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  • 模塊化數控實訓裝置的制造方法

    文檔序號:10769907
    模塊化數控實訓裝置的制造方法
    【專利摘要】一種模塊化數控實訓裝置,包括臺柜和電氣部分,電氣部分包括電源模塊、數控裝置模塊、行程開關模塊、繼電器模塊、進給模塊、主軸模塊和輔助模塊;數控裝置模塊分別與行程開關模塊、繼電器模塊、進給模塊、主軸模塊、輔助模塊對應連接;臺柜包括臺架上部的操作面板和下部的放置柜,臺柜頂部設置有用于防護的凸出部;操作面板包括供電總線和用于安裝各模塊的安裝件。本實用新型不僅可以作為一項多功能教學科研儀器,實現原理性教學、實踐性教學、和數控故障檢測儀器等三方面功能,同時還可以作為數控裝置外圍功能開發設備和數控裝置以及外圍器件故障診斷設備使用。
    【專利說明】
    模塊化數控實訓裝置
    技術領域
    [0001]本實用新型涉及數控實訓裝置,具體涉及一種可用于進行實訓教學和數控裝置以及外圍器件故障診斷設備模塊化的數控實訓裝置。
    【背景技術】
    [0002]隨著數控機床應用的普及,對數控機床的有效利用率要求越來越高,一方面要求數控機床的可靠性要高,另一方面數控機床出現故障后要求盡快排除。數控實訓裝置可以協助高等院校和職業培訓機構,加設數控故障診斷維修技術的相關課程,提高相關課程的教學質量,培養專門的數控維修人員。研究發現市場上常用的的數控實訓裝置有兩種類型:實驗臺式和電氣柜式。實驗臺式實訓裝置連線方便,有助于學習電路原理,但整體形態和元器件選用與真實設備有較大差異,很難了解真實設備的工作狀態;電氣柜式實訓裝置可反映電氣連接與真實元器件使用情況,但不方便使用者進行電路硬件的連接操作。

    【發明內容】

    [0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種模塊化的數控實訓裝置,在教學過程中該裝置既可反映電氣連接的使用情況,又方便于電路硬件之間的連接操作,有助于教學過程中電路原理的學習。
    [0004]為解決上述技術問題,本實用新型采用如下技術方案:
    [0005]設計一種模塊化數控實訓裝置,包括臺柜和電氣部分,所述電氣部分包括電源模塊、數控裝置模塊、行程開關模塊、繼電器模塊、進給模塊、主軸模塊和輔助模塊;所述數控裝置模塊分別與所述行程開關模塊、繼電器模塊、進給模塊、主軸模塊、輔助模塊對應連接;
    [0006]所述臺柜包括上部的操作面板和下部的放置柜,所述臺柜頂部設置有用于防護的凸出部;所述操作面板包括供電總線和用于安裝所述電氣部分各模塊的安裝件;所述放置柜用于放置該模塊化數控實訓裝置未被操作時或操作時未用到的電氣部分模塊;所述電氣部分各模塊以任意順序并列安裝在所述臺架上;所述數控裝置模塊包含PLC部分,可以實現軟件數控的實訓;
    [0007]所述臺柜為總線式供電,所述電源模塊輸入380V三相交流電,通過總斷路器開關,連接兩個分斷路器開關,所述兩個分斷路器開關分別連接伺服變壓器和控制變壓器,輸出三相220V交流電和單相220V交流,與原380V三相交流電一起,構成電源總線,不同電源間互相隔離,并且各自具有分斷開關;供電總線貫穿整個所述臺柜。
    [0008]優勝于,所述數控裝置模塊的模擬電壓輸出口與所述主軸模塊中變頻器的模擬電壓輸入口通過雙絞線相連接;所述主軸模塊的位置編碼器脈沖輸出口與所述數控裝置模塊的主軸脈沖輸入口相連接;所述數控裝置模塊的PLC輸出端與所述主軸模塊的開關量輸入端用單芯導線連接,所述繼電器模塊中的24V直流電源的負極與PLC輸出公共端相連接,24V直流電源的正極與所述主軸模塊直流電源輸入端連接,即構成PLC輸出回路,通過PLC控制變頻器的工作狀態。
