数控机床装调与技术改造实训装备 0i MF PLUS PLUS 型数控维修方案 - 加工中心实训装置台设备产品介绍
1 、设备概述
通用型 0i MF PLUS 数控机床装调与技术改造实训装备能够适用于数控维修，还适用于数控加工的教学，从而实现了一个平台多种用途。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与系统调试、数控机床功能部件机械装配与调整、数控机床故障诊断与维修、数控机床技术改造与功能开发等实训项目，满足企业对这类型人才的需求，还适合数控机床装调与技术改造技能大赛、数控装调工的职业技能鉴定。
2 、设备功能说明
通用型 0i MF PLUS 数控机床装调与技术改造实训装备由电气控制单元、主轴测试台单元二部分组成。该设备的二个单元模块可以单独进行技能实训与教学，方便学生学习数控设备维护与维修知识（数控机床的电气设计、数控机床的安装调试、参数设置、伺服性能优化、数据备份、 PMC 编程、功能开发、故障诊断与维修等多种技能的实训）；能够培养学生了解加工中心主轴的结构、原理、拆装、主要机械指标的检测以及精度测量（培养学生认识主轴部件的机械结构、主轴部件的装配、主轴部件的精度测量、主轴振动测试、主轴温升测试、主轴的噪音测试等综合能力）；便于学生综合学习电气与机床联调后的相关知识，同时还能够学习数控加工编程及零件加工实训。
◎ 电气控制单元： 电气控制单元由数控控制台、数控系统单元、伺服进给单元、机床控制电路单元、变压器单元、航空接插件单元、 PLC 实训单元等组成，其中机床控制电路单元、数控系统单元、伺服进给单元等符合相关的行业标准。
◎数控控制台：数控控制台由骨架、侧视窗门、系统安装板、 PLC 信号点测试安装板、驱动安装板、元器件安装网孔板、元器件辅助安装板、驱动器视窗门、元器件视窗门、变压器安全防护罩、滚轮。
◎数控系统单元：为设备的核心中枢，设备的所有动作指令由该区发布，主要由 0i MF PLUS 数控系统、控制子面板 1 、控制子面板 2 组成。数控系统和两块控制面板镶嵌在系统安装板上。数控系统单元能够开放功能调试过程中用到的所有参数，并能通过系统内置 PLC 或在线编辑 PLC 程序。
伺服进给单元：伺服进给单元是设备的执行单元，忠实的执行着系统发出的指令。它主要由 I/O 、伺服放大器、分离型检测器等组成。 I/O 、伺服放大器、分离型检测器安装于驱动安装板上。
◎机床控制电路单元：是设备的神经中枢，它将核心中枢（系统）的指令进行传达到设备的其他单元上，并且将各单元的运行状态进行反馈给核心中枢进行处理。机床控制电路单元安装于数控控制台上。机床控制电路单元分为强电部分和弱电部分，分别安装于网孔板上。强电部分设计有剩余电流动作断路器、熔断器、塑料外壳式断路器等进行安全保护，在发生漏电、短路、缺相、设备保护电路自动动作；每个功能（如主轴功能、冷却功能等）都通过对应的小型断路器控制，方便设备维修诊断。弱电部分由 350W 开关电源、 24V 四组常开四组常闭启动停止继电器、 24V 两组常开两组常闭急停继电器、 16 位输出八组继电器的继电器板组成。
◎故障考核模块：机床控制电路单元中还配置了一个 300×110×60mm 的智能化故障维修系统，它通过串口线与考核机机连接，考核机配置为：内存： 4G; 硬盘： 64G; 屏幕为 8.4 LED 屏 ; 分辨率： 800*600 （显示区域： 170.4*127.8mm); 内置 WiFi （ 802.11b/g/n 、） . 考核机自带学生端软件和教师端软件，通过考核机教师端软件对设备设置故障，从而真实的模拟出发生的故障，通过这套系统，能够让学生在产生故障、故障分析、故障诊断、线路检查、故障点确定等过程学习数控机床维修能力，配合考核机软件可以进行学生登录、自动评分、成绩统计等方便的实训结果评价功能，还可以通过网络连接进行数控技术的应知考核，大大减轻教师的故障设定、评分、统计等工作量，是一套综合的数控技术设备。
◎变压器单元
变压器单元安装于铁质钣金亮面喷塑安装板上，变压器单元是一套全面的供电功能单元，它为整套系统供应需要的电压，它主要由 AC380V/AC220V 的三相伺服变压器、 AC380V/AC220V/AC110V 的控制变压器、电抗器、滤波器、控制总电的交流接触器和接地端子组成。变压器单元不仅能为整套设备提供对应的电压，学生还能够学习变压器的结构和电磁感应原理。
