DLSKN-Xmate230G智能型数控铣床技能实训考核装置

DLSKN-Xmate230G智能型数控铳床技能实训考核系列

技术文件

综述

数控技术是现代制造技术的基础。它综合了计算机技术、自动控制技术、自

动检测技术和精密机械等高新技术,因此广泛应用于机械制造业。数控机床替代

普通机床，从而使得制造业发生了根本性的变化，并带来了巨大的经济效益。山

东栋梁科技设备有限公司是我国教育技术装备的主要生产基地之一，国家高新技

术企业。公司一直以“创立新的‘产、学、研‘一体化职教模式”为企业宗旨，

一直专心、专业、专注于高等教育、职业教育事业的发展。从单一产品的买卖，

延伸到今天为高等院校、职业院校提供整体解决方案为学校和学生提供全方位、

长时效的跟踪服务，为全省及全国各地高等院校、职业院校技能大赛提供设备和

技术支持。

参数列表参数编辑

向CNC传输

参数

图数控技术举例示

目前，数控技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术，成为国际间科

技竞争的重点。数控技术的应用将机械制造与微电子、计算机、信息处理、现代

控制理论、检测技术以及光电磁等多种学科技术融为一体，使制造业成为知识、

技术密集的大学科范畴内的现代制造业，成为国民经济的基础工业。数控技术是

当今柔性自动化和智能自动化的技术基础之一，它使传统制造工艺发生了显著

的、本质的变化。随着数控技术的不断发展和应月，工艺方法和制造系统的不断

更新，形成了CAD、CAM、CAPP、CAT、FMS等一系列具有划时代意义的新

技术、新工艺的制造系统。

传统的教学模式是学生在学习专业课程时往往只集中在单一的技术上，例

如电机拖动、PLC技术、传感器技术、变频调速技术、伺服驱动技术、数控CNC

技术等。但是，在企业的生产设备中往往是将这些技术综合运用在一起。这就要

求我们应该给学生提供一个综合技术环境，一个可二次创新的技术平台，使学生

能够在平时的学习和实训操作中能够将多种相关的技术能够融会贯通。基于以上

各种自动化教学发展趋势及工业自动化现场的实际应用情况。该实验装置可以满

足高等教育院校的机电设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电子

电气应用与维修等专业《变频调速技术》、《工业传感器》、《FANUC系统数控铳

床（加工中心）编程与操作实用教材》、《数控铳床编程与技能训练》、《机电一体

化控制技术》《数控维修与编程技术》、《数控CNC的原理及应用》、《数控设备

维修》、《数控加工技术》等相关课程和电工仪表与测量、电气及自动化类专业

的教学实训要求。

数控机床的加工原理是：首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化，用

规定的代码和程序格式编写加工程序;然后将所编程序指令输入到机床的数控装

置中；再后数控装置将程序（代码）进行译码，运算后，向机床各个坐标的伺服

机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动部件，控制所需要的辅助运动，

最后加工出合格零件。

使用先进的程序编辑功能和丰富的

加工婚环创建程序

逼真的加工模拟方便检查程序

使用手动测量和测量循环进行测■,

设定刀具偏■值和工件原点偏移值

加工时，除显示加工状态外，显示

循环名称和刀具图标

加工后在线测量工件，并将测量结

果反馈至刀具偏・值

数控机床加工过程

一、设备概述

山东栋梁公司生产的数控实训设备既有生产性功能，又整合了学习性功能，

同时，还为职业院校培养培训高技能型人才提供整体解决方案，能更好地紧贴产

业需求，培养制造企业急需的数控高技能人才，推动了产业结构调整升级，推进

了社会经济的发展。

