机床电气控制实训总结范文1
关键词 数控机床；电气接线台；设计
中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0126-02
近些年来，随着我国经济的高速发展，各大加工型企业也在不断的涌现，这些企业对ETC和EVC类的数控机床需求量非常的大，同时对这些数控机床的质量要求也相对较高。多功能数控机床电气接线台作为数控机床重要的组成部分，直接影响着机床的正常运行以及产品的加工质量。另外随着数控机床的广泛应用，企业对机床操作人才的要求也在不断提高，近年来我国在职业教育方面的改革逐渐深入，很多学校都在不断加强人员业务技能方面的培训力度，不断的在为企业输送人才。
1 多功能数控机床电气接线台的作用及构成
1.1 多功能数控机床电气接线台的构成
多功能数控机床电气接线台，一般是由3个部分组成：一是电气机架；二是电气的面板；三是电机的放置支板。安置三相异步电动机的支板在接线台机架的下方，机架的上方安置电气的面板。
下图是电气面板的元器件设置图，其中主要包含的有：电源的指示区域、调控区域以及电气的接线区域3个部分。其中根据实验过程中电路所需要元器件的向下兼容来取舍元器件的数量，例如，电动机的正反转接触器对电路的控制要用2个接触器，车床电气的电路控制要有3个接触器，可是接线板上面接触器的总数量是3个，其它的元器件选择基本相同。电气面板左面的hl指示灯，sa旋转的开关，sb按钮开关和扩展组件的连线控制都是从电气面板的后端来引到接线端子上面的，同时要对其做好编号。训练的过程中，相关操作人员需要按照电路图来选择面板上的元器件，之后再根据接线端子去找相符合的接线编号。
图1 电气面板元器件布置示意图
1.2 多功能数控机床电气接线台的作用
多功能数控机床电气接线台可以进行很多技能的训练，比如：电动机点动控制的训练，电动机长动控制的训练，电动机异地控制训练，电动机顺序控制的训练，电动机反接控制的训练，电动机正反转控制的训练，电动机Y一开机的训练，电动机制动的训练，电动机电气车床控制的训练，电气磨床控制的训练，电气钻床控制的训练，除了以上那些之外，通过调配扩展组件，还可以来实现plc对电动机的全面控制。
1.3 训练的落实
训练人员要依据实际的训练科目，参照电路的原理图，在多功能数控机床的电气接线台上对需要的元器件进行选择，利用导线把接线的端子与电路连接在一起。这种训练方法可以进一步提高训练人员对电气控制原理图的识别能力，对电气控制接线进行布线的能力以及对电气接线台故障的检修能力等。
2 相关的技术参数
2.1 基本的指标要求
1）电源的使用上面。在电源的使用上面要选择三相五线式的电源。
2）空载的功耗不能大于250瓦，额定的输出电流不能大于1安。
2.2 条件的使用
1）对温度的要求。要求温度一般是在-10℃到0℃之间。
2）对相对湿度的要求。要求相对湿度不能大于90%。
3）对三相电源的要求是380瓦±10%，对频率的要求是50赫兹±5%。
3 案例分析
机械、电气双重联锁对正反电路进行控制的步骤是：合上开关qs电源的电路通电，之后按下sb7让kml线圈得电，kml线圈得电后主触点闭合，同时铺助常开触点的闭合，常闭的触点打开之后，电机就可以启动开始正常工作了。
如果电机需要反转，就按sb8，之后km2的线圈来电，km2线圈来电后主触点就会闭合，还可以铺助常开触点闭合，之后常闭触点打开，再然后电动机就可以反转了。如果需要停下来，按下sbl就可以了。这里面sbl是停止的按钮，sb7和sb8是机械互锁的按钮。
4 多功能数控机床电气接线台设计的具体意义
多功能数控机床电气接线台设计的具体意义主要体现在以下几点。
1）该项目的具体实施，可作为机床电气接线台相关课程的学习情境，也可以成为提高工厂或企业电气接线台设计人员操作技能的主要途径，在对机床电气进行基础的学习之后，要求学员能够在多功能机床的电气接线台上，根据机床电气的原理图布置对电器元件进行安装，对连接电气的线路进行梳理，再开始进行调试控制实验，这样可以全面提高学员的动手能力。
2）学员在进行电路设计过程中，一般都是按照老师和书上教给的知识来进行设计的，学生并不能详细的了解自己设计出来的电路的可靠性以及电路的具体运行情况，这时有这样的一个调试控制板，可以为学员的很多毕业设计，提供电气接线台电路控制的实物检测。
3）该项目具体实施之后，可以把这个项目作为范本，开发出一系列的电气控制板，这样的学习情境硬件可以完全由高校独自来进行，这样可以为学员提供多方面的实操机会。
4）该项目在理论上面的意义是，为以后在情境设计以及工作过程系统化课程的开发上面起到了一定的借鉴作用。
5 结束语
综上所述，多功能数控机床电气接线台作为数控机床非常重要的一部分，其整体的设计情况直接关系着数控机床的整体质量以及机床对产品的加工质量。在对电气接线台进行设计之前一定要熟悉它的基本结构以及其具体的功能。这样有助于设计工作的顺利进行。
参考文献
[1]许寥.电机与电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2011.
