近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，學(xué)校越來越注重培養(yǎng)生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)等崗位需求的實用型、技能型專門人才，進一步提高學(xué)生的動手能力和分析解決問題的能力，全面學(xué)習(xí)掌握數(shù)控系統(tǒng)的控制原理、數(shù)控編程、電氣設(shè)計方法及安裝調(diào)試與維修。但是，大多數(shù)高校面臨缺乏此類的數(shù)控培訓(xùn)設(shè)備。為此，本公司開發(fā)了數(shù)控車床電控系統(tǒng)原理及調(diào)試維修實驗臺實習(xí)裝置。使用該裝置可以使學(xué)生掌握數(shù)控車床系統(tǒng)控制原理、電氣設(shè)計方法、元器件的選擇、車床電氣安裝及調(diào)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(nèi)容，達到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場實習(xí)效果。該裝置采用開放式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計，既可用于教學(xué)、也可用于課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和實訓(xùn)，有利于提高學(xué)生設(shè)計數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)、診斷數(shù)控設(shè)備故障的能力，使受訓(xùn)對象最大限度地適應(yīng)和滿足市場需求。該裝置也可以幫助科研技術(shù)人員進一步了解數(shù)控車床結(jié)構(gòu)，同時也為技術(shù)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(chǎn)品。

一、 產(chǎn)品組成部分

西門子802C系統(tǒng)數(shù)控車床實訓(xùn)臺由數(shù)控控制臺和車床部件及二坐標(biāo)平臺組成實訓(xùn)考核教學(xué)設(shè)備。系統(tǒng)采用西門子802C車床數(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(xué)生可以學(xué)習(xí)到802C伺服電機的控制、變頻器控制、電動刀架、霍爾元件、接近開關(guān)的原理和PLC指令、編程、接線及在數(shù)控機床中的應(yīng)用等及數(shù)控車床編程、加工、維修。

數(shù)控控制臺提供一套完整的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)擁有完整的西門子802C數(shù)控技術(shù)的系統(tǒng)，控制臺全面剖析了西門子802C系統(tǒng)的控制原理和結(jié)構(gòu)，按符合真實數(shù)控設(shè)備的要求進行電氣連接，可以帶動實訓(xùn)機床進行數(shù)控加工；同時數(shù)控控制臺在控制系統(tǒng)內(nèi)部提供數(shù)控機床常見故障的設(shè)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(shè)置電路故障、主要器件故障、PLC故障及操作系統(tǒng)內(nèi)部故障，供學(xué)生進行測量，判斷。由教師設(shè)定故障，學(xué)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(xué)生解決問題的能力。

二、           產(chǎn)品突出特點:

本公司具有多年生產(chǎn)數(shù)控的經(jīng)驗，因此對西門子801數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)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：

1、               實驗臺展示通用車床控制線路全局圖，學(xué)員可以把此圖作為設(shè)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。.

2、               西門子802C數(shù)控系統(tǒng)：本實驗臺把801數(shù)控系統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)上進行變頻控制，增加學(xué)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(shù)字伺服驅(qū)動控制單元：通過接插線連接到數(shù)控系統(tǒng)上進行伺服驅(qū)動控制，增加學(xué)員的動手能力，讓學(xué)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(shù)控系統(tǒng)上進行換刀控制，增加學(xué)員的動手能力，讓學(xué)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(shù)控系統(tǒng)上進行手動控制機床座標(biāo)運動

三、    實訓(xùn)的功能

1、  西門子802C系統(tǒng)數(shù)控車床實訓(xùn)臺對電氣設(shè)備維修提供的實訓(xùn)項目有：

1)         主軸變頻單元的調(diào)試運行與故障診斷實驗

2)         全數(shù)字交流伺服電機運行與故障診斷實驗

3)         數(shù)控車床電氣控制設(shè)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(shù)控車床系統(tǒng)控制機床螺紋加工實驗

6)         數(shù)控車床的冷卻與照明及故障診斷實驗

7)         數(shù)控車床電子手輪實驗

8)         變頻器U，V，W，外部開路；

9)         驅(qū)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)      24V信號電源，外部開路；