    [0009]優勝于,所述行程開關模塊上的常開觸點的公共端與所述PLC輸入點的公共端相連接,所述行程開關模塊上的常開觸點的另一端通過導線與PLC輸入點相連接,即構成PLC輸入回路。
    [0010]優勝于,所述數控裝置模塊的速度、方向脈沖輸出口與所述進給模塊中伺服驅動器的速度、方向脈沖輸入口通過雙絞線對應連接;所述伺服驅動器的編碼器位置脈沖輸出口與所述數控裝置模塊的位置脈沖輸入口對應連接;所述進給模塊的開關量輸出口與所述數控裝置模塊的PLC輸入口用單芯導線相連接,并將所述進給模塊公共端與所述PLC輸入口公共端相連接,即可構成PLC輸入回路;將PLC輸出端與進給模塊輸入端連接,繼電器模塊中的24V直流電源負極與PLC輸出端公共端相連接,所述24V直流電源正極與進給模塊電源輸入端相連接,即可構成PLC輸出回路,通過PLC控制讀取各個伺服驅動器的工作狀態。
    [0011]優勝于,所述數控裝置模塊為脈沖式伺服指令的數控裝置,所述進給模塊為以脈沖指令伺服驅動器構成的進給模塊。
    [0012]優勝于,所述數控裝置模塊為模擬電壓伺服指令的數控裝置,所述進給模塊為以模擬電壓伺服驅動器構成的進給模塊。
    [0013]優勝于,所述安裝件為滑槽,在所述電氣部分各模塊的后板上設置有與所述滑槽對應的滑塊。
    [0014]本實用新型的有益效果是:
    [0015]1.本實用新型結構簡單、使用方便、實用性強;既能直觀的、真實的反映數控電氣系統結構,觀察相對固定的電路原理,又能方便使用者練習、連接電路設計。
    [0016]2.本實用新型不僅可以作為一項多功能教學科研儀器,實現原理性教學、實踐性教學方面功能,同時還可以作為數控裝置外圍功能開發設備和數控裝置以及外圍器件故障診斷設備使用。
    [0017]3.本實用新型的數控裝置模塊包含PLC部分,既可實現硬件數控實訓功能,又可實現軟件數控實訓功能,可使數控實訓課程更加多樣化和豐富化,使學生能夠更加全面的發展。
    【附圖說明】
    [0018]圖1為本實用新型的電柜結構不意圖;
    [0019]其中,I為操作面板,2為凸出部,3為放置柜,4為供電總線,5為滑槽;
    [0020]圖2為本實用新型的電源模塊及電源總線示意圖;
    [0021 ]圖3為本實用新型的行程開關模塊連接示意圖;
    [0022]圖4為本實用新型的繼電器模塊連接示意圖;
    [0023]圖5為本實用新型的進給模塊連接示意圖;
    [0024]圖6為本實用新型的主軸模塊連接示意圖。
    【具體實施方式】
    [0025]下面結合附圖和實施例對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
    [0026]實施例1:一種模塊化數控實訓裝置,包括臺柜和電氣部分,所述電氣部分采用模塊化設計,包括電源模塊、數控裝置模塊、行程開關模塊、繼電器模塊、進給模塊、主軸模塊、輔助模塊等功能模塊,數控裝置模塊包含PLC部分;各模塊具有相同的尺寸,可以以任意順序并列安裝在臺柜上,可根據需要將各模塊安裝于臺柜上,將若干模塊組合在一起可構成完整的數控系統電氣硬件,并根據需要增減某些模塊的數量,例如可根據數控裝置控制的軸數確定伺服模塊的個數,根據PLC輸入點和輸出點的數量選擇合適數量的行程開關模塊和接觸器負載模塊。
