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，本公司开发了数控铣床电气控制与维修
实训台实习装置。
该实训装置是专门为职业院校、技工学校、职业教育培训
机构研制的数控铣床装调与维修考核实训设备，根据机电类行业中数控机床维修技术的特点，并结合数控机床装调维修工的技能鉴定要求，对数控机床电气控制及
机械传动进行研究，针对实训教学活动进行了专门设计，包含了数控系统应用、加工程序编程、
plc控制、变频调速控制、
传感器检测、伺服驱动控制、低压电气控制、机械传动等技术，强化了学员对数控机床的安装、接线、调试、故障诊断与维修等综合能力，适合机电类相关专业的教学和培训，也适合数控机床装调维修工等工种的考核与鉴定。同时也为技术人员进行数控铣床系统的二次开发提供了必要条件。
一、产品结构和组成
1．系统由机床实训柜、数控铣床等组成。
2．机床实训柜采用铁质亚光密纹喷塑结构，正面上部为网内电压、电流、状态指示灯等监控原器件，中部为机床电气柜，柜内器件布局与实际机床厂的模式一致。电气柜内的电气安装板上面装有变频器、伺服驱动器、交流接触器、继电器、保险丝座、断路器、开关电源、接线端子排和走线槽、智能型故障模块等；电气柜后部还设有变压器和接地端子等。
3．机床实训柜正面和二侧装有带锁双向对开透明门，方便使用、安全、防尘。背面装有二扇对开门，底部装有4只万向轮，并配置刹车装置，方便移动和固定。
4．系统采用三相四线AC380V交流电源供电，并设有漏电保护器、指示灯指示和保险丝等，具有过载保护、短路保护和漏电保护装置，在电压异常或出现短路情况时自动动作，保护人身和设备安全。
5．数控系统采用FANUC 0I-MF数控系统。
6．X、Y、Z轴由交流伺服
电机驱动，运动方向上设有正负限位、参考点等功能，主轴由三相异步电机驱动，变频调速控制。
7.主轴、床身、拖板等采用铸件结构，铸件经过时效处理、表面机加工和铲刮工艺等，确保机床精度稳定。
8．X、Y、Z轴进给传动系统由滚珠丝杠螺母副、轴承、轴承支座、电机支座等组成，滚珠丝杠的装配与调整等技能训练。
9.机械实训安全教育虚拟仿真软件：本软件基于unity3d开发，软件采用三维漫游的形式，可通过键盘控制移动，鼠标控制镜头方向，设有机械安全距离实验，机械安全保护装置实验、机械安全防护设计基础考核，实验进行时，三维漫游画面采用箭头与脚印图案提示移动至实验位置，机械对象周围圆圈显示了工作半径，实验过程伴有三维机器人的对话框提醒。
A、机械安全距离实验内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实验（内分2种围栏高度与开口大小），选择进入后，镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求，错误示范：实验过程为人体进入机械对象工作半径受到伤害后，血色画面与语音提醒收到机械伤害，并回至原位并进行下一实验，最终一步为正确做法。
B、机械安全保护装置实验分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实验，可选类别（安全输入、安全控制、安全输出、其他）、生产厂家、产品列表（安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏）。安装位置有蓝色闪烁框架提醒，实验流程：选择安全护栏并安装、选择安全连锁开关（或选择安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪）并安装、选择安全控制器并安装至电气控制箱、选择安全继电器并安装至电气控制箱、点击电气控制箱上的启动按钮。若进入危险区域时，系统将提示报警音，且机械对象停止工作，选择电气控制箱上的复位按钮可停止。
C、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的安装，正确安装安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮，考核分为十个考核点，部分考核点有3个选项，由学生自由选择，最终10项考核点选好后，提交确认，系统自动得出总分数以及各考核点的得分情况。
