專利名稱：機床裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于數(shù)控機床技術領域，特別涉及一種教學用的機床裝置。
背景技術：
長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經驗以固定參數(shù)形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構。在復雜環(huán)境以及多變條件下，力口工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。目前， 也有許多廠家開發(fā)了數(shù)控故障診斷維修實驗裝置，但功能比較單一，沒有引入計算機輔助智能化故障處理系統(tǒng)，還沒有引入智能化數(shù)控編程系統(tǒng)。數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化的基礎，是提高產品質量，提高勞動生產率必不可少的手段。隨著我國經濟全面與國際接軌，并正在成為全球制造業(yè)中心，我國制造業(yè)進入了一個空前蓬勃發(fā)展的新時期，企業(yè)急需大批能熟練掌握數(shù)控機床編程、操作、維修的工程技術人員，然而數(shù)控人才的培養(yǎng)周期長、費用高，其中缺乏先進的數(shù)控編程系統(tǒng)與故障診斷維修實驗裝置是造成高技能人才培養(yǎng)的瓶頸之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種功能全面的綜合性機床裝置，改善學校在培養(yǎng)數(shù)控機床操作、編程、安裝，調試和維修時無高檔全功能實驗設備的狀況，加快數(shù)控機床編程、操作、維修方面工程技術人員的培養(yǎng)。實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案如下一種機床裝置，具有開放式實驗控制演示臺和機床部分，上述機床部分包括數(shù)控車床、機床控制面板和系統(tǒng)操作面板；上述開放式實驗控制演示臺包括伺服模擬單元、主軸變頻單元、數(shù)控單元、輸入/輸出單元、顯示控制單元、電源輸入單元、步進驅動單元、電源輸出單元和墊箱。上述數(shù)控單元為CNC集成系統(tǒng)，包括計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸控制單元、速度控制單元、輸入/出裝置、和通信線路。上述數(shù)控單元采用FANUC或者SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)，機床部分的數(shù)控車床型號為 CK0625。本發(fā)明的突出優(yōu)點有1、采用CNC集成系統(tǒng)作為數(shù)控單元，集數(shù)控編程、故障診斷、維修維護、安裝調試、實操加工于一體，模塊化設計，可組合、可擴展；2、具有網(wǎng)絡化虛擬儀器體系結構，能夠通過更改軟件仿真實現(xiàn)德國西門子數(shù)控系統(tǒng)、日本發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)、日本三菱數(shù)控系統(tǒng)的真實金屬切削加工，達到一臺設備起到多臺設備的實訓效果；3、能夠通過網(wǎng)絡動態(tài)可重構數(shù)控機床故障，模擬故障產生的多樣性，達到維修維護技能培訓目的；4、 可實現(xiàn)教師機自動設障，智能編程及仿真模擬、可視化CAD/CAM技術，并可實現(xiàn)網(wǎng)絡化傳輸和監(jiān)控。


圖1是本發(fā)明的整體裝置結構示意圖。圖2是圖1中數(shù)控單元示意框圖。圖3是本裝置各單元供電電源電路示意圖。
具體實施例方式見圖1至圖2，本發(fā)明具有數(shù)控車床1、機床控制面板2和系統(tǒng)操作面板3 ；還包括伺服模擬單元4、主軸變頻單元5、數(shù)控單元6、輸入/輸出單元7、顯示控制單元8、電源輸入單元9、步進驅動單元10、電源輸出單元11和墊箱12。上述數(shù)控單元為CNC集成系統(tǒng)，包括計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸控制單元、速度控制單元、輸入/出裝置、和通信線路。上述輸入/輸出裝置分別與計算機數(shù)字控制裝置電連接，主軸控制單元和速度控制單元分別和計算機數(shù)字控制裝置電連接，可編程控制器與主軸控制單元及計算機數(shù)字控制裝置電連接，并和數(shù)控車床1互連；上述主軸控制單元與主軸伺服驅動電機互連，數(shù)控車床的位置檢測裝置與計算機數(shù)字控制裝置點連接，位置檢測裝置將步進驅動電機的信號反饋給計算機數(shù)字控制裝置。