机床电气控制实训总结范文2
关键词：机床电气 仿真教学 理实一体化 分组教学 考核评价
电气自动化设备安装与维修专业传统的实训课情景是学生在专用的网孔板上（或者是木板上）安装电气控制的各种电器，并完成导线连接。这种实训方法在教学功能上存在以下先天性不足。
第一，整个过程停留在“模拟实训教学”层面，与行业规范、实际工艺等元素脱节，也就是仅仅关注了“学”而忽视了“工”，培养出来的学生被用人单位称之为“半成品”。到岗后，学生在网孔板上积累的学习经验并没有多少实用价值，企业需要花费一定的人力物力从头培训学生的基本工作技能。
第二，实训教学是某个技能点的练习，由于没有系统的工作过程，培养出来的学生缺乏工作的整体策略，就算技能再高，也只能不断地重复某一项（类）操作。这种操作哪怕练得再熟练、再精准，也终将被自动化的生产机械所取代。
第三，传统的实训方法无法承载依附在专业技能上的综合职业能力，如适应环境的方法、发现并采用能优化工作的技巧等能力。
为了改变传统实训教学模式，学校在电气自动化设备安装与维修专业中选出一个班作为试验班，在常用机床电气检修课程实训教学中实施了“理实一体化”教学模式。采用模拟仿真、现场安装实战等教学方法，最大限度地贴近企业生产实际、接近行业规范、实际工艺要求等。学生的学习过程与该职业在社会上的实际工作过程一致，从资料收集、设计方案、优化方案、施工安装、验收调试、工作总结等环节，给学生提供了更多的思考空间和尝试机会。学生的学习经验可以直接转化成工作经验，从而培养了学生的工作策略，为其将来的职业生涯发展奠定了基础。
一、实施过程
1.组合实习小组
为了使学生之间优势互补、取长补短，将学生按成绩和认知特长进行搭配分组。每组组员集体选用一名组长，负责实习小组的管理，即在实习过程中所用工具的保管、本组成员的出勤情况，并配合老师对任务完成情况进行检查、评价。
2.强化安全用电知识，实施文明操作
在机床线路安装、配线、调试、故障排除操作中教育学生牢固树立“安全第一”的思想，严格执行安全操作规程，如工作前应详细检查所用的电工工具是否安全可靠，穿戴好必要的防护用品；线路在未经确定无电前，一律视为有电状态，不能用手触摸；电气设备的金属外壳都必须有可靠的保护接地；带电作业时，要有专人监护；对拆下的导线要将带电线头包好，防止触电；工作结束，所有材料、工具、仪表等分别归类放置等。培养学生规范、整洁、文明的工作作风，为学生进入企业实习上好安全教育的第一课。
3.收集整理机床设备的电气技术资料
主要包括以下内容：设备说明书、电气控制原理图、电气设备总装接线图、电器元件布置图与接线图、电气设备明细表。
4.电气原理图的分析
结合维修电工仿真实训室的宇龙机电方针软件，利用多媒体教学设备重点讲解、演示车床、万能铣床、摇臂钻床、磨床、镗床的工作原理和动作过程、机械与电器间的配合动作关系，熟悉常用机床基本结构、运动形式以及对电力拖动系统的要求基础上，进行电气原理图识读和分析。
（1）分析主电路。从主电路入手，根据机床所用电动机和执行电器的控制要求，分析它们的控制内容。主要包括：机床各个电动机及其他设备的类别、用途、接线方式、运行要求；电动机启动、转向、调速、制动灯方面控制要求和情况；主电路使用的控制电器和保护电器；电源情况等。
（2）分析控制电路。 根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，利用电动机的典型控制环节的知识，按功能不同将控制线路“化整为零”来分析。包括：控制电路电源、各种继电器接触器的用途、电器元件之间相互关系、连锁控制环节等。
（3）分析辅助电路。辅助电路包括电源指示、各执行元件的工作状态显示、参数测定、照明和故障报警灯部分。它们大多是由控制电路中的元件来控制的，所以在分析辅助电路时，还要回过头来对照控制电路进行分析。
（4）分析联锁及保护环节。机床对于安全性及可靠性有很高的要求。要实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案外，还在控制线路中设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。
（5）总体检查。经过“化整为零”，分析完每个局部电路原理及各部分之间控制关系后，再通过“集零为整”的过程，查证整个控制电路，从整个控制电路、从整体的角度进一步检查和理解各控制环节间的联系。清楚理解全部电路原理、电气系统控制过程、各电器元件的作用，了解相关主要技术参数情况。
5.电气控制系统的安装
普通机床电气控制系统安装步骤如下。
（1）安装准备工作。