    [0027]如圖1所示,臺柜上部設置有操作面板I,臺柜下部設置有放置柜3,放置柜用于放置該模塊化數控實訓裝置未被操作時或操作時未用到的電氣部分模塊,臺柜頂部設置有用于防護的凸出部2;數控設計部分包括供電總線4和橫向的兩條滑槽5,電氣部分各模塊后板上設置有與滑槽5對應的滑塊,進行數控設計時,可通過將模塊上的滑塊安裝于滑槽5內進行排列設計。
    [0028]數控裝置模塊采用脈沖式伺服指令的數控裝置或采用模擬電壓伺服指令的數控裝置,若數控裝置模塊選擇采用脈沖式伺服指令的數控裝置模塊,則配以脈沖指令伺服驅動器構成的進給模塊;若數控裝置模塊選擇采用模擬電壓指令的數控裝置模塊,則配以模擬電壓伺服驅動器構成的進給模塊。采用脈沖式伺服指令的數控裝置和采用模擬電壓伺服指令的數控裝置都可以做成模塊安裝于實訓裝置上。
    [0029]該裝置可以實現硬件軟件兩方面數控實訓功能;硬件方面:可以選擇合適的功能模塊搭建數控電氣控制系統,連接臺柜與模塊之間的電源電路,以及模塊與模塊之間的信號線路,包括伺服指令信號、行程開關輸入開關量,繼電器輸出開關量等。軟件方面:可以編寫PLC程序和加工程序,模擬PLC程序控制的換擋、刀庫等輔助功能和加工程序控制的加工過程??蓪崿F數控實訓課程的多樣化和豐富性。
    [0030]該裝置的各模塊均可從所述臺架上獲取電量,臺柜為總線式供電,如圖2所示,電源模塊輸入380V三相交流電,通過總斷路器開關,連接兩個分斷路器開關,兩個分斷路器開關分別連接伺服變壓器和控制變壓器,輸出三相220V交流電和單相220V交流,與原380V三相交流電一起,構成電源總線,不同電源間互相隔離,并且各自具有分斷開關;供電總線貫穿整個所述臺柜。
    [0031]如圖3所示,該裝置使用行程開關模塊時,將行程開關模塊上的常開觸點的公共端連接至PLC輸入點的公共端,將常開觸點的另一端單獨通過導線連接至PLC輸入點,即可構成PLC輸入回路。另外,模擬超程檢測的行程開關可將其常閉觸點串聯在一起,接入PLC輸出口的超程接觸輸入點。
    [0032]如圖4所示,該裝置使用繼電器模塊時,將開關電源負極引出端通過單芯導線連接PLC輸出口公共端,將繼電器線圈裝有插線端子的一段通過導線連接至PLC輸出點即能構成回路,當P L C輸出端閉合時,繼電器線圈通電時觸電閉合;繼電器觸點引出線可直接與2 2 O V負載通過單芯導線相連,由于繼電器觸點已有一端與220V電源的相線相連,故負載的另一端預先與220V電源的零線相連,當繼電器觸點閉合時可使負載導通。若繼電器負載為三相接觸器線圈時,三相接觸器主回路可從電源總線取三相380V交流電驅動響應負載。
    [0033]如圖5所示,該裝置使用繼電器模塊時,數控裝置模塊的速度、方向脈沖輸出口與進給模塊中伺服驅動器的速度、方向脈沖輸入口通過雙絞線連接;伺服驅動器的編碼器位置脈沖輸出口與數控裝置位置脈沖輸入口相連接;伺服驅動器電源輸入端可從電源總線取三相220V交流電;采用單芯導線將進給模塊的開關量輸出口與數控裝置模塊的PLC輸入口連接,并將進給模塊公共端與PLC輸入口公共端連接,即可構成PLC輸入回路;將PLC輸出端與進給模塊輸入端連接,并使用繼電器模塊中的24V直流電源,將電源負極與PLC輸出端公共端連接,將電源正極與進給模塊電源輸入端連接,即可構成PLC輸出回路,通過PLC程序控制讀取各個伺服驅動器的工作狀態。
    [0034]如圖6所示,該裝置使用主軸模塊時,數控裝置模塊的模擬電壓輸出口與主軸模塊中變頻器的模擬電壓輸入口通過雙絞線相連接;將主軸模塊的位置編碼器脈沖輸出口與數控裝置的主軸脈沖輸入口相連接;變頻器電源輸入端可從電源總線取三相220V或380V交流電;數控裝置的PLC輸出端與主軸模塊開關量輸入端通過單芯導線相連接,并使用繼電器模塊中的24V直流電源,將電源負極與PLC輸出端公共端連接,將電源正極與主軸模塊24V直流電源輸入端連接,即可構成PLC輸出回路,通過PLC程序控制變頻器的工作狀態。