D、软件须为整体同一平台，不得以单独的资源展现。
E、同时为客户提供本软件的VR安装包方便用户拓展为VR实验，VR设备及软件安装调试不需提供。
二、
实验台技术参数：
1、输入电源：AC380V（三相五线制）、50HZ
2、故障考核：24项（智能型）
3、工作环境：温度-200C～400 C
4、整机容量：≤5KVA；
5、实验台尺寸：长×宽×高（mm）=1000 mm×650 mm×1800 mm；
6、数控铣床智能考核系统功能：
1）采用最新 MCU 技术 RAM 处理芯片的数字化集成电路板与配套无线故障设置控制系统，系统稳定、不易感染病毒。
2）控制模块(PC 控制终端或手持移动控制终端)和驱动模块(智能故障设置驱动盒)分离，避免复杂连线干扰控制器，系统更加可靠。
3）驱动模块内置智能故障设置控制系统，配有专用新型无线数据传输模块(可插拔型)和RS232 串行通讯接口，可无线组网通讯和 RS232 有线通讯。
4）手持移动控制终端采用 7 寸高清晰彩色液晶触控屏，中文菜单式触控操作界面，人机对话友好。手持移动控制终端可控制任意一台带驱动模块的实训设备。
5）手持移动控制终端不联网时可作单机操作，当带驱动模块的实训设备无线组网时，手持 移动控制终端可无线进网作为联网终端，可作学生机登录实训与考核的操作终端，也可作教师机登录出题设故的操作终端。
3）可通过 PC机或平板电脑 控制终端进行实训考核，也可通过手持移动控制终端进行实训考核，教师与 学员界面分开，教师通过密码进入教师界面出题，学员在普通界面答题。(注：教师与学员设故与排故界面原理图与设备面板原理图完全一致)
7）可自由设定任意一处有关的各种常见故障，故障类型包括：线路断 路、对地短路、接触不良，偶发等故障现象。每套驱动模块可以设置 8 路大电流 5A 的 开路故障、16 路小电流 2A 的信号通路的开路、不良、偶发、短路等故障，共 24 路故 障设置。可根据需求扩展设置 64 路大电流 5A 的开路故障、128 路小电流 2A 的信号通 路的开路、不良、偶发、短路等故障，共192 路故障设置。可根据用户使用要求调整故障设置点的数量和故障设置类型。
8）所有配备驱动模块的实训设备，均可通过内置的专用新型无线数据传输模块无线组网，实现远程集中管理。
9）用户可选择通过无线或 RS-232 串口通讯与其它实训设备配套的无线故障设置控制系统 组成一个网络，通过主控计算机控制每一台实训设备的故障设置、故障排除、参数设定、 远程起动、信息反馈、考核评分等功能。
三、基本实验实习项目
实验1 数控铣床电路设计、分析、机械、电气的安装、调试实验
实验2 FANUC 0i数控系统的操作、编程、实物加工实验
实验3 变频器变频调速实验
实验4 主轴参数优化实验
实验5 X轴伺服电机驱动控制实验
实验6 Y轴伺服电机驱动控制实验
实验7 Z轴伺服电机驱动控制实验
实验8 正负超程限位、零点实验
实验9 手轮（手摇脉冲发生器）实验
实验10 铣床数控系统控制加工实验
实验11 数控铣床系统通讯实验
实验12 数控铣床PMC编程与连接实验
实验13 数控铣床电气综合安装
实验14 PMC用户程序的设计与调试
实验15 数控铣床NC参数调试（－）
实验16 数控铣床丝杆反向间隙补偿实验
实验17 数控铣床丝杆螺距补偿实验
实验18 数控铣床智能故障设置与排除实验
实验19 智能考核模块故障设置与打印成绩报告单实验
实验20 学生进行故障排除实验
实验21 无刷伺服电机换相原理实验
实验22 启动时转速、电流变化实验
四、实物小铣床主要参数：
|
工作台面积 |
200×400mm |
|
T型槽 |
10×3 |
|
工作台最大承重 |
50Kg |
|
X向行程/滚珠丝杠形式 |
400mm/研磨 |
|
Y向行程/滚珠丝杠形式 |
200mm/研磨 |
|
Z向行程/滚珠丝杠形式 |
250mm/研磨 |
|
X向快速移动速度 |
5m/min |
|
Y向快速移动速度 |
5m/min |
|
Z向快速移动速度 |
4m/min |
