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数控铣床综合实训系统(华中)

一、实训系统概述
数控铣床综合实训系统(华中)以数控铣床为研究对象,按照工业型数控铣床的技术标准以及数控技术(技能)职业教育的特点,将实训系统设计成机床实体、数控系统和电气控制三大核心模块。如图1所示。
图1 :数控铣床综合实训系统外观图
数控铣床综合实训系统是专门为职业院校、技工学校、职业培训机构研制的数控铣床教学的专门设备。该系统包含了数控系统应用、PLC控制、变频调速技术、传感与检测、伺服驱动控制、电气控制、机械传动等技术,可完成数控机床的安装、接线、调试、故障诊断与维修等技术技能的训练与考核。该系统由小型铣床实体、机床电气控制柜和装调工作台(选配)组成。该系统可采用380伏或220伏交流电源供电,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。
数控铣床综合实训系统标准配制广州数控系统,也可根据客户要求选配华中数控系统、西门子数控系统、法那克数控系统。该系统采用模块化、开放式设计,可让学生直观了解数控机床各功能模块的工作原理,同时,该系统设计了多种安全设置确保初学者操作时的安全,系统占地少,耗电量小,教学效果明显。为方便教学和实验室的用电安全,系统提供220v和380v两种电源模式供客户进行选择。合理紧凑的工业机床结构,刚性优良的机械性能,稳定可靠的电气系统控制,标准全面的操作功能,支持各种CAD/CAM软件生产的G指令加工程序。系统既是小型有色金属零件的数控加工设备,也是优良数控技术教学仪器。

二、系统结构与特点
1、系统由装调工作台(选配)、小型铣床实体、机床电气控制柜、数控系统等组成。
2、装调工作台(选配)采用全实木结构，工作台面板加铺橡胶垫,具有很好的人机工学特点,结实耐用,易清理。面板四周采用不锈钢包边,下方设有工具柜。装调工作台主要用于机床部件的装调等。
3、实物小型铣床由机床底座、立柱、主轴单元、进给传动系统和辅助装置等组成,具有较好的机械精度，可对金属、塑料、有机玻璃等材料进行精密加工
(1)机床底座选用1.5mm优质钢板,采用亚光喷塑、饭金结构,具有很好的强度和刚性。上底座方设有安装平台,四周设有围边,可接溢出润滑油和方便清理铁屑等。
(2)机床底座、立柱、主轴单元、工作台、进给系统等均采用金属结构,经精密加工而成,确保机床精度稳定。
(3)主轴单元由箱体、主轴、主轴电机、同步带等组成,可进行主轴的装配与调整主轴电机的安装与调整、编码器的安装与调整等技能训练。主轴与主轴电机采用同步带联接,且具有张紧力结构,可进行张紧力调整。
(4) X、Y轴进给传动系统由滚珠丝杠螺母副、方形直线导轨副、轴承、轴承支座、电机支座、调节块、工作台等组成。零件均按工业型零件精制而成(或选用工业型标准件),可进行滚珠丝杠的装配与调整、直线导轨的装配与调整、工作台的装配与调整等技能训练。
(5) Z轴进给传动系统由滚珠丝杠螺母副、导轨、轴承、轴承支座、电机支座等组成。零件均按工业型零件精制而成(或选用工业型标准件),可进行导轨预紧力调整、滚珠丝杠的装配与调整等技能训练。
(6)辅助装置巾润滑系统、照明系统、防护罩等组成。
(7)配有主轴芯棒、直角尺等机床检具,可进行数控铣床几何精度检测方面的训练。
4、机床电气控制柜选用1.5mm优质钢板,采用亚光喷塑钣金结构,具有很好的强度和刚性。机床电气控制柜的正面装有数控系统和操作面板,背面为机床电气元器件,柜内器件布局与工业型机床的模式一致，电气柜内的电气安装板设有标准安装支架,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等；电气柜底部还设有变压器和接地端子等。
5、系统标准配置为广州数控系统980系列,也提供西门子802C数控系统、发那科0i mate TD数控系统、华中数控系统或本公司自主品牌的开放式数控系统等多种数控系统的配置方案，用户可根据实际建设需要选择合适的数控系统,以满足实验教学要求。
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、参考点等开关，采用接近式传感器;主轴由三相异步电机驱动,变频调速控制。
7.系统采用三相四线AC380V交流或220伏(客户选择)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。
三、系统主要技术参数
1、输入电源:三相四线AC380V±10% 50Hz或220V±10% 50Hz
2、装置容量: <=3KVA
3、外形尺寸: 1200mm× 600mm ×750mm (装调工作台(选配))
1700mm × 700mm × 1000mm (实物小型铣床)
850mm × 600mm× 1750mm (机床电气控制柜)
4、实物小型铣床主要技术参数
1、工作行程: X/Y/Z=200/300/60mm 2、最大工件厚度: <=60mm
3、工作台尺寸:长x宽=445x240mm 4、传动单元:滚珠丝杆(C5级、规格1605)
5、最大钻孔直径:∅13mm 6、最大铣削直径: 25mm
7、系统分辨率: 0.00125mm 8、工作台T型槽尺寸:12mm
9、工作台T型槽个数:4 10、定位精度: 0.03mm
11、主轴锥度:MT3 12、主轴转速范围:300-3500 转/分钟
13、主轴电机: 750W水冷变频电机 14、主轴孔锥度：MT3
15、外形尺寸: 780 × 800 x 1750mm 16、设备净重毛:<300Kg /350Kg
5、数控系统主要参数
标准配置数控系统为广州数控980系列。数控系统采用了32位嵌入式CPU和超大规模可编程器件FPGA,运用实时多任务控制技术和硬件插补技术,实现了μm级精度的运动控制,确保高速、高效率加工。采用了8寸彩色宽屏LCD及更友好的显示界面,加工轨迹能实时跟踪显示,增加了系统时钟及报警日志。在操作编程方面,采用ISO国际标准数控G代码,同时兼容日本发那科(FANUC)数控系统。国内主流的编程方式，方便操作者更快、更容易使用本系统。主要技术参数如表1所示。
表1：数控系统技术性能参数表

