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(jìn)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)控銑床電氣控制與維修實訓(xùn)臺實習(xí)裝置。
 該實訓(xùn)裝置是專門為職業(yè)院校、技工學(xué)校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)研制的數(shù)控銑床裝調(diào)與維修考核實訓(xùn)設(shè)備，根據(jù)機(jī)電類行業(yè)中數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)的特點，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工的技能鑒定要求，對數(shù)控機(jī)床電氣控制及機(jī)械傳動進(jìn)行研究，針對實訓(xùn)教學(xué)活動進(jìn)行了專門設(shè)計，包含了數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用、加工程序編程、plc控制、變頻調(diào)速控制、傳感器檢測、伺服驅(qū)動控制、低壓電氣控制、機(jī)械傳動等技術(shù)，強(qiáng)化了學(xué)員對數(shù)控機(jī)床的安裝、接線、調(diào)試、故障診斷與維修等綜合能力，適合機(jī)電類相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)，也適合數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工等工種的考核與鑒定。同時也為技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)控銑床系統(tǒng)的二次開發(fā)提供了必要條件。
一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組成
1．系統(tǒng)由機(jī)床實訓(xùn)柜、數(shù)控銑床等組成。
2．機(jī)床實訓(xùn)柜采用鐵質(zhì)亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，正面上部為網(wǎng)內(nèi)電壓、電流、狀態(tài)指示燈等監(jiān)控原器件，中部為機(jī)床電氣柜，柜內(nèi)器件布局與實際機(jī)床廠的模式一致。電氣柜內(nèi)的電氣安裝板上面裝有變頻器、伺服驅(qū)動器、交流接觸器、繼電器、保險絲座、斷路器、開關(guān)電源、接線端子排和走線槽、智能型故障模塊等；電氣柜后部還設(shè)有變壓器和接地端子等。
3．機(jī)床實訓(xùn)柜正面和二側(cè)裝有帶鎖雙向?qū)﹂_透明門，方便使用、安全、防塵。背面裝有二扇對開門，底部裝有4只萬向輪，并配置剎車裝置，方便移動和固定。
4．系統(tǒng)采用三相四線AC380V交流電源供電，并設(shè)有漏電保護(hù)器、指示燈指示和保險絲等，具有過載保護(hù)、短路保護(hù)和漏電保護(hù)裝置，在電壓異?；虺霈F(xiàn)短路情況時自動動作，保護(hù)人身和設(shè)備安全。
5．?dāng)?shù)控系統(tǒng)采用FANUC 0I-MF數(shù)控系統(tǒng)。
6．X、Y、Z軸由交流伺服電機(jī)驅(qū)動，運(yùn)動方向上設(shè)有正負(fù)限位、參考點等功能，主軸由三相異步電機(jī)驅(qū)動，變頻調(diào)速控制。
7.主軸、床身、拖板等采用鑄件結(jié)構(gòu)，鑄件經(jīng)過時效處理、表面機(jī)加工和鏟刮工藝等，確保機(jī)床精度穩(wěn)定。
8．X、Y、Z軸進(jìn)給傳動系統(tǒng)由滾珠絲杠螺母副、軸承、軸承支座、電機(jī)支座等組成，滾珠絲杠的裝配與調(diào)整等技能訓(xùn)練。
9.機(jī)械實訓(xùn)安全教育虛擬仿真軟件：本軟件基于unity3d開發(fā)，軟件采用三維漫游的形式，可通過鍵盤控制移動，鼠標(biāo)控制鏡頭方向，設(shè)有機(jī)械安全距離實驗，機(jī)械安全保護(hù)裝置實驗、機(jī)械安全防護(hù)設(shè)計基礎(chǔ)考核，實驗進(jìn)行時，三維漫游畫面采用箭頭與腳印圖案提示移動至實驗位置，機(jī)械對象周圍圓圈顯示了工作半徑，實驗過程伴有三維機(jī)器人的對話框提醒。
A、機(jī)械安全距離實驗內(nèi)容包括防止上下肢觸及危險區(qū)的安全距離實驗（內(nèi)分2種圍欄高度與開口大小），選擇進(jìn)入后，鏡頭前彈出GB23821-2009《機(jī)械安全防止上下肢觸及危險區(qū)的安全距離》要求，錯誤示范：實驗過程為人體進(jìn)入機(jī)械對象工作半徑受到傷害后，血色畫面與語音提醒收到機(jī)械傷害，并回至原位并進(jìn)行下一實驗，最終一步為正確做法。