|
主轴电机功率 |
1.1Kw |
|
主轴端面至工作台的距离 |
70-290mm |
|
主轴转速（变频） |
100-4000rpm（无级调速） |
|
选用刀具直径范围 |
1-16mm |
|
刀柄形式 |
ER20 |
|
定位精度 |
±0.02mm |
|
重复定位精度 |
±0.008mm |
|
数控系统控制轴数 |
3轴 |
|
机床外形尺寸(长宽高) \重量 |
1350×1400×1550mm \600Kg |
五、配置清单
|
序号 |
材料名称与规格型号 |
数量 |
单位 |
|
1 |
数控系统（采用FANUC 0I MF 10.4吋） |
1 |
台 |
|
2 |
机床实训控制台（采用铁质钣金喷塑结构） |
1 |
台 |
|
3 |
数控铣床 |
1 |
台 |
|
4 |
手摇脉冲发生器（含手轮、轴选、倍率开关） |
1 |
台 |
|
5 |
冷却泵电机 |
1 |
台 |
|
6 |
三相交流伺服电机（βis系列）(安装在实物上) |
3 |
台 |
|
7 |
交流伺服单元（βis系列，安装在面板上） |
3 |
轴 |
|
8 |
主轴电机 |
1 |
台 |
|
9 |
I/O板 |
1 |
块 |
|
10 |
分线器(FS-50BB) （安装在面板上） |
1 |
块 |
|
11 |
电压表6L2（0～450V）（安装在柜内） |
2 |
只 |
|
12 |
电流表（5A）（安装在柜内） |
1 |
只 |
|
13 |
灭弧器31TX1-31A03（安装在面板上） |
1 |
只 |
|
14 |
交流接触器CJX1-22（正泰）（安装在面板上） |
2 |
只 |
|
15 |
直流继电器MY2N（安装在面板上） |
4 |
只 |
|
16 |
KT18-32（安装在面板上） |
3 |
只 |
|
17 |
断路器DZ47-60-C5（安装在面板上） |
2 |
只 |
|
18 |
漏电保护器DZ47LE-32（安装在柜上） |
1 |
只 |
|
19 |
EL（安装在面板上） |
1 |
只 |
|
20 |
风机（安装在柜内）（安装在面板上） |
2 |
只 |
|
21 |
急停开关（强电）（安装在面板上） |
1 |
只 |
|
22 |
急停开关（驱动）（安装在副面板上） |
1 |
只 |
|
23 |
钥匙开关（安装在副面板上） |
1 |
只 |
|
24 |
风机开关（安装在面板上） |
1 |
只 |
|
25 |
照明开关（安装在面板上） |
1 |
只 |
|
26 |
RS232通讯模块（安装在柜侧面） |
1 |
只 |
|
27 |
电源指示灯（安装在柜上） |
1 |
只 |
|
28 |
650W控制变压器（安装在柜内） |
1 |
台 |
|
29 |
1500W隔离变压器（安装在柜内） |
1 |
台 |
|
30 |
钥匙（每套2把） |
1 |
套 |
|
31 |
CAD/CAM软件光盘 |
1 |
张 |
|
32 |
FANUC 0I－F操作说明 |
1 |
本 |
|
33 |
FANUC 0I－F维修手册 |
1 |
本 |
|
34 |
FANUC 0I－F参数说明 |
1 |
本 |
|
35 |
实训台指导书（含智能故障使用说明书） |
1 |
本 |
|
36 |
智能故障考核模块（硬件与软件） |
1 |
套 |
|
37 |
铣床电气原理图 |
1 |
份 |
|
38 |
RS232接口传输线及插头（5米） |
1 |
套 |
|
39 |
变频器使用手册 |
1 |
本 |
六、铣床配件清单
|
序号 |
名称 |
规格 |
数量 |
备注 |
|
1 |
勾型扳手 |
|
1把 |
随机 |
|
2 |
机床垫铁 |
|
1套 |
随机 |
|
3 |
铣刀 |
3、6、8、10mm |
4把 |
随机 |
|
4 |
塑料板（试件） |
|
1箱 |
随机 |
|
5 |
螺丝刀 |
十字 一字 |
2把 |
随机 |
|
6 |
内六角扳手 |
|
1套 |
随机 |
|
7 |
压板 |
10件套 |
1套 |
随机 |