功能	名称		规格
	控制轴数		1/3轴(X、Y、Z)
	同时控制轴数		3轴
	最小设定单位		0.001毫米
	最小移动单位		0.001毫米
	最大指令值		±99999.999毫米
	快速进给速度		60米/分
	进给速度范围	1-30000毫米/分	1-30000毫米/分
		0.001-500.0000	0.001-500.0000
	自动加减速		有
	进给速度倍率		0-150%
	手动连续进给手动返回参考点单步		同时三轴 x1x10 x100
	手轮机能		有
	定位直线插补圆弧插补		G00 G01 G02/G03
	试运行单程序段		有
	极坐标编程		G15、 G16
	公英制编程		G20、 G21
	暂停(秒)		G04
	坐标系设定		G50
	自动坐标系设定		有
	MDL 自动手动单步编辑		有
	存储型行程检查		有
	存储行程检查机能屏蔽或各轴屏蔽		有
	紧急停		有
	程序存储容量存储程序个数		32M 任意个数
	程序编辑		插入、修改、删除、复制、全屏
	程序号顺序号地址字检索		有
	小数点编程,程序段选跳		有
	电子盘		有 6个区
	液晶显示器		800x600 点阵 8英寸彩色屏
	位置程序刀补报警调试诊断参数		有
	图形加工件数		有
	输入/输出:56/32点		用户: 40x24点
	辅助功能		M2 位数
	主轴功能		S2 位数

四、实训项目
1.数控铣床装配与调试
2、数控铣床故障诊断与排除;
3、机械装配与调整;
4、机床电气安装和线路连接;
5、数控铣床几何精度检测:
6、数控铣床操作、编程与试件加工;
7、数控铣床保养和维护。
8、机床PLC实训
9、变频器无级调速
10、数控系统参数设置实训
五、系统配置清单
表2: 数控铣床综合实训系统基本配置清单

序号	名称	型号、规格	数量	备注
1	装调工作台	1200mmx600mmx750mm	1台
2	实物小型铣床	1700mm× 700mmX 1000mm	1台
3	机床电气控制柜	850mmx600mmx1750mm	1组
4	数控系统变频器驱动器	广州数控980系列	1套
		法那克系列		选配
		西门子系列		选配
5	伺服电机	台达 VFD055M43B-A	1台	与配套数控系统决定
6	主轴电机	雷赛(HBS86H+57HS20 )	3台
7	电子手轮	皖南WNM(YVF2-80 )	3台
8	光电编码器	手摇脉冲发生器	1台
9	电器元器件	J58S-10C-1024BZ-L5	1只
10	配套机床附件	漏电保护器、断路器、交流接触器、继电器、传感器、连接	1只
11	配套拆装工具	平口钳、刀柄	1只
12	配套测量工具	套筒、活动扳手、内六角扳手、	1套
13	配套电工工具	万用表、百分表、水平仪等	1套
14	装调工作台	剥线钳、压线钳、试电笔等	1套
15	实物小型铣床	1200mmx600mmx750mm	1套