数控系统实现图示

DLSKN-XMate230G数控铳床维修实验装置是针对高等教育及职业技术教

育而开发的综合性的实训装置,适用于各类职业学校（院）的机电一体化、自动

化、电气维修等专业的教学和从事相关专业的技术人员的机电知识实训I。数控机

床安装和维修是机床的核心技能，并在充分发挥了SINAMICS数控系统的优势

的基础上，设计出数控机床加工、模拟负载、惯量负载动态性能测试、数控机床

安装精度调节、常见故障检测、智能化实训考核等多个模块，通过各个模块的不

同组合可以在整机上实现机械加工系统、机床加工精度检测等实训功能，也可以

进行数控机床安装、调试、故障诊断、维修等实训随着我国装备制造业和加工工

业的快速发展，行业的发展不仅仅是需要数控操作工，更需要会对数控设备进行

安装、调试、保养、故障诊断和维护的高素质、高技能人才。

数控铳床维修实验装置可进行电气故障设置；数控系统采用SINAMICS系

列，主轴变频控制驱动，交流伺服控制半实物铳床；具备数字化仿形功

能,NURBS插补，样条插补，刀补等功能；数控系统编程软件提供源程序，适

合职业培训学校的安装、维修电工高级班，安装、维修电工技师班，安装、维修

电工高级技师班和铳床工中、高级和技师的培训和鉴定。使用该装置可以使学生

掌握数控铳床系统控制原理、电气设计方法、元器件的选择、铳床电气安装及调

试、故障诊断维修、零件程序编制及图形模拟加工过程等多项实验内容，达到工

业生产现场实习效果。该装置采用开放式结构、模块化设计，既可用于教学、也

可用于课程设计、毕业设计和实训，有利于提高学生设计数控机床电气控制系统、

诊断数控设备故障的能力，使受训对象最大限度地适应和满足市场需求。该装置

也可以帮助科研技术人员进一步了解数控铳床结构，同时也为技术人员进行数控

铳床系统的二次开发提供了必要条件。该实验装置的主要器件均选用工控产品。

二、设备组成

1、实验台部分

1.1台体分为上下两部分：上面分别是数控系统和操作面板、控制面板；下面分

别是I/O面板、进给轴面板、主轴面板、限位开关信号面板；右边为故障考核、

电源区、控制区。

1.2台体上部分两侧各有一个六孔插座从台本正面看左侧下部有三个航空插头,

其作用是连接半实物行程开关信号、以及主轴变频电机的电源线和模拟量信号

线；左侧中部有一个通信盒，其作用是连接CNC与电脑；右侧有一个四极断路

器，作为系统总控电源用。

13台体下部分是一个双开门结构、实验桌底还设有四个方向轮便于移动和固定。

1.4台体后面是一个双开门结构，便于各部件的安装；

2、半实物装置

铳床半实物参数：

1）工作台移动行程：X向120mmY向150mmZ向120mm

2）工作台最高移动速度：3000mm/min

3）主轴最高转速：1400r/min25W

4）铳床半实物尺寸：939*740*1520mm

3、实训电气柜

数控系统模块

4.1SINAMICS

优点：

•界面操作简单;

•方便修改程序;

•故障状态监控；

•参数可调；

•方便加工程序编辑.

4.2操作面板模块

操作面板模块面板

优点：

•操作面板元器件的符合与实际机床相吻合；

•电子手轮调节精度高；

•K3端子方便线路连接。

4.3电机模块

控制模块面板

优点：

•能够模拟润滑系统；

•模拟水泵系统；模拟加工中心；

•可学习工厂强电原理

4.4主轴模块

OL-S»FH

主轴模块面板

优点

・主轴单元部分选用交流主轴单元及电机；

•采用变频控制；

•修调功能进给修调和主轴转速修调两种控制功能，修调范围0-254%。

4.5进给模块

OU-FSKCJGl

进给模块面板

优点：

•进给轴配置:X/Y/Z轴采用伺服电机配置绝对位置编码器，功率＞0.5KW,

Z轴采用增量编码器、带抱闸，功率＞0.5KW;

