專利名稱：數控維修實訓臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機電設備領域，具體涉及用于教學的數控機床實訓臺。
背景技術：
數控機床已廣泛應用于機械加工行業(yè)，對于數控機床操作與編程學習，一般只要 有數控機床即可實踐教學，而對于數控機床電氣應用學習，僅有數控機床是不行的，因為數 控機床主要電器一般放在電氣柜中，功能不具有開放性。而數控機床電氣學習，恰恰希望通 過參與開放性的數控機床的應用來學習掌握數控系統(tǒng)的電氣設計、電氣組成、參數設計、數 控編程、梯形圖設計、故障診斷等多項綜合實驗學習功能，通過綜合實驗學習，達到理論聯 系實際和綜合動手能力的提高。而目前市場上無這種功能的實訓臺，因此，給教學、以及學 生學習帶來諸多不便，甚至可以說在數控機床的教學環(huán)節(jié)中，教學效果不夠理想。
發(fā)明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種數控維修實訓臺，可方便的進行數學演 示，教學直觀，通過綜合實驗學習，可提高學生理論聯系實際和綜合動手能力。本實用新型在設計數控維修實訓臺時，主要考慮以下幾方面問題(1)以數控車床為模擬對象，既便于學生掌握數控系統(tǒng)，又可以降低造價。(2)選用功能強大、工作安全可靠、性能完善、市場占有率高的數控系統(tǒng)，盡可能多 的將先進的數控系統(tǒng)功能開放給學生學習。(3)采用開放性和模塊化的結構設計，盡可能的把組成數控機床的電氣部分都能 在實訓臺上展示，讓學生有一個完整的數控機床概念。本實用新型通過以下技術方案實現數控維修實訓臺，包括數控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，以及數控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的顯示屏、操 作面板，還包括主軸電機、冷卻電機、電動刀架、十字滑臺、電氣柜，特點是實訓臺的立面板、 以及與立面板垂直的平臺上設有數控系統(tǒng)的顯示屏及輸入鍵盤；設有電控系統(tǒng)中的故障設 置面板、操作面板、狀態(tài)顯示面板；設有電控系統(tǒng)中的變頻器、驅動器、以及接觸器、繼電器、 空氣開關；設有主軸電機、冷卻電機、電動刀架。本實用新型進一步改進方案是，實訓臺由左右兩個部分組成；實訓臺左面的第一 立面板上，至上而下依次設有顯示屏及輸入鍵盤、故障設置面板、狀態(tài)顯示面板，與第立面 板垂直的第一平臺上設有所述的操作面板；變頻器、驅動器、以及接觸器、交流繼電器、空氣開關設置于實訓臺右面的第二立 面板上，主軸電機、冷卻電機、電動刀架設置于與該第二立面板垂直的第二平臺上，第二平 臺下方為電氣柜；或其中的電動刀架設置于十字滑臺上，電動刀架及其十字滑臺設置于第 一平臺或第二平臺旁；或十字滑臺設置于第一平臺或第二平臺旁。本實用新型進一步改進方案是，故障設置面板上設有一個以上故障開關SB，每個 開關對應著控制模塊的每個回路，實現回路的切斷與接通，也就是進行電路故障的設置。

圖1為本實用新型立體示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，數控維修實訓臺，包括數控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，以及數控系統(tǒng)、電控系統(tǒng) 的顯示屏及輸入鍵盤、操作面板，還包括主軸電機、冷卻電機、電動刀架、十字滑臺、電氣柜。仍如圖1所示，所述實訓臺由左右兩個部分組成；實訓臺左面的第一立面板1上， 至上而下依次設有顯示屏及輸入鍵盤2、故障設置面板3、狀態(tài)顯示面板4，與第一立面板垂 直的第一平臺5上設有所述的操作面板6 (操作面板6上設有包括電源啟動、電源停止、緊 急停止、方式選擇開關、倍率旋鈕等各種操作按鈕，相同于現有技術)。