第一，获取《任务书》及相关资料。
第二，拟定电气控制系统安装、调试方案。
第三，识读电路原理图、电器元件布置图、电器安装接线图。
第四，选取电工工具、测量仪表。
第五，根据电气设备明细表按要求选取和检查电器元件。
第六，施工过程中的安全组织、现场条件满足相关要求。
（2）电气设备（元件）安装。
第一，根据元件清单配齐电气设备、元件、材料和辅助用品。
第二，安装栅形布线槽。
第三，按照电气设备布置图安装电器元件。
第四，根据平面布置图安装控制柜外元件。
（3）接线。
第一，根据平面布置图等图样安装导线通道。
第二，打印线号和元件编号，给元件贴上与布置图等图样一致的编号。
第三，根据平面布置图放线。
第四，根据接线图进行控制柜内部接线，套上与图样一致的编码套管。
第五，进行控制箱外布线，套上与图样一致的编码套管。
第六，按要求进行导线的剥削、线头制作、导线的连接、导线与接线柱的连接。
（4）电路检查。
按照电阻法、电压法等方法对电路进行接线检查。
（5）安装电动机和电气设备保护线。
按照要求安装电动机和传动带，并紧固。
6.电气控制系统的调试
机床电气控制系统的调试是安装完成后紧接着进行的一个环节，具体步骤如下。
（1）拟定调试的方案。机床电气安装后，经过检查后进行电气调试。在调试前应当制订调试方案，主要内容包括：记录表格制定、调试过程、测试调试记录、结果分析等。
（2）通电前测试。
第一，检测电动机及线路的绝缘电阻。相―相、相―地绝缘电阻应相间、相对地不低于0.5MΩ，控制电路绝缘电阻对地不低于0.5MΩ。
第二，检查电动机外壳、元器件外壳保护线及其他保护线是否接好。
第三，根据元件布置图，检查元件的安装位置是否正确。
第四，根据平面布置图，检查线路走向元元件、设备的安装是否正确。
第五，检查电动机和带轮等机械部件是否安装好。
第六，根据原理图、接线图、对电路进行对点检查、短路检查、回路检查，修改完善控制线路。
第七，检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。
（3）通电操作。
第一，验电。检查电源是否正常。
第二，根据原理图和调试方案进行线路功能检测，机床不带电动机等负载调试。
先进行单个功能的调试，观察对应的元件动作是否正确；再做整体调试，观察各电器元件动作顺序是否正确。
第三，根据原理图进行线路功能检测，机床带电动机等负责调试。
首先检查电动机与生产机械的传动装置是否正常。然后进行单个功能的调试，看电动机的运行和转动是否正常，机构动作是否正常。之后再进行机床的整体调试，观察机构动作顺序是否正确，运动形式是否满足工艺要求。最后校验机床满负载运行是否工作可靠。
第四，停车，完善调试记录。
（4）完成测试。收拾工具，清理现场，做到安全文明生产。
7.故障诊断与维修
机床电气控制系统故障诊断与维修的步骤如下。
（1）明确故障。针对在调试中出现的问题，或通过与机床实际操作者交流，还可以通过看、问、闻、听、摸等来判断故障现象，以明确故障现象。
（2）分析原因。明确故障现象后，对故障原因分析可以按先分析主电路、后控制电路及其他电路步骤进行。
（3）确定故障点。确定故障范围后，用测量方法来确定故障点，如电压测量法、电流测量法、电阻测量法、置换法、短接法等。最常用的是电压法和电阻法。
（4）故障排除。在保证人身和设备安全前提下，尽量在停电情况下操作。必须带电操作时，则先接通控制线路，后接通主电路。在排查故障过程中，使用的仪表应该量程合适。
二、考核评价
每学完一个项目或任务，对学生学习状况进行考核和评价，采用做中教、做中学、做中考的评价方式，考核分三部分：一是学生自评，二是学生互评，三是教师评价。
其中：自评和互评占总成绩的80%，自评和互评所占比例为7：3。
教师评价为平日考核，占总成绩的20%。
考核方式采用百分制，综合考核，分合格（≥60分）和不合格（
三、小结
机床电气控制实训总结范文3
【关键词】机床改造项目 数控机床电气控制 课程改革
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）09C-0061-02
数控机床电气控制是数控技术专业的核心课程之一。通过本课程的学习，使学生掌握数控机床电气系统的基础知识，并训练数控机床电气系统安装调试的基本能力。以往的教学实践证明，大部分高职学生不擅长抽象思维和演绎式为主的学习方式。知识传授式的教学模式不仅难以激发学生的学习兴趣，也不利于训练学生的综合职业能力，导致学生的总体学习效果不佳，因此我们必须进行教学模式改革。面对形象思维强于逻辑思维的高职学生，应以真实的“工作项目”为载体，采用“行动导向”方法引导学生完成实际的工作任务，通过完成任务的行动过程，实现专业能力、方法能力和社会能力的有效培养。