計算機數(shù)字控制裝置通過通信線路與上位機連接，實現(xiàn)遠程通信功能。上述顯示控制單元用于進行機床換刀實驗、機床數(shù)據(jù)對PLC信號的影響實驗等， 使學員掌握機床數(shù)據(jù)與PLC程序的關系，達到靈活應用的目的；上述主軸變頻單元用于進行主軸變頻調試與故障診斷實驗，使學員掌握交流變頻器的使用與常見故障的診斷和排除；上述伺服模擬單元，用于模擬各種伺服故障，觀察機床的運行狀態(tài)，了解伺服單元硬件故障產生的原由及不良結果，了解伺服系統(tǒng)電源模塊上各種信號的工作時序以及各單元的構成；上述步進驅動單元用于進行步進系統(tǒng)的缺相、命令脈沖信號斷路及方向脈沖信號斷路等故障實驗。本實驗裝置主要元器件均采用高性能的元器件數(shù)控系統(tǒng)選用當前流行的、現(xiàn)代企業(yè)常用的全功能數(shù)控系統(tǒng)FANUC (發(fā)那科)和SIEMENS (西門子)數(shù)控系統(tǒng)；主軸變頻器為日本三菱公司的FR-S500系列；伺服驅動器及電機為FANUC系列；主軸編碼器為南京天文儀器廠YGM615圓光柵編碼器；傳感器為德國BALLUFF巴魯夫BES DC3線M8或M12系列電感式傳感器；繼電器為日本idee和泉DC24V直流接線座式繼電器；低壓電器為國內名牌上海人民電器產品；滾珠絲桿為國內名牌南京工藝裝備廠生產；傳動帶為日本MITSUB0SHI 三星工業(yè)聚氨脂T系列同步帶；刀架為常州LD4系列四工位電動刀架。各實驗單元供電均考慮了保護措施，并分幾路設計，使動力和控制線路清晰明了，可參見圖3。通過預設的撥碼開關對顯示控制單元8、數(shù)控單元6、主軸變頻單元5、伺服模擬單元4、輸入/輸出單元7和步進驅動單元10進行故障設置，通過原存的PLC程序實現(xiàn)多種故障的仿真等，能夠使教師快速方便地設置各種故障，由學生利用所學數(shù)控原理知識和各種故障診斷方法來排除，達到綜合訓練的目的。另外，實驗裝置采用開放式結構設計，各主要單元如ECU、I/O模塊、變頻、步進驅動器等都在電控演示臺上分解展示，其各種弱電信號均能顯示和被測量驗證，且在演示板上表達出了各部件的線路連接示意圖，使學生了解其控制原理；通過不同模塊和部件組合，可以組成數(shù)控車床或數(shù)控銑床系統(tǒng)，也可進行獨立的 PLC編程實驗，增加實驗項目。由于CNC集成系統(tǒng)的引入，增強了本裝置智能編程功能，以 Unigraphics軟件作為智能化數(shù)控編程平臺，利用軟件的繪圖功能(CAD功能)將零件圖形輸入到計算機中，然后利用軟件的加工功能(CAM功能)，可以由計算機自動生成零件加工程序，通過計算機與數(shù)控系統(tǒng)的串行通信接口把加工程序送入數(shù)控機床，對零件進行加工。
權利要求
1.一種機床裝置，具有開放式實驗控制演示臺和機床部分，其特征在于上述機床部分包括數(shù)控車床(1)、機床控制面板(2)和系統(tǒng)操作面板(3)；上述開放式實驗控制演示臺包括伺服模擬單元G)、主軸變頻單元(5)、數(shù)控單元(6)、輸入/輸出單元(7)、顯示控制單元(8)、電源輸入單元(9)、步進驅動單元(10)、電源輸出單元(11)和墊箱(12)。
2.根據(jù)權利要求1所述的機床裝置，其特征在于上述數(shù)控單元為CNC集成系統(tǒng)，包括計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸控制單元、速度控制單元、輸入/出裝置、和通信線路。
3.根據(jù)權利要求1所述的機床裝置，其特征在于上述數(shù)控單元采用FANUC或者 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)，機床部分的數(shù)控車床型號為CK0625。
全文摘要
本發(fā)明屬于數(shù)控機床技術領域，特別涉及一種教學用的機床裝置。目的在于提供一種功能全面的綜合性機床裝置，改善學校在培養(yǎng)數(shù)控機床操作、編程、安裝，調試和維修時無高檔全功能實驗設備的狀況，加快數(shù)控機床編程、操作、維修方面工程技術人員的培養(yǎng)。一種機床裝置，具有開放式實驗控制演示臺和機床部分，上述機床部分包括數(shù)控車床、機床控制面板和系統(tǒng)操作面板；上述開放式實驗控制演示臺包括伺服模擬單元、主軸變頻單元、數(shù)控單元、輸入/輸出單元、顯示控制單元、電源輸入單元、步進驅動單元、電源輸出單元和墊箱。
文檔編號G09B25/02GK102456289SQ20101052908
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月30日 優(yōu)先權日2010年10月30日
發(fā)明者楊燕 申請人:楊燕