數(shù)控機(jī)床裝調(diào)及技術(shù)改造實(shí)訓(xùn)設(shè)備

一、設(shè)備概述：

實(shí)訓(xùn)設(shè)備要求采用模塊化結(jié)構(gòu)， 通過不同的組合， 可完成數(shù)控機(jī)床的電氣裝調(diào)與系統(tǒng)調(diào)試、數(shù)控 機(jī)床功能部件機(jī)械裝配與調(diào)整、數(shù)控機(jī)床幾何精度檢測(cè)、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修、數(shù)控機(jī)床技 術(shù)改造與功能開發(fā)及零件加工等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目， 可滿足企業(yè)對(duì)這類型人才的需求， 還適合數(shù)控機(jī)床裝 調(diào)與技術(shù)改造技能大賽、數(shù)控裝調(diào)工的職業(yè)技能鑒定。

二、設(shè)備組成要求

實(shí)訓(xùn)設(shè)備要求由電氣控制單元、數(shù)控加工中心單元、主軸測(cè)試臺(tái)單元三部分組成， 其中實(shí)訓(xùn)設(shè)備 的三個(gè)單元模塊要求可以單獨(dú)進(jìn)行技能實(shí)訓(xùn)與教學(xué)， 方便學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控設(shè)備維護(hù)與維修知識(shí)（數(shù) 控機(jī)床的電氣設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床的安裝調(diào)試、參數(shù)設(shè)置、伺服性能優(yōu)化、數(shù)據(jù)備份、 PMC 編程、機(jī) 床技術(shù)改造、功能開發(fā)、故障診斷與維修等多種技能的實(shí)訓(xùn)） ；能夠培養(yǎng)學(xué)生了解加工中心主軸 的結(jié)構(gòu)、原理、拆裝、主要機(jī)械指標(biāo)的檢測(cè)以及精度測(cè)量（培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)主軸部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)、 主軸部件的裝配、主軸部件的精度測(cè)量、主軸振動(dòng)測(cè)試、主軸溫升測(cè)試、主軸的噪音測(cè)試等綜合 能力） ；還能夠進(jìn)行機(jī)床的機(jī)械部件的拆裝調(diào)整與精度測(cè)量。又要求可以整體聯(lián)機(jī)運(yùn)行， 便于學(xué) 生綜合學(xué)習(xí)電氣與機(jī)床聯(lián)調(diào)后的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)還能夠?qū)W習(xí)數(shù)控加工編程及零件加工實(shí)訓(xùn)。

1、電氣控制單元：

電氣控制單元要求由數(shù)控控制臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)單元、伺服進(jìn)給單元、機(jī)床控制電路單元、變壓器單 元、航空接插件單元、三色燈單元、 PLC 實(shí)訓(xùn)單元等組成，其中機(jī)床控制電路單元、數(shù)控系統(tǒng)單 元、伺服進(jìn)給單元等符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 數(shù)控控制臺(tái)： 要求數(shù)控控制臺(tái)由骨架、側(cè)視窗門、系統(tǒng)安裝板、 PLC 信號(hào)點(diǎn)測(cè)試安裝板、驅(qū) 動(dòng)安裝板、元器件安裝網(wǎng)孔板、元器件輔助安裝板、驅(qū)動(dòng)器視窗門、元器件視窗門、變壓器安全 防護(hù)罩、滾輪。

（1） 骨架外形尺寸≥850mm³800mm³1720mm（長(zhǎng)³寬³高）， 包含有頂框、 C 型立柱、內(nèi)圍框、 C 型橫檔、變壓器安裝底板。頂框的外形尺寸≥850mm³800mm³60mm（長(zhǎng)³寬³高） ，要求采用 ≥2.0mm 厚的冷軋鋼板折彎成型，頂框上焊接內(nèi)圍框，內(nèi)圍框兩面采用百葉窗的設(shè)計(jì)。 C 型立柱  采用四根長(zhǎng)度≥1680mm， 厚度≥2.0mm 的冷軋鋼板折彎成型， C 型折彎設(shè)計(jì)。內(nèi)圍框兩側(cè)采用≥  2.0mm 的鈑金折彎成型， 每側(cè)各附有 3 個(gè)≥220mm³60mm 的腰型工藝孔， 內(nèi)圍欄兩側(cè)用 5 根≥20mm ³20mm 的方管連接。 C 型立柱上安裝有 4 條 C 型橫檔， 橫檔采用 2.0mm 厚的鈑金折彎而成， 每條 橫檔的 2 排折邊上各沖有 9 個(gè)Φ 5 的安裝工藝孔， 用于安裝扎線支架， 上下兩側(cè)各沖有 2 個(gè)≥9mm ³15mm 的腰型孔。變壓器安裝底板的外形尺寸≥850mm³800mm³40mm（長(zhǎng)³寬³高） ，采用厚度 為 2.0mm 的鈑金折彎而成，底板背面增加 2 條≥770mm³90mm³38mm 加強(qiáng)筋。