變頻器、驅動器、以及接觸器、交流繼電器、空氣開關設置于實訓臺右面的第二立 面板7上，主軸電機、冷卻電機、電動刀架設置于與該第二立面板7垂直的第二平臺8上，第 二平臺8下方為電氣柜9 (柜門采用透明玻璃，電氣柜中設有電源模塊、變壓器等)。所述第 二立面板7上邊部、以及左右兩邊部設有邊框10，所述邊框10凸出第二立面板7的寬度與 第二平臺等寬。十字滑臺設置于第二平臺8旁(未提供圖示)，十字滑臺為市場購得。仍如圖1所示，故障設置面板3上設有五個故障開關SB，其中的故障開關SBl連接 變頻器啟動信號、SB2連接系統(tǒng)電源啟動信號、SB3連接電動刀架信號、SB4連接伺服使能信 號、SB5連接冷卻電機啟動信號(未提供電連接圖)。故障設置面板3上除設有上述的故障 開關外，還設有十字滑臺行程限位控制信號、主軸電機正反轉控制信號、I/O板電源控制信 號、脈沖編碼器檢測信號等。本實訓臺的工作過程如下先通過鍵盤輸入加工程序送到數控系統(tǒng)，再操作設備 操作面板的按鈕，使其作為PMC的輸入信號送人PMC，數控程序經數控系統(tǒng)譯碼輸出控制接 觸器、變頻器、伺服放大器動作進而控制主軸電機、冷卻電機、刀架電機、十字滑臺X軸/Z軸 電機的動作。如果要給學生設置故障，即可通過故障開關SB的開與關實現。在本實施例中，選用日本FANUC oi Mate TD數控系統(tǒng)，FANUC Oi系統(tǒng)有外置的I/ 0卡用于機床接口 I/O。該數控系統(tǒng)可控制兩個伺服電機軸和一個開環(huán)主軸(為變頻器)， 該數控系統(tǒng)在中國市場占有率高，功能比較齊全，適應范圍比較廣，有利于學生對先進的數 控系統(tǒng)的了解和掌握。FANUC Oi Mate TD系統(tǒng)的伺服接口為B型接口的伺服單元，因此選 用β i系列SV20Au6B-6130-H002伺服放大器，結構緊湊，維修性能優(yōu)良，具有卓越的性價比 和充足的功能。主軸變頻器模塊的設計，主要是為了讓同學熟悉電動機變頻器的工作原理以及控 制系統(tǒng)的接線方法，通過該模塊可以了解到變頻器數字操作鍵盤和參數的設置。我們選用 三菱E740系列變頻器。三菱系列變頻器采用先進磁通控制技術，電機在低速時轉矩大，速 度精度高，價格合理，功能齊全，具有瞬停電處理及速度跟蹤再啟動功能，確保系統(tǒng)實現連 續(xù)運行機制，以保證電機運轉在最高效率狀態(tài)，因此，選用E740高性能變頻器代替主軸交 流伺服系統(tǒng)，是該實訓臺最佳的選擇。本實訓臺的主要目的是為了教學演示而不是為了生產加工，因此設計了一個演示 臺來模擬實際生產中用的車床。該演示機構由X/Z雙軸十字進給拖板、主軸電機及編碼器、四工位電動刀架等模塊組成。(1) X/Z雙軸十字進給拖板X/Z雙軸十字進給拖板均有雙向超程、回零等功能，雙軸為半閉環(huán)控制。該機構完 全模擬數控車床的進給機構。(2)主軸電機及編碼器數控車床加工螺紋時，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸位置信號的反饋 元件。所以在設計實訓臺的時候將主軸通過齒形帶與編碼器相連接模擬螺紋加工實驗。主 軸電機由變頻器控制實現無級變速。(3)四工位電動刀架數控車床為了能在工件的一次裝夾中完成多工序加工，縮短輔助時間，必須帶有 自動回轉刀架。自動回轉刀架是一個非常有代表性的運動部件。所以在實訓臺上安裝了一 臺完全工業(yè)用的四工位電動刀架，數控系統(tǒng)發(fā)出刀位信號，如果所選刀體正好對準霍爾元 件，那么電機就不用動作，直接向CNC系統(tǒng)發(fā)出回答信號。如果所選刀體未對準霍爾元件， 那么就開始執(zhí)行下列動作控制繼電器動作，電機正傳，通過蝸桿、蝸輪、螺桿將銷盤上升到 一定高度時，離合銷進入離合盤槽，離合盤帶動離合銷，離合銷帶動銷盤，銷盤帶動上刀體 轉位，當上刀體轉位轉到所需刀位時，霍爾元件電路發(fā)出刀位信號，電機反轉。反靠銷進入 反靠盤，離合銷從離合盤槽中爬出，刀架完成粗定位。同時銷盤下降與端齒嚙合，完成精定 位。刀架鎖緊，繼電器動作，電機停止。向系統(tǒng)發(fā)出回答信號，加工程序開始。刀架的運動 過程抬起、轉位、落下、鎖緊。
