數(shù)控機床裝調(diào)維修教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備的研制-精選教育文檔

1、數(shù)控機床裝調(diào)維修教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備的研制一、課題的來源及研制背景當(dāng)前，中國經(jīng)濟正加快向新興工業(yè)化道路發(fā)展，制造業(yè)已成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。數(shù)控機床因其特有的高效、高精、高柔性制造等優(yōu)點，在國內(nèi)的應(yīng)用越來越普遍，數(shù)量越來越多。由于先進數(shù)控技術(shù)的廣泛使用，導(dǎo)致數(shù)控綜合應(yīng)用型人才嚴(yán)重短缺。隨著筆者學(xué)校高級技工學(xué)校的成功創(chuàng)辦，數(shù)控專業(yè)開始由單一操作型人才培養(yǎng)逐步提升到高級班的數(shù)控技術(shù)綜合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)以及數(shù)控設(shè)備維修專業(yè)的開設(shè)。基于以上原因，根據(jù)社會的需要并結(jié)合學(xué)校的專業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，學(xué)校派老師到廣東省國防科技高級技工學(xué)校參加數(shù)控機床維修培訓(xùn)，得到了專家們的啟發(fā)與指導(dǎo)。為了節(jié)約成本，學(xué)校充分利用已經(jīng)淘汰停用的

2、數(shù)控機床機械本體，帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計并制作出適合數(shù)控技術(shù)發(fā)展的數(shù)控機床電路智能型實訓(xùn)考核設(shè)備。該實訓(xùn)設(shè)備的設(shè)計充分考慮了理論教學(xué)和實際應(yīng)用的需要，采用國內(nèi)優(yōu)秀最新版本的廣州數(shù)控 980TD1 數(shù)控系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服驅(qū)動、配置 6140 生產(chǎn)型機床。并且我們參照工廠企業(yè)各類數(shù)控機床的常見故障、多發(fā)故障狀況，充分融入現(xiàn)代職業(yè)教育教學(xué)新方法：項目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法等。二、設(shè)備的結(jié)構(gòu)與組成其一，本設(shè)備采用真實機床作為機床本體。如下頁圖所示，機床本體包括底座、 2 個進給軸、主軸等5 個模塊，并可以進行機床拆裝、學(xué)習(xí)機械結(jié)構(gòu)、XZ軸伺服電動機控制、主軸變頻器控制，數(shù)控系統(tǒng)采用廣州數(shù)控 980TDB1系統(tǒng)，系統(tǒng)安

3、裝在教學(xué)面板的左邊，教學(xué)面板上印刷有電氣邊線和測試端子，用于故障維修的學(xué)習(xí)。圖設(shè)備圖片其二，本設(shè)備外觀（如上圖所示），柜體長 2100mm、高 1950mm、厚800mm、正面有電氣圖為 1500mm 1000mm的教學(xué)面板，開關(guān)繼電器、驅(qū)動器等器件安裝在面板反面，并進行正常連線，每個器件的旁邊都有相應(yīng)的接線端1 / 4子，方便學(xué)員進行接線練習(xí)，并且在器件圖旁邊有可以測試的信號端子，方便在進行故障維修時測試信號。同時在面板下的箱體里設(shè)有 PLC故障設(shè)置系統(tǒng)，學(xué)生通過計算機觸摸屏進行自動設(shè)置故障，通過故障現(xiàn)象和測量結(jié)果來判斷故障原因，然后通過故障控制計算機來去除故障，使機床正常運行，這種設(shè)計非常

4、適合數(shù)控機床維修教學(xué)和考核。其三，本數(shù)控裝調(diào)維修設(shè)備的電氣部分分為7 個模塊，即主電路和控制電路模塊、主軸由變頻模塊、 XZ軸伺服模塊、信號測試和故障設(shè)置模塊以及數(shù)控系統(tǒng)控制器模塊。其四，配電面板的連接線主要分為三類。（ 1）主回路電線，包括進入配電箱的總電源線，斷路器到接觸器的電源線，斷路器到接觸器的電源線，接觸器到電動機驅(qū)動器或變頻器的電源線等，這類導(dǎo)線截面積為 2.54mm2。（ 2）控制回路電線，主要是 DC24V的控制電線，從控制面板上的開關(guān)按鈕到配電箱內(nèi)的斷電器和接觸器的電線，還有行程開關(guān)的連接電線等，這種電線截面積為 0.5mm2。（ 3）弱電信號多芯電纜，主要有從 CNC系統(tǒng)到

5、電動機驅(qū)動器或變頻器的信號電纜，從電動機驅(qū)動器到伺服電動機編碼器的信號電纜等。這類電纜一般為26 芯或 12 芯，單芯的截面積為0.30.15mm2。（ 4）機床系統(tǒng)的屏蔽和接地系統(tǒng)的電線，這部分電線截面積大于1.5mm2，連接時要盡量減小電磁干擾的要求。三、設(shè)備的技術(shù)參數(shù)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)見表1。表 1產(chǎn)品型號單位參數(shù)工作臺尺寸 mm 4009502 / 4主電動機功率kW 1.5主軸轉(zhuǎn)速 r/min 50 4200主軸扭矩 Nm 35進給電動機扭矩（功率）N?m（kW）6N?m（1.5kW）X 向行程 mm 320Z 向行程 mm 300X 向最大快移速度m/min 4Z 向最大快移速度m/m

6、in 4位置精度：定位精度A、重復(fù)定位精度工作臺最大承重質(zhì)量kg 100四、主要零部件一覽表主要零部件一覽表見表2。表 2名稱廠家型號電子手輪 HEDSSH海德 ISMM1468Series滾動絲杠 xx 螺距： 5mm數(shù)控系統(tǒng)廣州數(shù)控設(shè)備XX公司 980TD1伺服驅(qū)動 xx 數(shù)控設(shè)備 XX公司 DA98A伺服電動機 xx 華大新型電機科技XX公司110ST-M06020LFB變頻驅(qū)動器 xxAS2-5.53 / 4主軸電動機 xx380V/5.5kW行程開關(guān) xxJW2-11Z/3伺服變壓器無錫富杰電器XX公司 SG-2kVA控制變壓器南京新天科技XX公司 JBK1000-1kW五、本設(shè)備的

7、創(chuàng)新點一是機床各路信號端口在寬大的操作屏上全部外置，學(xué)生可以清晰連接機床電氣線路。二是采用 PLC程序能對數(shù)控機床電路接線的正確與否進行自動檢測與評分，大大提高了教師的檢查判斷、評分等工作效率，大幅度提高了學(xué)生的動手能力及分析解決問題的能力，達到了最佳的實訓(xùn)效果。三是采用 PLC程序自動隨機設(shè)障、自動清障、自動評分的觸摸屏排障系統(tǒng)，可以有效地防止學(xué)生對設(shè)備的損壞，極大降低實訓(xùn)設(shè)備的維護費用，并且教學(xué)效果好、操作安全、成本低。四是參照工廠數(shù)控機床的各類常見故障、多發(fā)故障，充分融入現(xiàn)代職業(yè)教育教學(xué)新方法：項目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法等。五是配置真實的生產(chǎn)型機床，生產(chǎn)、教學(xué)兩用，配合自動隨機出故障，形成真實的生產(chǎn)維修現(xiàn)場，直接把學(xué)生引入到工廠工作環(huán)境。六是綜合故障的題量大，整機 32 個故障點，每次考試自動隨機提取 3 個不同故障點進行組合，能產(chǎn)生 4960 種不同的綜合故障。六、設(shè)備