（2） 側(cè)視窗門要求有 4 塊，分別是外形尺寸≥446mm³631mm³18mm 的視窗門，數(shù)量為 1 塊； 外 形尺寸≥446mm³596mm³18mm 的視窗門， 數(shù)量為 3 塊。每種視窗門均采用內(nèi)部鏤空并鑲嵌有機(jī)玻 璃。

（3） 系統(tǒng)安裝板的外形尺寸≥850mm³434mm³24mm， 其上開要求有數(shù)控系統(tǒng)、控制子面板 1、控 制子面板 2、斗笠式刀庫(kù)信號(hào)點(diǎn)測(cè)試板的安裝孔位，方便安裝。系統(tǒng)安裝板兩側(cè)還配備了兩個(gè)紅 色木膠拉手， 既方便設(shè)備移動(dòng)， 同時(shí)紅色的搭配， 使得設(shè)備整體更美觀大方。系統(tǒng)安裝板安裝在 骨架的上半部分，設(shè)計(jì)成左端固定， 右端向左旋轉(zhuǎn)開關(guān)門的形式， 開合程度最大可達(dá) 135°，方 便學(xué)生檢測(cè)、維修數(shù)控系統(tǒng)和操作面板。

（4） PLC 信號(hào)點(diǎn)測(cè)試安裝板的外形尺寸≥850mm³264mm³24mm， 安裝板從左向右， 分別設(shè)有手持 式編碼器掛鉤、觸摸屏、開關(guān)、指紋模塊安裝盒、 PLC 信號(hào)測(cè)試板。

（5） 驅(qū)動(dòng)安裝板的外形尺寸≥800mm³604mm³30mm，分別開有驅(qū)動(dòng)電源安裝孔、主軸驅(qū)動(dòng)安裝 孔、 2 個(gè)進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)安裝孔、分離性檢測(cè)器安裝孔、小型驅(qū)動(dòng)安裝孔、 2 個(gè) I/O 安裝孔、方孔支 架安裝孔、工藝走線孔。

（6） 元器件安裝網(wǎng)孔板的外形尺寸≥800mm³870mm³30mm，用于安裝機(jī)床控制電路，網(wǎng)孔板上 有 1428 個(gè)Φ 5³15mm 的腰型橫孔和 1428 個(gè)Φ 5³15mm腰型豎孔，橫孔和豎孔呈相間排布。

（7） 元器件輔助安裝板要求有 3 塊， 分別為外形尺寸≥450mm³120mm³22mm 裝的電源組合開關(guān) 安板、外形尺寸≥450mm³260mm³57mm 的電源插座安裝板、外形尺寸≥450mm³260mm³57mm 的 航空插座安裝板。

（8） 驅(qū)動(dòng)器視窗門要求設(shè)計(jì)成雙折頁(yè)的形式， 使得驅(qū)動(dòng)器視窗門可以向左打開 270°， 將視窗門 可以靠在數(shù)控控制臺(tái)的左側(cè)。驅(qū)動(dòng)器視窗門由兩塊鈑金門構(gòu)成，分別為主視窗門和輔助視窗門， 主視窗門要求內(nèi)部鏤空并鑲嵌有機(jī)玻璃， 外形尺寸≥800mm³554mm³24mm， 輔助視窗門的外形尺 寸≥48mm³554mm³28mm， 主視窗門和輔助視窗門之間用兩組 6 個(gè)自帶外螺紋的合頁(yè)鉸鏈連接而 成。

（9） 元器件視窗門設(shè)計(jì)要求采用雙折頁(yè)的形式， 使得元器件視窗門可以向左打開 270°， 將視窗 門可以靠在數(shù)控控制臺(tái)的左側(cè)。元器件視窗門由兩塊鈑金門構(gòu)成， 分別為主視窗門和輔助視窗門， 主視窗門要求內(nèi)部鏤空并鑲嵌有機(jī)玻璃的的設(shè)計(jì)， 外形尺寸≥800mm³1294mm³24mm，輔助視窗  門的外形尺寸≥48mm³1294mm³28mm， 主視窗門和輔助視窗門之間用四組 6 個(gè)自帶外螺紋的合頁(yè) 鉸鏈連接而成。