    【主權項】
    1.一種模塊化數控實訓裝置,包括臺柜和電氣部分,所述電氣部分包括電源模塊、數控裝置模塊、行程開關模塊、繼電器模塊、進給模塊、主軸模塊和輔助模塊;所述數控裝置模塊分別與所述行程開關模塊、繼電器模塊、進給模塊、主軸模塊、輔助模塊對應連接;其特征為, 所述臺柜包括臺架上部的操作面板和下部的放置柜,所述臺柜頂部設置有用于防護的凸出部;在所述操作面板包括供電總線和用于安裝所述電氣部分各模塊的安裝件;所述放置柜用于放置該模塊化數控實訓裝置未被操作時或操作時未用到的電氣部分模塊;所述電氣部分各模塊以任意順序并列安裝在所述臺架上;所述數控裝置模塊包含PLC部分; 所述臺柜為總線式供電,所述電源模塊輸入380V三相交流電,通過總斷路器開關,連接兩個分斷路器開關,所述兩個分斷路器開關分別連接伺服變壓器和控制變壓器,輸出三相220V交流電和單相220V交流,與原380V三相交流電一起,構成電源總線,不同電源間互相隔離,并且各自具有分斷開關;供電總線貫穿整個所述臺柜。2.根據權利要求1所述的模塊化數控實訓裝置,其特征為:所述數控裝置模塊的模擬電壓輸出口與所述主軸模塊中變頻器的模擬電壓輸入口通過雙絞線相連接;所述主軸模塊的位置編碼器脈沖輸出口與所述數控裝置模塊的主軸脈沖輸入口相連接;所述數控裝置模塊的PLC輸出端與所述主軸模塊的開關量輸入端用單芯導線連接,所述繼電器模塊中的24V直流電源的負極與PLC輸出公共端相連接,24V直流電源的正極與所述主軸模塊直流電源輸入端連接,即構成PLC輸出回路,通過PLC控制變頻器的工作狀態。3.根據權利要求1所述的模塊化數控實訓裝置,其特征為:所述行程開關模塊上的常開觸點的公共端與所述PLC輸入點的公共端相連接,所述行程開關模塊上的常開觸點的另一端通過導線與PLC輸入點相連接,即構成PLC輸入回路。4.根據權利要求1所述的模塊化數控實訓裝置,其特征為:所述數控裝置模塊的速度、方向脈沖輸出口與所述進給模塊中伺服驅動器的速度、方向脈沖輸入口通過雙絞線對應連接;所述伺服驅動器的編碼器位置脈沖輸出口與所述數控裝置模塊的位置脈沖輸入口對應連接;所述進給模塊的開關量輸出口與所述數控裝置模塊的PLC輸入口用單芯導線相連接,并將所述進給模塊公共端與所述PLC輸入口公共端相連接,即可構成PLC輸入回路;將PLC輸出端與進給模塊輸入端連接,繼電器模塊中的24V直流電源負極與PLC輸出端公共端相連接,所述24V直流電源正極與進給模塊電源輸入端相連接,即可構成PLC輸出回路,通過PLC控制讀取各個伺服驅動器的工作狀態。5.根據權利要求1所述的模塊化數控實訓裝置,其特征為:所述數控裝置模塊為用脈沖式伺服指令的數控裝置,所述進給模塊為用以脈沖指令伺服驅動器構成的進給模塊。6.根據權利要求1所述的模塊化數控實訓裝置,其特征為:所述數控裝置模塊為模擬電壓伺服指令的數控裝置,所述進給模塊為以模擬電壓伺服驅動器構成的進給模塊。7.根據權利要求1所述的模塊化數控實訓裝置,其特征為:所述安裝件為滑槽,在所述電氣部分各模塊的后板上設置有與所述滑槽對應的滑塊。
    【文檔編號】G09B23/18GK205451628SQ201521113806
    【公開日】2016年8月10日
    【申請日】2015年12月29日
    【發明人】張莉, 鄔寶寅, 鄭喜貴, 朱永剛, 王桂錄, 呂剛磊
    【申請人】鄭州科技學院
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