◎航空接插件单元：航空接插件单元是一套与机床端进行完美连接的一套转接装置，当我们进行电气控制单元与数控加工中心单元联调时，只需将电气控制单元上的航空接插件与数控加工中心单元上的航空接插件进行对接，就能够进行功能验证和操作、数控加工等实训。
◎三色灯：在骨架的顶框上焊接的内围框内还安装了一个可折叠式三色（红色、黄色、绿色）警示灯，该套装置能够真实的反应出系统所处的状态（红色：机床报警状态；黄色：机床待机状态；绿色：机床工作状态），真正达到与真实机床完全一致的警示状态。需要使用时可以将三色灯立起，观察三色灯状态，不需要使用时，可将三色灯折叠至内围框中，将三色灯完全藏于设备中。
3. 数控加工中心单元
数控加工中心单元由立式数控加工中心光机单元、刀库单元、加工中心主轴单元、润滑单元、打刀缸单元、航空接插件单元、防护等组成。
(1) 立式数控加工中心光机单元：是一台 X 、 Y 、 Z 伺服电机控制的立式加工中心机床，结构及外形尺寸紧凑合理，主轴为伺服主轴电机驱动。底座、滑座、工作台、立柱、主轴箱等主要基础件采用高刚性的铸铁结构，在底座的内部分布着的加强筋，滑座为箱体式结构，保证了基础件的高刚性和抗弯减震性能；基础件采用树脂砂造型并经过时效处理，确保机床长期使用精度的稳定性，为机床性能的稳定性提供了保障。 X 、 Y 向导轨均为直线导轨， Z 轴为硬轨，配合自动润滑，实现机床的高速运动；该机床具有 X 、 Y 、 Z 三个数控进给轴，三轴电机均为交流伺服电机，伺服电机本身带有高精度脉冲编码器，编码器采用绝对方式，所以开机后无需回零。 X 、 Y 、 Z 三轴电机经联轴节直接带动滚珠丝杠（滚珠丝杠副采用双螺母预紧），因而机床的 X 、 Y 、 Z 三个坐标轴均可进行快速运动，并完成各坐标的自动、精确定位。工件在一次装夹后可完成钻、扩、铰、攻丝、铣削、镗孔等多道工序的加工。 X 、 Y 、 Z 三个方向导轨、丝杠都采用密闭防护，保证丝杠及导轨的清洁，确保机床的传动及运动精度。
(2) 刀库单元：采用高质量的斗笠式刀库，换刀准确，换刀时间短，效率高，经多次运转测试，符合可靠性要求。
(3) 加工中心主轴单元：采用知名品牌高速、高精度、高刚性主轴单元，轴向和径向承载能力强，转速可达 8000rpm 。
(4) 润滑单元：采用先进的集中自动润滑装置，定时、定量的自动间歇式润滑，工作稳定可靠。
(5) 打刀缸单元：打刀缸单元的上部是气缸，下部是液压缸。液压缸与油杯相通，液压缸底部为压杆回程气缸。高品质的打刀缸，使得进行换刀动作时，更稳定。
(6) 航空接插件单元：用于电气控制单元与数控加工中心单元的联调，需要两个单元拆开时，只需将航空接插件拔下即可，方便两套单元间的连接与拆分。
(7) 防护：机床防护为全闭式外防护，能够有效的放置切削飞出机床外，大大的增加了安全性。
4 、主轴测试台单元： 主要由主轴安装单元、机械拆装实训台组成。主轴安装单元是数控机床上的主轴模块，是集加工中心主轴的机械拆装、维修保养、主轴精度调试、主轴性能检测与电气调试为一体的多功能实训设备，主轴安装单元能够让学生在拆装加工中心主轴的同时了解主轴的内部机械结构 , 并在安装过程中能对主轴各部件间的精度进行检测，主轴安装完成后，还可以安装主轴检具，通过检具对主轴其他精度进行检测；该设备还能够让学生进行设备保养，让学生养成对设备勤保养的习惯，从而增加设备的使用寿命；电气调试部分能够让学生对安装好的主轴进行运行验证；
主轴安装完成后，还能够进行主轴震动测试、主轴温升测试、主轴噪音测试，从零件安装到完成安装后的检测，完整的展示了主轴合格出厂前的全部过程。该设备即锻炼了学生的动手能力，让学生了解加工中心主轴出厂前的整个工艺流程，增强了学生对该功能部件的求知欲。该设备降低了教师上课时的教学难度，同时还能增强学生对学习加工中心主轴产生浓厚的兴趣，从而加强学生的专业技术水平。主轴机械部件采用 BT40 的加工中心主轴，适配有前后轴承、松拉刀机构，主轴与电动机采用联轴节的形式直连。
