數(shù)控機床四合一電氣控制實訓(xùn)系統(tǒng)

一、概述：

數(shù)控機床四合一電氣控制實訓(xùn)系統(tǒng)（西門子802C系統(tǒng)）可以使學(xué)生掌握數(shù)控機床系統(tǒng)控制原理、電氣設(shè)計方法、元器件的選擇、機床電氣安裝及調(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。該設(shè)備采用開放式結(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。

二、產(chǎn)品組成部分

數(shù)控機床四合一電氣控制實訓(xùn)系統(tǒng)由數(shù)控控制臺和三坐標(biāo)演示平臺等部件組成實訓(xùn)考核教學(xué)設(shè)備。系統(tǒng)采用西門子802C數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)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(biāo)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(xué)生可以學(xué)習(xí)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(guān)的原理和PLC指令、編程、接線及在數(shù)控機床中的應(yīng)用、數(shù)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。

三、實訓(xùn)臺配置

1、由控制屏和實訓(xùn)桌及演示平臺桌組成。控制臺為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板；實訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，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(guān)和啟停開關(guān)控制。電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，電流表監(jiān)控設(shè)備工作總電流，并設(shè)有指示燈指示和保險絲保護。

3、數(shù)控系統(tǒng)單元：“SINUMERIK 802C base line"數(shù)控系統(tǒng)，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(qū)動模塊：X/Y/Z/C進給軸采用交流伺服電機和驅(qū)動器構(gòu)成半閉環(huán)系統(tǒng)。

5、三相交流伺服電機直接安裝在三坐標(biāo)演示平臺上，與滾珠絲桿通過聯(lián)軸器聯(lián)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(shè)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(xiàn)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。

四、實訓(xùn)臺總體布局方案：

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8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802C系統(tǒng)；通過電腦平臺進行更換控制軟件，實現(xiàn)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(shù)字伺服驅(qū)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(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。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 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。

⑸ 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；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(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。

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(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。

五、產(chǎn)品特點：

1、具有數(shù)控車床、車削中心、數(shù)控銑床、加工中心等數(shù)控機床安裝調(diào)試、參數(shù)設(shè)置、PLC編程、故障診斷與維修、數(shù)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(xiàn)

2、該裝置采用開放式結(jié)構(gòu)：將802C系統(tǒng)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(xué)員進行判斷、測量。

3、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。

4、設(shè)計有專門的故障設(shè)置區(qū)和排故操作單元。該故障系統(tǒng)提供全開放的端子接口，教師在故障設(shè)置區(qū)通過開關(guān)設(shè)置故障；學(xué)生通過對故障的在線分析判斷、測量進行排故操作。

六、產(chǎn)品特色：

1、實驗臺展示通用機床控制線路全局圖，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802C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