•进给单元部分选用系统原装交流伺服单元及电机。

5、电源箱故障考核

电气操作区右部为智能考核与电源单元，装有故障考核系统（液晶显示和按

键单元）；启动、停止、急停按钮。

凶

凶

再

毒

，

DLWW-GX2.0型网络化智能型无线通讯考核鉴定管理系统

故障考核部分介绍：

•装有故障考核系统（液晶显示和按键单元）；启动、停止、急停按钮。

•三相电源输入，经过漏电保护器后，通过启动、停止按钮来控制接触器，以

操作机床电路的总电源的输出，急停按钮是用来当发生事故时的紧急停止开

关。

・考核系统采用DLWW-GX2.0网络化智能型无线通讯实训考核鉴定管理系

统,计算机端软件采用VisualBasic语言编写,采用动态数据库链接技术，

能将学生信息、学生成绩、试卷管理、考试方案、故障库等进行数据链接及

查询。

•DLWW-GX2.0管理系统最多可设置255台下位机。

•DLWW-GX2.0管理系统采用向导式新建项目，有效的避免了繁琐的数据修

改或数据漏改等问题。

・上位机采用USB无线通讯模式，与下位机实时交换信息数据，管理系统软

件可以实时的监视每一台下位机的工作状态。

•该系统可以与学校原有设备实现无彝对接：

下位机采用单片机控制故障方式，学生只能通过故障现象判断故障所在，然

后通过输入故障线号的方式排除故障，若故障线号输入正确，故障自动解除。

下位机可以脱离上位机的控制自行设计故障进行考核，考核结束后通过液晶

显示器显示学生最终成绩。

三相电源输入，经过漏电保护器后，通过启动、停止按钮来控制接触器，以

操作机床电路的总电源的输出，急停按钮是用来当发生事故时的紧急停止开关。

故障考核系统设有一套计算机按键，用于故障设置及排除，可随意设置故障

点进行故障考核。在实训过程中可以由指导师通过键盘，按照提示任意设置故障,

由学生来检测、测试，乏出故障的所在。学生查找故障时，可通过面板上测试点,

以及接触器的常开、常闭触点，来检测，通过键盘输入对应的故障点线号即可。

网络化智能型无线考核鉴定管理系统解析:

软件环境

Lf¥CX2.。明络化智能型无线通讯实调考核签定管理系统

学生信息录入

故障库管理

设备管理

试卷管理

考试方案

物DL”-GX2.U网络化智能至无线通讯实训考核签定省理系抗□hX

省赛级上午班单科（机床考核）成岩叁河

店小二上午班

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省赛线上午班丁人

成绩查询

6、报警识别模块

优点：

•机床运行、报警、停止

7、使用说明书及实训指导书

8、安全测试线

9、低压电器

（彩色）

8.4-LCD/MDI伺服放大器交流主轴电机

交流伺服电机

PZS系列

捅作而板

分线盘伺服放大器pzSV系列

I/O模块(I/OLinka□)

系统组成示意

10.网络拓扑图:

栋梁无线智能型实训考核鉴定系统

注：如需组网.请自行配置计算机!

三、技术参数

1、工作电源：三相五线制AC380V±10%50Hz

2、控制电源:DC24V

3、刹车电源:DC5V

4、整幡量：＜5.0KVA

5、外开乡尺寸：长x宽x高1455x640xl700(mm)

6、安全保护：漏电保护(动作电流：＜30mA)过流保护，过载熔断保护

7、工作环境：温度-10℃~+40(相对湿度＜80%(25℃)