13)      驅(qū)動電源，外部開路；

14)      工作燈電源（24V），外部開路；

15)    手輪A＋信號，外部開路；

16)      手輪5V信號電源，外部開路；

17)      主軸正轉(zhuǎn)信號（24V）電源，外部開路；

18)      冷卻信號（24V）電源，外部開路；

19)      刀架鎖緊信號電源，外部開路；

20)      X正限信號，外部開路；

21)      Z零點信號，外部開路；

22)      Z負限位信號，外部開路；

23)      0V電源，外部開路；

24)      主軸正轉(zhuǎn)M03信號，外部開路；

25)      主軸公共地信號，外部開路；

26)      主軸模擬量，外部開路；

27)      T1號刀具信號，外部開路；

28)      T3號刀具信號，外部開路；

29)      冷卻電源，外部開路；

30)      驅(qū)動電源，外部短路；

31)      刀架反轉(zhuǎn)信號，外部開路；

32)      變壓器電源，外部開路；

33)      主軸編碼器A+信號，外部開路；

34)      驅(qū)動器24V電源，外部開路；

35)      主軸編碼器5V電源，外部開路；

36)      主軸模擬量輸入/輸出(參數(shù)30130號)，內(nèi)部開路；

37)      主軸編碼器脈沖(參數(shù)31020)，內(nèi)部開路；

38)      減速開關(guān)生效(參數(shù)34000)，內(nèi)部開路；

39)      減速開關(guān)方向生效(參數(shù)34010)，內(nèi)部開路；

40)      減速開關(guān)速度生效(參數(shù)34040)，內(nèi)部開路；

41)      參考點定位速度生效(參數(shù)34070)，內(nèi)部開路；

42)      軸負軟限位設(shè)定生效(參數(shù)36100)，內(nèi)部開路；

43)      軸正軟限位設(shè)定生效(參數(shù)36110)，內(nèi)部開路；

44)      反向間隙補償生效(參數(shù)32450)，內(nèi)部開路；

45)      機床絲桿螺距設(shè)計生效(參數(shù)31030)，內(nèi)部開路；

46)      伺服電機編碼器脈沖設(shè)計生效(參數(shù)31020)，內(nèi)部開路；

47)      伺服電機最大速度設(shè)計生效(參數(shù)32000)；內(nèi)部開路；

48)      系統(tǒng)點動速度快速生效(參數(shù)32010)，內(nèi)部開路；

49)      系統(tǒng)點動速度生效(參數(shù)32020)，內(nèi)部開路；

50)      系統(tǒng)控制類型設(shè)計生效(參數(shù)14510-16)，內(nèi)部開路；

51)      系統(tǒng)驅(qū)動控制類型設(shè)計生效(參數(shù)14510-17)，內(nèi)部開路；

52)      系統(tǒng)控制刀位數(shù)設(shè)計生效(參數(shù)14510-20)，內(nèi)部開路；

53)      系統(tǒng)控制換刀監(jiān)控時間設(shè)計生效(參數(shù)14510-21)，內(nèi)部開路；

54)      系統(tǒng)控制刀架卡緊時間設(shè)計生效(參數(shù)14510-22)，內(nèi)部開路；

55)      系統(tǒng)控制刀架是否有效(參數(shù)14512-11-7)，內(nèi)部開路；

56)      系統(tǒng)主軸是否有效(參數(shù)14512-11-6)，內(nèi)部開路；

57)      系統(tǒng)冷卻是否有效(參數(shù)14512-11-0)，內(nèi)部開路；

58)      系統(tǒng)屏蔽急停有效(參數(shù)14512-16-0)，內(nèi)部開路；

59)      系統(tǒng)點動鍵定義X+鍵(參數(shù)14510-26)，內(nèi)部開路；

60)      系統(tǒng)點動鍵定義X-鍵(參數(shù)14510-27)，內(nèi)部開路；

61)      系統(tǒng)點動鍵定義Y+鍵(參數(shù)14510-28)，內(nèi)部開路；

62)      系統(tǒng)點動鍵定義Y-鍵(參數(shù)14510-29)，內(nèi)部開路；

63)      系統(tǒng)點動鍵定義Z+鍵(參數(shù)14510-30)，內(nèi)部開路；

64)      系統(tǒng)點動鍵定義Z-鍵(參數(shù)14510-31)，內(nèi)部開路；

2、       西門子802C系統(tǒng)數(shù)控車床實訓(xùn)臺對零件加工提供的實訓(xùn)項目有：

1)         數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和工作原理；

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(huán)指令編程實訓(xùn)；

8)         數(shù)控系統(tǒng)與計算機通訊實訓(xùn)；

9)         CAD/CAM自動編程實訓(xùn)(配合計算機和軟件)；

五、數(shù)控控制臺布局的獨特特點：

1、     本控制柜整體外殼為鐵質(zhì)鈑金噴塑結(jié)構(gòu)，堅固耐用。輸入三相四線制380V交流電源。

2、     柜體下面部分設(shè)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(guān)帶漏電保護功能，總電源指示，柜體內(nèi)部風(fēng)機開關(guān)等；右邊安裝有一扇外翻的故障門，有專用鑰匙鎖上，設(shè)計比較隱蔽。打開故障門里面有28個考核開關(guān)，具備28項單項故障設(shè)計。

4、     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：

⑴       數(shù)控系統(tǒng)控制單元：本單元是整個控制臺的大腦，本控制臺采用西門子801車床系統(tǒng)；也可根據(jù)客戶實際要求進行選型配置。

⑵       全數(shù)字伺服驅(qū)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(qū)動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(xué)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0.18KW，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(diào)速，方便學(xué)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(xué)員進行操作連接。

⑸       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(xué)員能更加方便操作維修機床。

⑹       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(nèi)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(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。

⑻       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。

⑼       開關(guān)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(guān)來控制及保護電路。

六、             數(shù)控控制臺技術(shù)性能：

●、輸入電源：三相五線制380V交流電源。

●、漏電保護：漏電動作電流≤30mA；具有接地保護。

●、工作環(huán)境：溫度-10⁰-+40⁰C。

●、整機功耗：＜3KW

●、考核柜尺寸：1370×600×1890mm

七、西門子802C系統(tǒng)數(shù)控車床實訓(xùn)臺的配置清單

系統(tǒng)與也可配置西門子801數(shù)控系統(tǒng)。