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HL-SKCK0625 数控机床故障诊断与维修实训装置

系统： HNC-808DT （总线控制）

一、 概述

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，本公司开发了数控车床电气控制与维修实训台实习装置。

数控机床故障诊断与维修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车床故障诊断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、车工等工种的考核与鉴定。同时也为技术人员进行数控车床系统的二次开发提供了必要条件。该实验装置的主要器件均选用工控产品。

二、数控机床故障诊断与维修实训实训台配有：电动刀架 1 台、伺服主轴电机 1 台、冷却泵 1 台、坐标轴伺服电机 2 台、数控车床 1 台等。

三、数控机床故障诊断与维修实训实验台技术参数：

1 、输入电源： AC380V （三相四线制）、 50HZ

2 、故障考核 : 16 项（智能型）

3 、工作环境：温度 -200C ～ 400 C

4 、整机容量：≤ 3kVA ；

5 、电气控制单元尺寸：长×宽×高（ mm ） =800mm × 600mm × 1800mm ；

6 、实物数控车床尺寸：长×宽×高（ mm ） =1200mm × 760mm × 1210mm ；

四、数控机床故障诊断与维修实训设备基本实验实习项目

1 ．电路设计、设备安装和电路连接

（ 1 ）数控系统的安装、接线

（ 2 ）系统启停控制电路的设计与接线

（ 3 ）伺服主轴调速系统的电路设计、驱动器、主轴电机的安装与接线

（ 4 ）交流伺服驱动系统的电路设计、驱动器、伺服电机的安装与接线

（ 5 ）刀架控制系统的电路设计、器件安装与接线

（ 6 ）冷却控制系统的电路设计、器件安装与接线

（ 7 ）急停控制回路的设计与接线

（ 8 ）手摇脉冲发生器的接线

2 ．机械部件装配与调整

（ 1 ）滚珠丝杠螺母副的装配与调整

（ 2 ） X/Z 轴拖板的装配与调整

（ 3 ）电动刀架的装配

（ 4 ）电机与联轴器的装配

（ 5 ）润滑系统的装配

（ 6 ）主轴箱的装配与调整

3 ．数控机床的功能调试

（ 1 ）数控系统的基本操作

（ 2 ）数控系统基本参数的设置与调试

（ 3 ）数控系统进给轴参数设置与调试

（ 4 ）数控系统主轴参数设置与调试

（ 5 ） PLC 编程与调试

（ 6 ）驱动器参数设置与调试

（ 7 ）主轴参数设置与调试

（ 8 ）电动刀架等功能部件的调试

（ 9 ）数控系统的数据备份

4 ．机电联调与故障排除

（ 1 ）数控车床机电联调

（ 2 ）数控车床故障诊断与排除

5 ．数控车床几何精度检测

（ 1 ）数控车床丝杆反向间隙补偿实验

（ 2 ）数控车床丝杆螺距补偿实验

（ 3 ）数控车床几何精度检测及调整实验

6 ．数控车床的程序编制与加工

（ 1 ）数控车床编程

（ 2 ）数控车床加工

五、数控机床故障诊断与维修实训设备概述

数控车床实训设备适合于职业院校数控机床装调维修技能比赛和职业院校的数控装调维修专业、数控加工专业、机电一体化专业的教学与实训，该设备是根据职业学校数控维修专业教学特点，结合企业的实际需求以及岗位技能工艺规范要求而开发的具有生产型功能与学习型功能的实训设备，该设备采用模块化结构，通过不同的组合，完成数控机床的电气装调、系统调试、数控机床功能部件机械几何精度检测及维护维修等实训项目，满足企业对这类型人才的需求，还适合数控装调工的职业技能鉴定。

六、数控机床故障诊断与维修实训设备功能说明

数控车床实训设备由电气控制单元、数控机床功能部件等组成。

1 、电气控制单元功能说明：

电气控制单元主要包含数控系统、进给驱动、主轴单元、刀架控制电路、冷却控制电路、接口单元、保护电路、电源电路等组成。该单元包含完整的数控车床电气控制部分，内嵌有数控机床智能化考核系统，以及接口转换单元，可以直接与数控机床功能部件进行连接用于真实的电气调试与维修实训；立式结构符合真实的数控电气安装环境，器件布局与实际机床一致，符合 GB/T5226.1-1996 标准，可以更贴合实际岗位要求进行技能训练。

数控机床故障诊断与维修实训台配置的智能考核系统功能：

采用  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。

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。

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。

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。

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。

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一致 )

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。

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。

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。

2 、数控机床功能部件单元说明：

数控机床功能部件单元选择的是具有代表性的 CK0625 型数控车床，该部件采用同真实机床相同的机械结构，主要是为解决数控机床机械拆装项目的实训难而特别设计的，在传统的数控机床机械拆装实训中，一般采用真实大型机床来进行机械拆装训练，其教学成本高、损耗大，机床部件重导致拆装难度大、精度恢复不易等实际难题，很难开展全员的拆装与精度检测实训，该小型是提炼了真实大型机床在拆装过程中的核心技能，即学生主要是拆装传动部件，例如滚珠丝杆、联轴器、伺服电机等，该设备是把这些部件集成到一台小型数控车床上进行练习，这样既节约了成本，又训练了核心技能，为了保证精度与刚性，小型数控车床整体为高刚性的铸铁结构，采用树脂砂造型并经过时效处理，确保长期使用的精度，导轨采用真实大型数控车床标准三角导轨，轴承采用成对的角接触轴承；结构上采用模块化，下装有滑轮，可以自由移动，可以完成机械传动部件中的丝杆、丝杆支架的拆装实训及拖板平行度、直线度、双轴垂直度等精密检测技术的实训，完成机电联调与数控机床机械装配核心技能的训练，完成螺距补偿、反向间隙补偿等实训项目。

七、 CK0625 型实物小车床主要参数：

1) 床身回转直径： 210mm ；

2) 夹持直径 :  60mm ；

3) X/Z 轴行程： 90mm/300mm ；

4) X 轴滚珠丝杠：研磨、 C5 级、规格 1605 ；

5) Z 轴滚珠丝杠：研磨、 C5 级、规格 2004 ；

6) 伺服主轴电机功率：   1.18Kw ；

7) 主轴转速范围： 50 ～ 3000rpm ；

8) 主轴卡盘： φ 100 ；

9) 主轴通孔直径： 26mm ；

10) 主轴孔锥度：莫氏 3 号；

11) 拖板快速移动速度： 3000mm/min ；

12) 切削进给速度： 2000mm/min ；

13) 定位精度： 0.02mm ；

14) 重复定位精度：± 0.012mm ；

15) 电动刀架：立式四工位；

16) 刀杆截面尺寸： 10mm × 10mm ；

17) 尾架套筒锥度： 莫氏 2 号

18) 尾座套筒行程：   50mm ；

19) 机床重量： 300kg ；

20) 数控系统分辨率 :  0.001mm

八、数控车床故障诊断与维修考核实训设备

表 1 ：基本配置