權利要求數控維修實訓臺，包括數控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，以及數控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的顯示屏及輸入鍵盤、操作面板，還包括主軸電機、冷卻電機、電動刀架、十字滑臺、電氣柜，其特征在于實訓臺的立面板、以及與立面板垂直的平臺上設有數控系統(tǒng)的顯示屏及輸入鍵盤；設有電控系統(tǒng)中的故障設置面板、操作面板、狀態(tài)顯示面板；設有電控系統(tǒng)中的變頻器、驅動器、以及接觸器、繼電器、空氣開關；設有主軸電機、冷卻電機、電動刀架。
2.如權利要求1所述的數控維修實訓臺，其特征在于實訓臺由左右兩個部分組成； 實訓臺左面的第一立面板(1)上，至上而下依次設有顯示屏及輸入鍵盤(2)、故障設置面板 (3)、狀態(tài)顯示面板(4)，與第一立面板垂直的第一平臺(5)上設有所述的操作面板(6)；變頻器、驅動器、以及接觸器、交流繼電器、空氣開關設置于實訓臺右面的第二立面板 (7)上，主軸電機、冷卻電機、電動刀架設置于與該第二立面板(7)垂直的第二平臺(8)上， 第二平臺(8)下方為電氣柜(9)；或其中的電動刀架設置于十字滑臺上，電動刀架及其十字 滑臺設置于第一平臺(5)或第二平臺(8)旁；或十字滑臺設置于第一平臺(5)或第二平臺 ⑶旁。
3.如權利要求1或2所述的數控維修實訓臺，其特征在于故障設置面板(3)上設有 一個以上故障開關SB，通過所述故障開關SB實現控制模塊的切斷與接通。
4.如權利要求3所述的數控維修實訓臺，其特征在于所述故障開關SB為SB1、SB2、 SB3、SB4、SB5，其中的故障開關SBl電連接變頻器啟動信號、SB2電連接系統(tǒng)電源啟動信號、 SB3電連接電動刀架信號、SB4電連接伺服使能信號、SB5電連接冷卻電機啟動信號。
5.如權利要求2所述的數控維修實訓臺，其特征在于所述右面的第二立面板(7)上 邊部、以及左右兩邊部設有邊框(10)，所述邊框(10)凸出第二立面板(7)的寬度與第二平α寸見。
專利摘要本實用新型公開了一種數控維修實訓臺，包括數控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)，以及數控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的顯示屏、操作面板，還包括主軸電機、冷卻電機、電動刀架、十字滑臺、電氣柜，特點是實訓臺的立面板、以及與立面板垂直的平臺上設有數控系統(tǒng)的顯示屏及輸入鍵盤；設有電控系統(tǒng)中的故障設置面板、操作面板、狀態(tài)顯示面板；設有電控系統(tǒng)中的變頻器、驅動器、以及接觸器、繼電器、空氣開關；設有主軸電機、冷卻電機、電動刀架。本實用新型可方便的進行教學演示，教學直觀，通過綜合實驗學習，可提高學生理論聯系實際和綜合動手能力。
文檔編號G09B25/02GK201741324SQ201020282838
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權日2010年8月4日
發(fā)明者馮金冰, 喻步賢, 尹昭輝 申請人:淮安信息職業(yè)技術學院