B、機(jī)械安全保護(hù)裝置實驗分為安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀等保護(hù)裝置實驗，可選類別（安全輸入、安全控制、安全輸出、其他）、生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品列表（安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、安全護(hù)欄）。安裝位置有藍(lán)色閃爍框架提醒，實驗流程：選擇安全護(hù)欄并安裝、選擇安全連鎖開關(guān)（或選擇安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀）并安裝、選擇安全控制器并安裝至電氣控制箱、選擇安全繼電器并安裝至電氣控制箱、點擊電氣控制箱上的啟動按鈕。若進(jìn)入危險區(qū)域時，系統(tǒng)將提示報警音，且機(jī)械對象停止工作，選擇電氣控制箱上的復(fù)位按鈕可停止。
C、機(jī)械安全防護(hù)設(shè)計基礎(chǔ)考核要求完成機(jī)械安全系統(tǒng)的安裝，正確安裝安全護(hù)欄、安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、24V電源、信號燈及急停按鈕，考核分為十個考核點，部分考核點有3個選項，由學(xué)生自由選擇，最終10項考核點選好后，提交確認(rèn)，系統(tǒng)自動得出總分?jǐn)?shù)以及各考核點的得分情況。
D、軟件須為整體同一平臺，不得以單獨(dú)的資源展現(xiàn)。
E、同時為客戶提供本軟件的VR安裝包方便用戶拓展為VR實驗，VR設(shè)備及軟件安裝調(diào)試不需提供。
二、實驗臺技術(shù)參數(shù)： 
1、輸入電源：AC380V（三相五線制）、50HZ
2、故障考核：24項（智能型）
3、工作環(huán)境：溫度-200C～400  C
4、整機(jī)容量：≤5KVA；
5、實驗臺尺寸：長×寬×高（mm）=1000 mm×650 mm×1800 mm；
6、數(shù)控銑床智能考核系統(tǒng)功能：
1）采用最新 MCU 技術(shù) RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無線故障設(shè)置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒。
2）控制模塊(PC 控制終端或手持移動控制終端)和驅(qū)動模塊(智能故障設(shè)置驅(qū)動盒)分離，避免復(fù)雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。
3）驅(qū)動模塊內(nèi)置智能故障設(shè)置控制系統(tǒng)，配有專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和RS232 串行通訊接口，可無線組網(wǎng)通訊和 RS232 有線通訊。
4）手持移動控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備。
5）手持移動控制終端不聯(lián)網(wǎng)時可作單機(jī)操作，當(dāng)帶驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備無線組網(wǎng)時，手持 移動控制終端可無線進(jìn)網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學(xué)生機(jī)登錄實訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。
3）可通過 PC機(jī)或平板電腦 控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，也可通過手持移動控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，教師與 學(xué)員界面分開，教師通過密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致)
7）可自由設(shè)定任意一處有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置?？筛鶕?jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置?？筛鶕?jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點的數(shù)量和故障設(shè)置類型。
8）所有配備驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。
9）用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個網(wǎng)絡(luò)，通過主控計算機(jī)控制每一臺實訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、 遠(yuǎn)程起動、信息反饋、考核評分等功能。
三、基本實驗實習(xí)項目
實驗1　 數(shù)控銑床電路設(shè)計、分析、機(jī)械、電氣的安裝、調(diào)試實驗