一、课程改革的背景
以广西水利电力职业技术学院为例。该院实训中心拥有20多台数控机床，既有近年新购的设备，也有服役了10多年的老设备。其中3台于1999年购进的数控车床经过多年使用，数控系统及电机驱动装置出现故障，并且无法找到配件，导致机床已经不能工作。为了保证数控机床实训教学的正常进行，并节约设备经费，学校决定对这3台数控车床的电气系统进行升级改造。该院数控技术专业的教师曾多次参与企业的数控机床改造与维修项目，在工作中积累了丰富的实践经验，因此有能力完成此次数控车床的升级改造任务。本次机床改造项目也为推进数控机床电气控制课程改革提供了一条道路，即以机床改造项目为载体，通过引导学生进行数控车床电气系统的升级改造，训练数控机床电气系统的设计、安装和调试能力。下面对该课程的教学改革做一些总结和探讨。
二、课程教学设计
（一）确定课程教学内容
本次改造选用广州数控设备有限公司生产的GSK980TB系统替换原有KENT-10T数控系统，并更换新的交流伺服驱动装置，仅保留原机床的主轴电机和电动刀架。因此数控车床的电气系统要根据GSK980TB的要求进行重新设计和安装，要通过教学过程由学生来完成机床的改造任务，达到预定的功能要求。
学习的内容是工作，因此根据数控机床电气系统改造的工作过程，将课程的教学过程划分为三个阶段：电气系统功能设计、电气系统安装和机床功能调试。每个阶段又可以划分若干个工作步骤（见表1），每个工作步骤作为一个工作任务由教师指导学生来完成。
在电气系统功能设计阶段，依据设计任务书的要求指导学生分步完成数控车床各项功能的设计，在设计过程中逐步展开相关知识点的教学。例如在主轴功能设计中引入变频器的应用知识，在坐标轴功能设计中引入伺服电机的驱动技术。让每个知识点都有一个任务作为载体，学生通过完成工作任务的过程，既能明确学习的目的，又能训练数控机床电气系统的设计能力，并掌握相关的应用知识。在电气系统安装阶段，训练学生绘制电气系统安装接线图的能力，掌握电器设备安装、接线的工艺知识。在机床功能调试阶段，使学生掌握数控机床通电调试的步骤和系统参数的功能，训练根据机床性能要求正确设置系统参数的能力。
（二）教学过程的组织方式
教学过程的组织要以学生为主体，必须让学生在课堂上充分行动起来，不是被动接受知识，也不是看老师表演。在知识传授式教学过程中，教师的角色好比是“演员”，学生的角色就像是“观众”；而行动导向式教学要求将两者的地位进行提升，学生升格为“演员”，教师升格为“导演”。教师应引导学生参与整个教学过程，学生通过主动和全面的学习，达到脑力劳动和体力劳动的统一。应按照“完整行动模式”组织教学，尽可能要求学生独立获取信息，独立制订计划，独立决策，独立实施，独立检查和评估，经历完整的工作过程。
以主轴设计任务为例，本次改造的数控车床主轴采用变频器进行调速控制，因此主轴功能设计要解决CNC、变频器和主轴电机之间的电路连接以及变频器参数设置的问题。“主轴功能设计”工作任务的教学组织过程如下：第一，教师用实训设备演示数控系统对主轴电机的控制过程，学生总结主轴电机运转的特点，通过铭牌了解主轴电机的类型。第二，学生在教材中找出异步电机转速公式，讨论异步电机调速方法，得出异步电机可以通过改变电源频率的方式进行调速的结论。第三，教师指导学生操作变频器调节异步电机转速，使学生了解变频器的功能。第四，教师介绍变频器外部接口的功能，讲解变频器基本工作原理。第五，教师指导学生操作CNC控制变频器工作，同时测量模拟量输入端子的电压值，通过电压值与频率值的比较理解CNC与变频器信号接口的功能。第六，学生设计CNC、变频器和主轴电机之间的电气连接图，教师进行讲评。第七，教师介绍变频器常用参数设置方法，指导学生设置参数并观察变频器运行状态的变化。学生在教师的引导下完成上述几个步骤的工作后，不仅训练了变频主轴电气线路的设计能力，還掌握了变频器的应用知识。
分组教学是行动导向教学顺利实施的一个重要手段。如果不进行分组教学，一个教师在面对几十个学生时，必然造成监管不到位的情况，同时也不能有效的培养学生的沟通、交流与协作的能力。可将一个40人的班级划分成8个小组，以小组作为直接的教学对象。每个教学任务的完成都需要学生进行小组讨论、实施，并以小组为单位提交成果。分组教学有如下优点：第一，能有效提高教学效率，分组后教师的指导对象由40个减少为8个，教师能更有效的指导每个小组的学习过程。第二，能锻炼学生的合作能力、沟通交流与协商能力。第三，能有效提高学生的学习效率，形成集思广益，相互学习，取长补短的学习氛围。在分组的时候要注意均衡每个小组成员能力，要让先进学生与后进学生搭配，男生与女生搭配，充分调动学生参与教学行动的积极性。