（10） 變壓器安全防護(hù)罩≥850mm³226mm³24mm 的通風(fēng)板、≥850mm³276mm³24mm 的后固定板、 ≥763mm³540mm³5mm 的上絕緣透明隔板組成。

（11） 滾輪要求采用中型單軸灰色聚丙烯（PP） 輪。要求配置高精度軸承鋼軸承及防塵蓋。單只 滾輪能夠承重≥115kg， 滾輪直徑≥75mm， 輪面寬度≥32mm，帶有剎車結(jié)構(gòu)。滾輪分別安裝在底 板加強(qiáng)筋的四個(gè)角上。

1.2 數(shù)控系統(tǒng)單元：

要求主要由 0i MF PLUS 數(shù)控系統(tǒng)、控制子面板 1、控制子面板 2 組成。數(shù)控系統(tǒng)和兩塊控制面板 鑲嵌在≥850mm³434mm³24mm 的系統(tǒng)安裝板上。

1.3 伺服進(jìn)給單元：

伺服進(jìn)給單元主要由 I/O、伺服放大器、分離型檢測(cè)器等組成。 I/O、伺服放大器、分離型檢測(cè)器 安裝于≥800mm³604mm³30mm 的驅(qū)動(dòng)安裝板上。

1.4 機(jī)床控制電路單元：

機(jī)床控制電路單元安裝于數(shù)控控制臺(tái)上。機(jī)床控制電路單元分為強(qiáng)電部分和弱電部分， 分別安裝 于≥800mm³870mm³30mm 網(wǎng)孔板上。強(qiáng)電部分設(shè)計(jì)有剩余電流動(dòng)作斷路器、熔斷器、塑料外殼式 斷路器等進(jìn)行安全保護(hù)， 在發(fā)生漏電、短路、缺相、設(shè)備保護(hù)電路自動(dòng)動(dòng)作； 每個(gè)功能（如主軸 功能、冷卻功能等） 都通過對(duì)應(yīng)的小型斷路器控制。弱電部分由 350W 開關(guān)電源、 24V 四組常開四 組常閉啟動(dòng)停止繼電器、 24V 兩組常開兩組常閉急停繼電器、 16 位輸出八組繼電器的繼電器板組 成。

機(jī)床控制電路單元中配置智能化故障維修系統(tǒng)， 通過串口線與 PC 連接， 通過 PC 上的軟件對(duì)設(shè)備 設(shè)置故障， 真實(shí)模擬發(fā)生的故障。

安全防護(hù)罩， 要求將機(jī)床控制電路單元置于其中， 安全防護(hù)罩的四周設(shè)計(jì)有機(jī)玻璃的形式， 在防 護(hù)罩的正面要求開一扇可開閉的有機(jī)玻璃門。

1.5 變壓器單元：

變壓器單元要求安裝于≥850mm³800mm³40mm 的噴塑安裝板上， 要求由AC380V/AC220V 的三相伺 服變壓器、 AC380V/AC220V/AC110V 的控制變壓器、電抗器、濾波器、控制總電的交流接觸器和接 地端子組成。

1.6 航空接插件單元：

要求航空接插件單元套與機(jī)床端進(jìn)行連接，進(jìn)行電氣控制單元與數(shù)控加工中心單元聯(lián)調(diào)。

1.7 三色燈單元：

要求安裝三色（紅色、黃色、綠色） 警示燈， 能真實(shí)反應(yīng)出系統(tǒng)所處的狀態(tài)（紅色： 機(jī)床報(bào)警狀 態(tài)；黃色： 機(jī)床待機(jī)狀態(tài)；綠色：機(jī)床工作狀態(tài)） 。

1.8 PLC 實(shí)訓(xùn)單元

PLC 實(shí)訓(xùn)單元要求預(yù)留有能夠新增元器件的區(qū)域， 能夠根據(jù)需要進(jìn)行增加設(shè)計(jì)所用的元器件，該 區(qū)域的電源與系統(tǒng)電源需隔離， 預(yù)留外圍輔助設(shè)備的輸入輸出引出端， 可實(shí)現(xiàn)通電測(cè)試功能， 可 用于進(jìn)行數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)與安裝。

2、數(shù)控加工中心單元：

數(shù)控加工中心單元要求由立式數(shù)控加工中心光機(jī)單元、刀庫(kù)單元、加工中心主軸單元、潤(rùn)滑單元、 打刀缸單元、航空接插件單元、防護(hù)等組成。