實驗2   FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的操作、編程、實物加工實驗
實驗3　 變頻器變頻調(diào)速實驗
實驗4   主軸參數(shù)優(yōu)化實驗
實驗5　 X軸伺服電機(jī)驅(qū)動控制實驗
實驗6　 Y軸伺服電機(jī)驅(qū)動控制實驗
實驗7　 Z軸伺服電機(jī)驅(qū)動控制實驗
實驗8　 正負(fù)超程限位、零點實驗
實驗9　 手輪（手搖脈沖發(fā)生器）實驗
實驗10  銑床數(shù)控系統(tǒng)控制加工實驗
實驗11  數(shù)控銑床系統(tǒng)通訊實驗
實驗12  數(shù)控銑床PMC編程與連接實驗
實驗13　數(shù)控銑床電氣綜合安裝
實驗14　PMC用戶程序的設(shè)計與調(diào)試
實驗15　數(shù)控銑床NC參數(shù)調(diào)試（－）
實驗16  數(shù)控銑床絲桿反向間隙補(bǔ)償實驗
實驗17  數(shù)控銑床絲桿螺距補(bǔ)償實驗
實驗18  數(shù)控銑床智能故障設(shè)置與排除實驗
實驗19  智能考核模塊故障設(shè)置與打印成績報告單實驗
實驗20  學(xué)生進(jìn)行故障排除實驗
實驗21  無刷伺服電機(jī)換相原理實驗                  
實驗22  啟動時轉(zhuǎn)速、電流變化實驗             
四、實物小銑床主要參數(shù)：

工作臺面積	200×400mm
T型槽	10×3
工作臺最大承重	50Kg
X向行程/滾珠絲杠形式	400mm/研磨
Y向行程/滾珠絲杠形式	200mm/研磨
Z向行程/滾珠絲杠形式	250mm/研磨
X向快速移動速度	5m/min
Y向快速移動速度	5m/min
Z向快速移動速度	4m/min
主軸電機(jī)功率	1.1Kw
主軸端面至工作臺的距離	70-290mm
主軸轉(zhuǎn)速（變頻）	100-4000rpm（無級調(diào)速）
選用刀具直徑范圍	1-16mm
刀柄形式	ER20
定位精度	±0.02mm
重復(fù)定位精度	±0.008mm
數(shù)控系統(tǒng)控制軸數(shù)	3軸
機(jī)床外形尺寸(長寬高) \重量	1350×1400×1550mm   \600Kg

序號	材料名稱與規(guī)格型號	數(shù)量	單位
1	數(shù)控系統(tǒng)（采用FANUC 0I MF  10.4吋）	1	臺
2	機(jī)床實訓(xùn)控制臺（采用鐵質(zhì)鈑金噴塑結(jié)構(gòu)）	1	臺
3	數(shù)控銑床	1	臺
4	手搖脈沖發(fā)生器（含手輪、軸選、倍率開關(guān)）	1	臺
5	冷卻泵電機(jī)	1	臺
6	三相交流伺服電機(jī)（βis系列）(安裝在實物上)	3	臺
7	交流伺服單元（βis系列，安裝在面板上）	3	軸
8	主軸電機(jī)	1	臺
9	I/O板	1	塊
10	分線器(FS-50BB) （安裝在面板上）	1	塊
11	電壓表6L2（0～450V）（安裝在柜內(nèi)）	2	只
12	電流表（5A）（安裝在柜內(nèi)）	1	只
13	滅弧器31TX1-31A03（安裝在面板上）	1	只
14	交流接觸器CJX1-22（正泰）（安裝在面板上）	2	只
15	直流繼電器MY2N（安裝在面板上）	4	只
16	KT18-32（安裝在面板上）	3	只
17	斷路器DZ47-60-C5（安裝在面板上）	2	只
18	漏電保護(hù)器DZ47LE-32（安裝在柜上）	1	只
19	EL（安裝在面板上）	1	只
20	風(fēng)機(jī)（安裝在柜內(nèi)）（安裝在面板上）	2	只
21	急停開關(guān)（強(qiáng)電）（安裝在面板上）	1	只
22	急停開關(guān)（驅(qū)動）（安裝在副面板上）	1	只
23	鑰匙開關(guān)（安裝在副面板上）	1	只
24	風(fēng)機(jī)開關(guān)（安裝在面板上）	1	只
25	照明開關(guān)（安裝在面板上）	1	只
26	RS232通訊模塊（安裝在柜側(cè)面）	1	只
27	電源指示燈（安裝在柜上）	1	只
28	650W控制變壓器（安裝在柜內(nèi)）	1	臺
29	1500W隔離變壓器（安裝在柜內(nèi)）	1	臺
30	鑰匙（每套2把）	1	套
31	CAD/CAM軟件光盤	1	張
32	FANUC 0I－F操作說明	1	本
33	FANUC 0I－F維修手冊	1	本
34	FANUC 0I－F參數(shù)說明	1	本
35	實訓(xùn)臺指導(dǎo)書（含智能故障使用說明書）	1	本
36	智能故障考核模塊（硬件與軟件）	1	套
37	銑床電氣原理圖	1	份
38	RS232接口傳輸線及插頭（5米）	1	套
39	變頻器使用手冊	1	本

序號	名稱	規(guī)格	數(shù)量	備注
1	勾型扳手		1把	隨機(jī)
2	機(jī)床墊鐵		1套	隨機(jī)
3	銑刀	3、6、8、10mm	4把	隨機(jī)
4	塑料板（試件）		1箱	隨機(jī)
5	螺絲刀	十字 一字	2把	隨機(jī)
6	內(nèi)六角扳手		1套	隨機(jī)
7	壓板	10件套	1套	隨機(jī)