四、设备特点

1、设备直观：主要设备均采用直接外露的安装形式，设备可以更加直观的展现

在学生面前。

2、结构灵活：系统采用模块式结构，挂箱更换方便，系统使用和组合更加灵活,

可满足实验和实训等多种内容要求。

3、系统性强：本平台将变频器、FANUCOiMate系统、伺服驱动器及伺服电

机、断路器、空气开关、指示灯等工业现场主要设备集于一身，能够真实模拟工

业现场的各种控制方式，使学生能够进行自动化控制的系统化学习，让学生对工

业控制有了系统的认识，避免了单个电气元件很熟练，但不会多个电气元件相互

控制的缺陷。

4、设备开放性、扩展性强：教师可以根据自己的教学需要方便、快速的更换主

要设备，并且可以通过本设备进行数控持能大赛。

5、贴近现场实际：该设备的实训I内容均为工业现场主流技术应用,适应当今控

制技术的发展，可以满足学生做实验、课程设计।毕业设计的需要和学校承接工

程之需求。

6、突出实训，操作方便：系统采用移动式挂箱的方式，能够方便的进行各种小

型工程项目设计，充分锻炼学生的动手能力和解决问题的综合能力。系统主机输

入输出带现场接线端子或可拆卸端子及外接实验接口板、插接线，便于实验实训

换接。

风扇

7、保护完善：装置所配置器件要求全部为工业电气件。同时考虑到学生使

用的实际情况，在工业元器件的输入输出端增加保护功能，避免重复、频繁以及

误操作对设备造成的损伤、损坏。

8、学科延展性强：该实训装置可以满足大、中专及技术类院校的《变频调

速技术》、《工业传感器》、《FANUC系统数控铳床（加工中心）编程与操作实用

教材》、《数控铳床编程与技能训练》、《机电一体化控制技术》《数控维修与编程

技术》、《数控CNC的原理及应用》等相关课程和电工仪表与测量、电气及刍动

化类专业的教学实训要求。

五、实验实训装置保护体系

六大人身安全保护体系

第一重保护：电流型保护方式

1、电流型保护方式符合国际IEC1009-1标准、符合国家对低压电器安全的标准《漏

电保护器安装和运行》

GB16917.1-2008e

2、本实验装置配备工位设有1组电流型漏电保护器，实验过程中若有人身触电或电

路漏电现象，漏电电流超过安全值，在t<0.1S内自动切断实验装置总电源。保障

人身安全和防止设备因发生泄漏电流造成的事故。

3、本装置所有4P漏电保护器（带零线）都是通过ISO-9001质量认证、均有可靠

模拟试验装置，可随时进行实验，确保任何时候可靠保护、安全运行。

第二重保护：结构和外壳接地

外壳接地是I类电器、1级低压电器安全保护措施，符合国家标准：

GB4706.1-2008。

第三重保护：采用最新国家供电标准三相五线制电源

三相五线制电源是最新国家供电标准《系统接地的型式及安全技术要求》

GB14050-2008;保护接地

第四重保护：急停开关保护

本实验装置设有急停开关，一旦发生漏电现象，即可拍下急停开关，切断本实训

装置总电源。起到保护人身安全的作用。

第五重保护：接插件安全等级高

本公司开模具定制的安全测试导线和接插件超过美国军用MIL标准和国际IEC

标准。人手触及不触电。

第六重保护：断电误上电保护

本实训设备专门设计了断电误上电保护装置，在电源供电和线路正常或正常断

电的情况下，不能自行恢复供电，待操作者和设备无安全隐患情况下利用启动按钮

送电，确保人身安全。

三大设备安全保护体系

第一重保护：过载和短路保护

本实训装置进线电源首先经过剩余电流动作断路器，剩余电流动作断路器具有过

载和短路保护功能，保护实训过程中线路、设备的过流、过载和短路。从而保护实

训装置的设备安全。

第二重保护：配件选用

1、本公司开模具定制的安全测试导线，表面材料采用进口牛筋料，具有极强的抗绕

性。

2、本公司所有实训装置均选用达到欧洲标准的器件和3C认证的国产名牌产品。

第三重保护：计算机独立供电保护

计算机采用独立供电保护，当其它设备引起主线路跳闸后，计算机仍能继续工作，

避免了经常跳闸对计算机的损害。

六、完成实验项目

1.数控机床报警识别、故障诊断及维修，故障明设置用于训练、暗按设置

用于考核

2.数控系统软件组成、安装、参数设置、调试

3.交流伺服驱动的连接、调试及动态特性

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故障指示(11)

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位置到达(.39-)

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控利器

4.主轴电机的接线、参数设置和调试

5.主轴变频器的接线、参数设置和调试

6.PLC指令、编程、接线及在数控机床中的应用

7.输入输出接口的定义、设置及调试

8.数控机床电气柜的设计、排歹人安装、雌

9.圆光栅(编码器)直光栅及电子手轮的实际应用

10.电动刀架的控制原理、接线及调试

11.反向间隙、丝杠螺距误差补偿功能应用

12.数控系统数据各份、RS232的通讯应用

13.数控铳床冷却系统控制

14.基于CAD/CAM的D