（三）课程考核方式
考核的目的是检查学生的学习状况，调动学生学习的积极性、主动性和创造性，好的考核方式对提高学生的职业技能和综合素质发挥着重要的导向和激励作用。本门课程采用以能力本位为目标的课程考核体系（见表2），考核方式的特点如下：一是将能力测评与知识考试相结合，在课程总成绩中，项目完成质量占70％，理论笔试占30％。二是项目考核以小组为单位分阶段进行，在完成一个阶段的某一项工作任务后，教师根据任务的完成质量进行评分，然后以该阶段所有工作任务分数的平均值作为该小组在这一阶段的成绩。三是对个人在小组中的表现进行评价，在完成一个阶段的工作任务后，采取个人自评、小组评价和教师评价相结合的方式对每个学生在工作过程中的表现进行测评。四是激励学生构建荣辱与共、相互帮助、共同进步的学习氛围，在小组项目考核成绩中，任务完成质量分占70％，答辩分占30％。答辩由教师对小组中随机抽取的成员进行提问，根据其对相关知识的掌握情况进行评分。这样的做法促使学生不仅要主动完成任务，而且還要积极帮助其他组员学习。
机床电气控制实训总结范文4
关键词: 机床数控化改造 西门子802D 专业教学 应用
一、机床数控化改造的意义
数控机床改造是提高制造业技术水平的重要途径之一[1],大量的生产实践证明数控机床改造具有很强的实用性、经济性和可靠性。在高职院校中有很多旧机床和数控设备,由于使用时间长,无法满足技术的进步和产品革新的要求,购置数控机床或对旧机床进行数控化改造是解决这类问题的主要途径之一。但购买新型数控机床价格昂贵,闲置通用机床又会造成浪费。对旧机床进行数控改造,对学生讲授数控技术改造相关知识,与国家培养高技能型人才的要求相一致,符合工学结合的培养目标,企业对机床改造也非常重视,对这类人才需求更是强烈。所以选择数控系统对一些利用率低的通用机床进行改造势在必行。
二、教学中存在的问题
《机床电气装调》是数控专业一门理实一体化教学课程[2]。学生通过系统的学习,能够理解机床控制系统的一般工作过程,熟悉机床控制系统安装调试的方法,同时能培养一定的数控机床电气维修单项技能。原有的教学设备是用于电气连接调试的控制板,实践教学的安排主要从电气元件的识别与选用、PLC模块的接口与连接等方面入手培养学生的实践能力。教师上课只能在模拟的电气操作面板上进行演示,不能在真实的机床上进行具体的真实的工作任务,因而学生无法在真实的数控机床上对电气控制系统所控制设备的各项功能进行调试。还有一个更核心的问题就是教学是面对一个班级几十名的学生,即使学校配备专门用于电气装调的数控机床实训设备在教学中也无法保证每个学生在课堂上都得到充分的在真实机床控制板上的动手实践机会,在真实的数控机床上进行机床电气控制系统装调训练。
三、数控化改造的内容
为了解决专业教学中这一情况,同时有效利用学校已有闲置资源,在进行充分调研的基础上对专业已有设备CA6132车床进行数控化改造,改造的主导思想是数控化改造后的机床能在今后的教学中发挥最大的效果,能够达到使用一台数控机床就可提供一个整班实施本课程的实训的配套设备与环境。所以在机床改造时,首先要作全面配套改造的设想,绝不能搞局部改造。要利用现有资源节约成本,同时要采用针对教学的机床结构设计,电气元件的安装,接口信号的端子安排都要求进行最大限度的整合,最大限度地满足教学和科研的需要。
1.改造方案的确定
在改造方案的综合设想中,从全面配套考虑提出下列改造内容:(1)数控系统选用西门子802D。(2)机床电气柜改用PLC控制;SINUMERIK 802D集成了内置PLC系统,对机床进行逻辑控制。(3)配置机床电气操作面板。(4)重新对机床电器进行布线。(5)更换刀库部件,采用LD4B-CK6163型电动刀架。(6)进给伺服系统中用交流伺服电动机,机械连接采用电机与丝杠副通过联轴节带来传动。(7)用滚珠丝杠副代替原滑动丝杠副。(8)液压冷却系统作相应调整,去除多余的管路。(9)设计新型防护罩板。
2.数控系统的选择
数控系统的选择应根据改造后所要达到的精度、各种性能指标等选用性价比合适、技术先进的数控系统,当然还要考虑改造好设备在教学中的应用。目前市场上生产研发数控系统的厂家很多,在国外有德国的SIEMENS公司、日本的FANUC公司,在国内有华中数控设备有限公司等。数控系统所具有的功能要与准备改造的数控机床所能达到的功能相匹配,尽量避免系统功能过剩,同时考虑到专业已有数控机床的配置缺少SIEMENS数控系统,无法正常进行有关SIEMENS数控系统的教学,经综合考虑选用西门子802D数控系统[2]。