机械拆装实训台是用于机械模块的拆装、维修、钳工、模具、装配、包装、检测、维修、生产办公等各种生产用途的一种多功能实训设备。机械拆装工作台的桌面经特殊处理，具有防腐、抗冲击力强等特性。工作台配置有方型网孔板，可以根据客户需要任意放置各种不同的工具挂钩和零件盒，该产品还配置有抽屉方便使用者存储工具，方便对工具和材料的分类和使用，人性化的设计，让学生在学习拆装各机械模块时，能够养成将工具分类及桌面整理的好习惯，从而培养出符合企业 5S 管理的优秀人才。桌板采用高压合成板，表面黏贴亮光黑色热固性树脂高压板，桌面四边并以 PVC 长型胶条封边，以保护桌边不易受损、耐磨。桌面上放有主轴安装架，安装架内已安装了一台三相异步电动机，当主轴机械部件安装完成后放置在安装架上与三相异步电动机以联轴节的形式直连。实训台还配备有电气控制箱，箱内装有变频器，可用于驱动机械拆装实训台上的三相异步电动机，从而带动主轴旋转。
五、主要技术参数：
1 ．数控系统：发那科 0i MF PLUS ， 1 套；
2 ．电柜：规格为 955mm×800mm×2000mm ，用于安装系统、面板、放大器、手摇、电器元件、智能考核等；
3 ．加工中心：
包含：加工中心光机、斗笠式刀库、润滑、气动元件等。
工作台规格： 800×320mm
X 坐标行程： 500 mm
Y 坐标行程： 350 mm
Z 坐标行程： 450 mm
主轴中心至立柱导轨滑块安装面距离：约 375 mm
主轴端面至工作台面距离：约 70-520mm
X 、 Y 、 Z 快速移动速度： 0-24000mm/min
主轴最高转速 : 8000 r/min
主轴锥孔 :BT40
主轴功率 : 5.5kW
主轴锥孔 :BT40
刀库形式 : 斗笠式
刀库容量 :12 把
工作台 T 型槽 :3×14×110 mm
工作台承重： 300kg
X 、 Y 、 Z 坐标定位精度（国标） : 0.008 mm
X 、 Y 、 Z 坐标重复定位精度（国标）： 0.006 mm
气源压力： 0.6-1MPa
光机外形尺寸： 2000×1750×2500
防护：全防护
机床精度完全符合国家标准，电气控制和操作完全符合标准机床的要求。
数控铣床维修实训系统严格按照 GB/T8771.2-1998 机床几何精度检验标准执行， JB/T8771.4-1998 位置精度检验标准执行， JB/T18400.6-2001 机床运动精度检验标准制造检验，适用于精度要求高、形状复杂、工序多、循环周期长、品种多变的零件加工。
正常使用条件
环境温度： 0 ～ 40°C
湿度：≤ 85% ；
六、设备基本配置
序号 |
名称 |
规格 |
数量 |
备注 |
1 |
数控系统 |
发那科 0i MF PLUS |
1 套 |
10.4″ 显示器 最多控制 5 轴（进给轴） 与 30i 系列无缝对接的操作 伺服 HRV+ 最小设定单位 0.1μm~1nm 高效加工设定 |
2 |
操作面板 |
机床操作面板 |
1 套 |
WL-451-C |
3 |
放大器 |
主轴伺服驱动器 |
1 套 |
BISVSP 20/20/40-11 |
主轴伺服电机 |
1 套 |
BII 3/12000, 法兰 , 油封 , 后排气 ,AIMZ |
||
4 |
电机 |
X/Y 轴 βiSc 8/3000 |
2 台 |
额定转速： 2000r/min 最高转速： 3000r/min 额定功率： 1.8kW 堵转扭矩： 11Nm |
Z 轴 βiSc 8/3000 |
1 台 |
额定转速： 2000r/min 最高转速： 3000r/min 额定功率： 1.8kW 堵转扭矩： 11Nm 带抱闸功能 |
||
5 |
手摇 |
便携式手摇脉冲发生器 |
1 台 |
带轴选、倍率功能 |
6 |
电器元件 |
包含：漏电、空开、接触器、继电器、三色灯、变压器、开关电源、按钮开关等。 |
1 套 |
品牌为：正泰、德力西、欧姆龙、施耐德、明伟、富杰等国内外知名厂商。 |
7 |
电柜 |
955mm×800mm×2000mm |
1 台 |
用于安装：系统、面板、放大器、手摇、电器元件、智能考核等。 |
8 |
主轴测试台 |
包含：主轴机械拆装台、变频器、电气控制箱、 BT40 主轴、三相异步电动机、主轴安装架、联轴节 |
1 台 |
工作电源：输入电压三相五线 AC380V±15% 50Hz 输出电压三相五线 AC380V 变频器：输入信号 0~10V 模拟接口输入 安全保护：漏电保护（动作电流≤ 30mA ），过流保护，熔断器保护 额定功率：大于等于 2.0KVA 环境温度： -10℃ 一 40℃ 相对湿度：≤ 90% (25℃) |
