等

3、手动故障考核模块时设计：柜子右方安装有一扇外翻的故障门，有专用钥匙锁上。故障门里面有28个考核开关，具备28项单项故障设计。

（注：设备可选安装手动故障考核模块或智能故障考核考核模块，二选一）。

4、智能故障考核模块时设计：柜子右方安装有智能故障考核模块，具备28项故障设计。可单项或随意若干项设计故障。

（注：设备可选安装手动故障考核模块或智能故障考核考核模块，二选一）。

5、柜体上面部分是控制台的主控制区域，它分九个主控制单元：

1）、数控系统控制单元：本单元是整个控制台的大脑，控制台采用西门子数控系统。

2）、全数字伺服驱动控制单元：它分X、Z两个轴控制子单元。每个单元分别剖析了伺服驱动器的内部结构原理图、控制方式和接线方法等。该单元把各连接端子引到面板上，通过连接线的连接并可控制电机运行，方便学员进行操作连接。

3）、三相变频控制单元：剖析变频控制原理，控制方式和接线方法等。控制变频器功率为0.75KW，本单元把各连接端子引到面板上，通过连接线的连接并可控制电机运行，实现无级调速，方便学员进行操作连接。

4）、四工位电动刀架控制单元：剖析电动刀架控制原理，控制方式和接线方法等。本单元把各连接端子引到面板上，通过连接线的连接并可控制刀架，方便学员进行操作连接。

5）、数控机床控制线路全局图：把数控机床的强电控制部分、继电器控制部分、数控系统的输入/输出部分全部展示出来，作为一个示范，以便学员能更加方便操作维修机床。

6）、数控系统输入/输出控制单元：全面剖析数控系统控制机床的原理与特点，内容包括信号输入/输出；主轴变频信号模拟量输出控制；四工位电动刀架控制、主轴编码器控制、冷却控制、机床零点信号控制、机床限位信号控制等。

7）、强电元器件安装区：把所有强电元器件统一安装在此处，如：交流接触器、直流继电器、保险管、三相灭弧器等。

8）、强电输出单元：把强电部分通过端子座引出，通过延长连接线对各单元进行连接。

9）、开关控制和电压电流指示单元：通过电压表和电流表来检测电源工作情况；用开关来控制及保护电路。

五、实验台技术参数：

1、输入电源：AC380V（三相四线制）、50HZ

2、漏电保护：漏电动作电流≤30mA；具有接地保护。

3、故障考核28项（手动型或智能型，二选一）

4、工作环境：温度-200C～400  C

5、整机容量：≤3kVA；

6、实验台尺寸：长×宽×高（mm）=1360 mm×750 mm×1850 mm；

7、二坐标数控车床（十字滑台）X、Z轴采用直线高碳钢导轨和进口滚珠丝杆等组成，该机床可实现自动控制，能够完成模拟车削多种零件的内外圆，端面、切槽、任意锥面、球面及公、英制圆柱、圆锥螺纹等工序。并配有完备的S．T．M功能，可发出和接收多种信号，控制自动加工过程。具有真实数控车床的机械运动，X、Z进给轴采用伺服电机驱动，并设计有正负限位，参考点等开关，主轴采用三相异步电机变频控制，由变频器驱动实现无级调速控制。

8、智能故障考核模块功能：可设置28个典型的电气故障。考核系统采用智能考核的方式，并具有联网的功能。故障可通过计算机设置，也可在智能考核终端上设置。学生对故障现象进行分析，在考核终端上输入相应的故障代码进行故障排除，多台设备可通过无线网络和上位机进行联网，对教师登陆、学生考试、故障题库、分别设置集中管理。并能对考试结果进行分析评估、存档、打印。

六、十字滑台参数：

1、导轨形式：线轨

2、丝杆形式：进口滚珠丝杆

3、X、Z行程：250×300 mm

4、电动刀架:4工位

5、定位精度:0.01 mm

6、主轴电机功率：（变频无级30-1400转）

七、数控车床综合维修实训系统实训项目（配二坐标平台时）

（1）数控车床系统操作与编程实验

（2）主轴变频单元的调试运行与故障诊断实验

（3）交流伺服电机运行与故障诊断实验

（4）数控车床电气控制设计与分析实验

（5）数控车床机床回零点实验和机床超程限位实验

（6）电动刀架控制原理实验及接线与故障诊断实验。

（7）模拟刀架控制实验

（8）数控车床系统控制机床螺纹加工实验

（9）数控车床的冷却与照明及故障诊断实验

（10）丝杆螺距误差补偿实验

（11）数控车床电子手轮实验

（12）机床RS232串口通讯实验

（13）数控车床故障设计排除考核28项

（14）数控车床编程与仿真加工

（15）数控程序结构、格式及指令体系的掌握；

（16）各系统基本操作的了解；

（17）数控车床基本加工工艺的了解。

（18）数控车床编程与操作实训

（19）数控车床程序编辑的掌握

（20）数控车床基本操作的掌握

（21）数控车床系统功能的技巧应用

（22）数控车削中零件的装夹及加工

（23）数控机床维护的基本要求和故障处理方法

（24）常用的故障自诊断技术

（25）常用的故障检查方法

（26）数控机床常见故障及处理

八、配置清单