西门子802D数控系统是西门子公司2000年推出的经济型数控系统:核心部件PCU将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体,可以控制四个进给轴和一个模拟或者数字信号的主轴;模块化的驱动装置SIMODRIVE 611UE[3];可以配置两个I/O板,与驱动装置都通过生产现场总线连接;此外还可通过视窗化的调试工具软件便捷地设置驱动参数,并对驱动器的控制参数进行动态优化。在改造过程中,为达到最好的控制效果,进给轴采用了配套的1FK6交流伺服电机,主轴采用普通三相交流异步电机,采用变频器(MM420)来驱动主轴电机。802D输出±10V的模态信号经伺服驱动器使主轴电机获得不同转速。
3.电气控制系统设计改造
原有机床的机械部件和液压部件长时间使用后仍能保持很高的精度和稳定性,但电器元件使用寿命短,长时间使用后经常发生故障。因此需要设计接口转换电路和强电控制电路。电路中的控制变压器、中间继电器和交流接触器等需设计强电控制箱。
(1)电气控制系统设计的原则
首先机床改造后要满足整班学生电气装调的要求,其次要根据机床各项控制目的和要求,制定电气控制方案。设计方案要求简单经济,操作容易,使用维修方便,同时要选择合适的电器元件。
(2)电气控制系统设计的内容
系统设计内容一是选择控制方式,包括电源、继电器、主轴单元、输入/输出、伺服驱动电路图,也包括确定电动机的类型、型号、容量、转速;二是针对教学应用的特点,把教学中需要学生完成的电气装调内容单独列出来,设计电气原理图,制作电气安装板,各项控制功能通过航空插头传输到改造好的数控机床上来实现,电气调试到满足数控车床的各项控制功能至正常,这样就可以在真实的数控机床上检验学生电气装调的成果。表一描述了各个插头的线号和对应的导线连接功能。X1插头用39号红色导线和40号黄色导线连接机床工作灯,X2插头连接机床冷却泵,X3用插头连接机床集中部件,X4插头连接机床刀架部件,X5插头连接机床PCU与NC信号,X6插头连接数控车床X轴与Z轴超程限位,X7插头对数控车床驱动器与变频器信号进行传输。通过这样信号传输就可以把机床的一些电气控制功能单独从电路控制中提取出来,单独制作电气安装板,这样改造好的一台数控车床就可以配备多台电气控制板,平常可以进行正常的数控加工任务,在教学中又可以让学生在控制板上进行电气装调训练,按完成先后在改造好的CK6132数控车床上进行机床电气装调训练。
4.PLC程序设计与调试
采用SIEMENS 802D系统所使用PLC非常简单、方便灵活。我们使用S7-200作为编程工具,参照系统自带的工具盒(Tool box)中配备的“PLC802文件库”,在应用过程中对其车床的编程实例作一些简单的修改和扩展就可完成所需要的PLC程序。在子程序中,根据不同功能分别进行了定义,主要包括PLC-INI(系统初始化)、EMG-STOP(急停处理)、MCP-802D(传送控制面板I/O状态到接口)、AXES-CTL(各坐标轴控制)、LUBRICAT(定时、定量控制)、COOLING(冷却控制)等。
四、改造后数控车床CK6132在教学中的应用
针对“教学做一体”教学模式实施中支持环境与系统薄弱的不足,研制的数控加工操作与电气维修培训一体机解决了机床电气装调实训设备配套经费昂贵的瓶颈问题,仅需投入少量经费,就可利用现有旧机床改造获得可供一个整班实施本课程的实训的配套设备与环境。改造后的数控车床在满足正常加工工作任务外,还可以进行下列实验实训的安排:(1)SINUMERIK 802D数控车床电气装调基本连接,(2)SINUMERIK 802D系统的基本数据设置;(3)SIMODRIVE 611U伺服驱动配置与优化;(4)SINUMERIK 802D数控系统的数据保护;(5)机床故障模拟与诊断等方面的内容。
五、结语
以上是对通用车床结合教学实际进行数控化改造的实例,机床的数控化改造可以提高高职院校中设备的利用率[4],更重要的是在数控化改造过程中可以根据教学内容安排需要合理进行设备的改造过程,提高教师的现场动手技能,也便于在今后教学活动中进行教学组织,而且机床改造完成后,图纸(包括原理图、配置图、接线图、梯形图等)、资料(包括各类说明书)、软件(调试软件、通讯软件)等资源也是今后教学的宝贵财富,有利于教师充实教学内容。
参考文献:
[1]高杉,赵波.普通机床的数控改造策略,辽宁省交通高等专科学校学报,2009,(6):40-41.
