摘 要：隨著工業(yè)4.0的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造設備逐漸被以高檔數(shù)控設備所替代，機床的維護與維修人才出現(xiàn)很大的人才需求。職業(yè)類院校專業(yè)設置需緊貼社會的崗位需求，近幾年各大院校開設數(shù)控機床維修與裝調專業(yè)，培養(yǎng)數(shù)控機床故障診斷與維修方面的專業(yè)人才。為合理有效利用數(shù)控車床，滿足數(shù)控、機電專業(yè)學生的教學需求，提升學生動手能力和解決實際問題，從而提出對數(shù)控維修實訓設備改造的幾點思考，使之能夠滿足數(shù)控車床維修實訓設備的要求。

　　關鍵詞：數(shù)控車床 面板布局設計 電氣控制改造 故障點設計

　　1 數(shù)控車床維修實訓設備面板布局設計的研究

　　數(shù)控車床維修實訓設備面板主要包括機床電氣控制模塊、數(shù)控裝置信號接口、主軸變頻器控制模塊、進給伺服驅動模塊、PLC控制模塊，將各個模塊分區(qū)布局，本著結構系統(tǒng)緊湊、美觀簡潔的原則進行布局設計。各模塊名稱及功能如下。

　　1.1 機床電氣控制模塊

　　機床電氣控制模塊包括了數(shù)控機床上電過程的電氣控制原理圖與各元器件的型號與功能，直觀展示數(shù)控系統(tǒng)、主軸變頻器、進給伺服驅動器和照明、排風等控制原理。

　　1.2 數(shù)控裝置模塊

　　數(shù)控裝置模塊主要為系統(tǒng)信號的輸入輸出端子。包括了主軸變頻器、進給伺服驅動器、PLC模塊、反饋等系統(tǒng)信號控制。可進行檢測端子信號是否正常，并根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)控制原理進行通信。

　　1.3 故障設置模塊

　　該模塊為故障設置區(qū)，采用隱蔽式安裝，教師可通過故障按鈕的通斷來設置機床故障來考核學生維修知識的掌握程度。

　　1.4 PLC輸入輸出模塊

　　將PLC 模塊的輸入輸出端子排列到面板上，并將24V電源連接通斷開關，通過開關控制輸入信號，觀察輸出端子的變化以及數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)狀態(tài)的變化。

　　1.5 主軸控制模塊

　　主軸控制模塊包括了變頻器電壓輸入端子、電壓輸出端子、脈沖信號端子、速度控制端子等，采用香蕉接線柱布置在面板上，便于學生檢測與排除信號故障。

　　1.6 進給驅動模塊

　　主要包括了X、Z伺服驅動器以及各端子接口的布局，并展示伺服驅動器原理圖與各端口的功能。

　　2 數(shù)控車床維修實訓設備電氣控制模塊設計

　　2.1 維修實訓實訓設備主電路方案

　　實訓設備強電控制主要有變頻器輸入電壓控制、刀架電機控制、冷卻電機控制、伺服驅動器電壓輸入控制、變壓器、穩(wěn)壓電源電壓輸入控制等。電路保護采用了斷路器、熔斷器、空氣開關的多重保護，接觸器的三個主觸點均連接了滅弧器，保護接觸器不被頻繁通斷而燒壞。

　　2.2 維修實訓設備控制電路設計

　　實訓設備控制電路設計接觸器 KM3、KM4、KM5、KM6線圈通過繼電器K3、K4、K5、K6分別控制，實現(xiàn)對主軸、冷卻液、刀架電機、伺服驅動主電路的控制。交流接觸器主觸點與線圈采用滅弧器保護觸點。

　　3 故障點設計的研究

　　設計故障點的關鍵要符合實際應用中的普遍性和可行性，通過調研企業(yè)車間中常出現(xiàn)的機床故障，設計以下故障點。

　　3.1 電氣部分故障點設置

　　電氣部分故障設置為暗設置，故障開關放在試驗臺背面的電氣柜中，共五個故障點，分別為變壓器故障、主軸不能運行故障、系統(tǒng)無法啟動故障、X軸不能運行故障、排風扇不能運行故障。

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