2.1 立式數(shù)控加工中心光機(jī)單元：

要求為一臺(tái) X、Y、Z 伺服電機(jī)控制的立式加工中心機(jī)床， 主軸為伺服主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)。底座、滑座、 工作臺(tái)、立柱、主軸箱等主要基礎(chǔ)件要求采用鑄鐵結(jié)構(gòu)， 在底座的內(nèi)部分布著的加強(qiáng)筋， 滑座為 箱體式結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)件要求采用樹脂砂造型。 X、Y、Z 向?qū)к壘鶠橹本€導(dǎo)軌， 配合自動(dòng)潤(rùn)滑， 實(shí)現(xiàn)

機(jī)床的高速運(yùn)動(dòng)； 機(jī)床具有 X、Y、Z 三個(gè)數(shù)控進(jìn)給軸， 三軸電機(jī)均為交流伺服電機(jī)， 伺服電機(jī)帶 有高精度脈沖編碼器。 X、Y、Z 三軸電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸節(jié)直接帶動(dòng)滾珠絲杠（滾珠絲杠副采用雙螺母預(yù) 緊） ，機(jī)床的 X、Y、Z 三個(gè)坐標(biāo)軸均可進(jìn)行快速運(yùn)動(dòng)， 并完成各坐標(biāo)的自動(dòng)、精確定位。工件在 一次裝夾后可完成鉆、擴(kuò)、鉸、攻絲、銑削、鏜孔等多道工序的加工。 X、Y、Z 三個(gè)方向?qū)к墶?絲杠采用密閉防護(hù)， 保證絲杠及導(dǎo)軌的清潔， 確保機(jī)床的傳動(dòng)及運(yùn)動(dòng)精度。

2.2 刀庫(kù)單元：

要求采用斗笠式刀庫(kù)。

2.3 加工中心主軸單元：

要求主軸單元轉(zhuǎn)速可達(dá) 10000rpm 以上。

2.4 潤(rùn)滑單元：

要求采用集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，定時(shí)、定量的自動(dòng)間歇式潤(rùn)滑。

2.5 打刀缸單元：

要求打刀缸單元的上部是氣缸， 下部是液壓缸。液壓缸與油杯相通， 液壓缸底部為壓桿回程氣缸。

2.6 航空接插件單元：

要求用于電氣控制單元與數(shù)控加工中心單元的聯(lián)調(diào)。

2.7 防護(hù)單元：

要求機(jī)床防護(hù)為全閉式外防護(hù)， 能夠有效防止切屑飛出機(jī)床外。

3、主軸測(cè)試臺(tái)單元：

單元要求由主軸安裝單元、機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)臺(tái)組成。

3.1 主軸安裝單元

設(shè)備要求夠讓學(xué)生在拆裝加工中心主軸的同時(shí)了解主軸的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu),并在安裝過程中能對(duì)主 軸各部件間的精度進(jìn)行檢測(cè)， 主軸安裝完成后， 還可以安裝主軸檢具， 通過檢具對(duì)主軸其他精度 進(jìn)行檢測(cè)； 該設(shè)備還能夠讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)， 讓學(xué)生養(yǎng)成對(duì)設(shè)備勤保養(yǎng)的習(xí)慣， 從而增加設(shè)備 的使用壽命，主軸機(jī)械部件要求采用 BT40 的加工中心主軸，適配有前后軸承、松拉刀機(jī)構(gòu)， 主 軸與電動(dòng)機(jī)采用聯(lián)軸節(jié)的形式直連。

3.2 機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)臺(tái)

要求配置有方型網(wǎng)孔板。桌面上要求配置主軸安裝架，安裝架內(nèi)要求安裝一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)， 當(dāng)主軸機(jī)械部件安裝完成后放置在安裝架上與三相異步電動(dòng)機(jī)以聯(lián)軸節(jié)的形式直連。實(shí)訓(xùn)臺(tái)要求 配備有電氣控制箱， 箱內(nèi)帶有變頻器， 用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的三相異步電動(dòng)機(jī)， 帶動(dòng)主軸 旋轉(zhuǎn)。

4、電氣設(shè)計(jì)模塊

設(shè)備要求可根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能要求， 繪制原理圖。自主選用不同規(guī)格元器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)所需 功能。電氣設(shè)計(jì)模塊上配置有變頻主軸模擬量，測(cè)頭功能連接線， 方便使用。