[2]李南,张博等.西门子802D数控系统在DPS1800车床数控改造中的应用,机床与液压,2009,(5):181-182.
[3]陈平信.西门子系统与数控机床改造,中国设备工程,2008,(12):12-16.
机床电气控制实训总结范文5
关键词：数控机床；故障诊断；维修；教学方法
Exploration and Practice in NC machine diagnosis and maintenance
Guan Wei
Dalian vocational technology college， Dalian， 116033， China
Abstract： By analyzing NC manufacturing and maintenance course approaches， the author explores some new teaching methods in order to maximize teaching effects in NC manufacturing and maintenance class.
Key words： NC machine tool； fault diagnosis； maintenance； teaching method
近年来，随着我国数控技术的普及和数控设备的大量应用，大多数高职院校在数控技术专业或机电专业都开设了数控机床故障诊断与维修课程，在本课程教学中主要面临的困难有如下两方面：（1）课程教学中涉及的知识较多，如机械结构、电气控制、液压与气动、数控编程与工艺等，而高职学生底子薄，课程教学安排时间又有限，学习会有一定的难度。（2）数控机床维修要求学生有较强的故障判断分析能力和实际动手能力，在传统的教学模式下很难培养出来。因此如何保证数控机床故障诊断与维修课程内容的实用性、实效性？如何引导学生掌握该课程学习方法，提高技能？在有限的时间和空间内如何提高课堂教学效率？如何进行理论与实际相结合？如何加强现场管理，提高学生的综合素质？笔者针对以上几个问题在教学中进行了一些有效的探索。
1 教学内容选取
作为教师，只有了解现场维修人员的工作，才能知道我们教学中的重点是什么。20世纪七八十年代的数控维修人员要对模拟电路、数字电路有较深刻的理解，他们通过电烙铁、万用表、示波器修理损坏的电路板。但今天的数控技术紧随IT技术发展，电路板已被专用的大规模集成电路所取代，数据传送也由“并行传送”为主改为“串行传送”为主，目前示波器、万用表仅作为一些并行信号或静态信号的检测工具，对于CNC本身和数字伺服部分维修帮助非常有限。可以这样认为，今后现场维修人员能够处理的硬件将越来越少，取而代之的是借助各类软件及相关技术资料（厂家和数控系统提供），及时准确判断故障类型，确定维修方法。为了达到上述要求，必须建立“理”“实”一体化教学体系，在教学内容设计上应注重数控机床结构和数控系统的多样性，课堂上注重培养学生的自主学习能力，使学生能够触类旁通，由于新技术、新工艺、新产品的不断应用，要有一定的学习能力，跟上现代数控机床的发展。为了体现这一思路，可以将数控机床故障诊断与维修课程的教学内容体系设计如下：
（1）注重3个层面训练：即学生阅读电气图纸的训练；查阅相关维修资料的训练；故障检测与排除的训练。（2）6个教学内容模块：即数控机床低压电器部分的故障分析；数控系统的硬件装接；数控机床机械拆装及故障；可编控制器的应用；数控机床机电联调；数控机床常见故障排除。
通过上述教学内容的安排，使学生掌握数控机床维修的基本技能和方法。
2 做好相关知识拓展的教学
笔者总结自己多年数控机床调试维修的经验，认为要想快速准确地判断故障，适应数控技术的发展，必须拓展相关知识，加强理论基础。如本课程所需的一些专业基础知识包含在计算机原理、电子技术、电气控制与PLC、数控原理、液压原理、数控机床结构等课程中。学生如果在学习数控机床维修之前，对上述相关专业知识缺乏了解或者遗忘，在上课时会感到很吃力，听不懂，更谈不上有自己对故障现象的分析理解，在实践中无从下手，逐渐丧失对课程的学习兴趣，缺乏专业知识，也不利于学生今后的职业发展。对于这种情况，教师在典型故障分析过程中，对所涉及的有关专业知识，要进行适当的补充和拓展，使学生能够理论联系实际，掌握所学内容，拓宽维修思路。如在讲解数控机床回参考点故障时，就必须增加数控原理中光电编码器的知识点，这样学生才能理解回参考点工作原理。而讲解电动刀架常见故障分析时，需补充霍尔开关的相关知识，学生才能理解刀架转不停的故障检测方法。有理论做基础，能收到事半功倍的效果，数控机床故障才能快速准确地定位，增加学生学习该课程的自信心和兴趣。在数控故障中，往往是同一现象，原因却很多，没有理论作基础，光靠经验是不行的，这也是目前部分企业在岗电工，至今仍无法承担数控维修的原因。
3 教学中合理安排实践教学
由于数控机床采用的数控系统专业性非常强，不同品牌数控系统，其结构、诊断方法、参数设置差异非常大，作为职业技术教育，数控维修授课及实训设备应该有针对性，由于各种原因，大部分学校实训设备不能完全跟上数控系统的更新，因此很难培养走出校门就基本满足企业需要的数控维修调试人员，在教学环节中必须注重加强学生实践环节的培养，可以采用如下方式：数控维修仿真─数控系统连接调试─数控机床整机故障维修。
机床电气控制实训总结范文6
一、提高数控维修实训教学的基本思路
1.数控维修实训设计的指导思想
数控维修实训教学应该以“必须够用”为指导原则，采用一体化教学模式，将理论课与实训课有机融合在一起，着重于提高数控维修实践操作能力，体现技工院校实践应用性人才培养特色。
2.数控维修实训的总体方案设计
数控设备的型号繁多，数控机床结构和数控系统存在多样性。技工院校学生由于学校起点比较低、基础知识较为薄弱，学习数控维修技术存在不小的困难。想要有效提高数控维修实训教学质量，就要结合技工教育特点，着重于培养提高学生自主学习能力，使学生触类旁通，掌握数控维修基本原理与基本方法。为了达到这个目标，笔者认为数控维修实训教学总体方案可以设计为“三个层面训练”与“六个模块结构”。其中，三个层面训练指的是基本技能训练、专业技能训练和综合技能训练，六个模块结构包括电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块。
二、数控维修实训系统平台设计
笔者所在学院作为在江西省名列前茅的技工院校，数控专业是学院拳头专业，现拥有两个专业数控车间，基本能够满足学生实训教学的需要。为了实现上述三个层面训练以及六大模块教学活动的教学目标，学院设计开发出数控维修实训系统平台，平台采用模块化结构设计，每个模块之间留下端口，以便满足不同模块实训操作的需要。这套数控维修实训系统平台具有生产型机床功能，学生通过操作本套数控维修实训系统平台，能够完成数控机床的拆装、数控机床结构与性能分析、数控机床基本技能与专业技能操作训练、数控机床故障诊断与维修等功能。
三、提高数控维修实训教学质量的对策
1.以就业为导向制定实训教学课程标准
技工院校课程教学应该以就业为导向、社会需求为依据制定人才培养方案。理论教学和实训教学都应该围绕培养数控技术专业人员为教学目标，结合国家职业资格标准、行业标准和企业标准的要求制定数控维修实训教学课程标准和实训教学内容，以满足技工院校培养企业生产管理人才的需要。以就业为导向制定的数控维修实训课程标准应该贯彻实现“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的课程功能，使以就业为导向的原则贯彻执行于实训日常教学活动中。
2.建立以培养职业能力为主线的数控维修实训教学课程体系
技工院校面向社会培养生产管理一线技术人才。因此，实训课程教学目标与教学内容不仅要贴近生产管理一线，还要紧跟社会发展。在建立以培养职业能力为主线的教学课程体系中，必须根据技工教育规律对实训课程进行改革，以就业为导向、按工作过程的实际需要进行设计，打破传统将理论基础知识、专业知识与专业实训分隔式教学模式，建立以职业能力为主线的课程体系，将数控维修实训教学分成六大模块，即电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式铣床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块，将专业知识分解到各个模块实训教学中，着重于提高学生的职业能力，由简到繁、由浅入深安排模块教学活动。
3.建立校企合作实训教学新模式
