模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置的制造方法
【專利摘要】一種模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，包括臺(tái)柜和電氣部分，電氣部分包括電源模塊、數(shù)控裝置模塊、行程開關(guān)模塊、繼電器模塊、進(jìn)給模塊、主軸模塊和輔助模塊；數(shù)控裝置模塊分別與行程開關(guān)模塊、繼電器模塊、進(jìn)給模塊、主軸模塊、輔助模塊對(duì)應(yīng)連接；臺(tái)柜包括臺(tái)架上部的操作面板和下部的放置柜，臺(tái)柜頂部設(shè)置有用于防護(hù)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(shí)用新型不僅可以作為一項(xiàng)多功能教學(xué)科研儀器，實(shí)現(xiàn)原理性教學(xué)、實(shí)踐性教學(xué)、和數(shù)控故障檢測(cè)儀器等三方面功能，同時(shí)還可以作為數(shù)控裝置外圍功能開發(fā)設(shè)備和數(shù)控裝置以及外圍器件故障診斷設(shè)備使用。
【專利說明】
模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，具體涉及一種可用于進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)和數(shù)控裝置以及外圍器件故障診斷設(shè)備模塊化的數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的普及，對(duì)數(shù)控機(jī)床的有效利用率要求越來越高，一方面要求數(shù)控機(jī)床的可靠性要高，另一方面數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后要求盡快排除。數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置可以協(xié)助高等院校和職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，加設(shè)數(shù)控故障診斷維修技術(shù)的相關(guān)課程，提高相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)專門的數(shù)控維修人員。研究發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上常用的的數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置有兩種類型:實(shí)驗(yàn)臺(tái)式和電氣柜式。實(shí)驗(yàn)臺(tái)式實(shí)訓(xùn)裝置連線方便，有助于學(xué)習(xí)電路原理，但整體形態(tài)和元器件選用與真實(shí)設(shè)備有較大差異，很難了解真實(shí)設(shè)備的工作狀態(tài)；電氣柜式實(shí)訓(xùn)裝置可反映電氣連接與真實(shí)元器件使用情況，但不方便使用者進(jìn)行電路硬件的連接操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種模塊化的數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，在教學(xué)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(xué)過程中電路原理的學(xué)習(xí)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]設(shè)計(jì)一種模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，包括臺(tái)柜和電氣部分，所述電氣部分包括電源模塊、數(shù)控裝置模塊、行程開關(guān)模塊、繼電器模塊、進(jìn)給模塊、主軸模塊和輔助模塊;所述數(shù)控裝置模塊分別與所述行程開關(guān)模塊、繼電器模塊、進(jìn)給模塊、主軸模塊、輔助模塊對(duì)應(yīng)連接；
[0006]所述臺(tái)柜包括上部的操作面板和下部的放置柜，所述臺(tái)柜頂部設(shè)置有用于防護(hù)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(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置未被操作時(shí)或操作時(shí)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(tái)架上;所述數(shù)控裝置模塊包含PLC部分，可以實(shí)現(xiàn)軟件數(shù)控的實(shí)訓(xùn)；
[0007]所述臺(tái)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(guān)，連接兩個(gè)分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)，所述兩個(gè)分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)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(gòu)成電源總線，不同電源間互相隔離，并且各自具有分?jǐn)嚅_關(guān);供電總線貫穿整個(gè)所述臺(tái)柜。
[0008]優(yōu)勝于，所述數(shù)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(shù)控裝置模塊的主軸脈沖輸入口相連接;所述數(shù)控裝置模塊的PLC輸出端與所述主軸模塊的開關(guān)量輸入端用單芯導(dǎo)線連接，所述繼電器模塊中的24V直流電源的負(fù)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(gòu)成PLC輸出回路，通過PLC控制變頻器的工作狀態(tài)。
[0009]優(yōu)勝于，所述行程開關(guān)模塊上的常開觸點(diǎn)的公共端與所述PLC輸入點(diǎn)的公共端相連接，所述行程開關(guān)模塊上的常開觸點(diǎn)的另一端通過導(dǎo)線與PLC輸入點(diǎn)相連接，即構(gòu)成PLC輸入回路。
[0010]優(yōu)勝于，所述數(shù)控裝置模塊的速度、方向脈沖輸出口與所述進(jìn)給模塊中伺服驅(qū)動(dòng)器的速度、方向脈沖輸入口通過雙絞線對(duì)應(yīng)連接;所述伺服驅(qū)動(dòng)器的編碼器位置脈沖輸出口與所述數(shù)控裝置模塊的位置脈沖輸入口對(duì)應(yīng)連接;所述進(jìn)給模塊的開關(guān)量輸出口與所述數(shù)控裝置模塊的PLC輸入口用單芯導(dǎo)線相連接，并將所述進(jìn)給模塊公共端與所述PLC輸入口公共端相連接，即可構(gòu)成PLC輸入回路;將PLC輸出端與進(jìn)給模塊輸入端連接，繼電器模塊中的24V直流電源負(fù)極與PLC輸出端公共端相連接，所述24V直流電源正極與進(jìn)給模塊電源輸入端相連接，即可構(gòu)成PLC輸出回路，通過PLC控制讀取各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)。
[0011]優(yōu)勝于，所述數(shù)控裝置模塊為脈沖式伺服指令的數(shù)控裝置，所述進(jìn)給模塊為以脈沖指令伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的進(jìn)給模塊。
[0012]優(yōu)勝于，所述數(shù)控裝置模塊為模擬電壓伺服指令的數(shù)控裝置，所述進(jìn)給模塊為以模擬電壓伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的進(jìn)給模塊。
[0013]優(yōu)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(shè)置有與所述滑槽對(duì)應(yīng)的滑塊。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]1.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、實(shí)用性強(qiáng)；既能直觀的、真實(shí)的反映數(shù)控電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，觀察相對(duì)固定的電路原理，又能方便使用者練習(xí)、連接電路設(shè)計(jì)。
[0016]2.本實(shí)用新型不僅可以作為一項(xiàng)多功能教學(xué)科研儀器，實(shí)現(xiàn)原理性教學(xué)、實(shí)踐性教學(xué)方面功能，同時(shí)還可以作為數(shù)控裝置外圍功能開發(fā)設(shè)備和數(shù)控裝置以及外圍器件故障診斷設(shè)備使用。
[0017]3.本實(shí)用新型的數(shù)控裝置模塊包含PLC部分，既可實(shí)現(xiàn)硬件數(shù)控實(shí)訓(xùn)功能，又可實(shí)現(xiàn)軟件數(shù)控實(shí)訓(xùn)功能，可使數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程更加多樣化和豐富化，使學(xué)生能夠更加全面的發(fā)展。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的電柜結(jié)構(gòu)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(shí)用新型的電源模塊及電源總線示意圖；
[0021 ]圖3為本實(shí)用新型的行程開關(guān)模塊連接示意圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型的繼電器模塊連接示意圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型的進(jìn)給模塊連接示意圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型的主軸模塊連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0026]實(shí)施例1:一種模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，包括臺(tái)柜和電氣部分，所述電氣部分采用模塊化設(shè)計(jì)，包括電源模塊、數(shù)控裝置模塊、行程開關(guān)模塊、繼電器模塊、進(jìn)給模塊、主軸模塊、輔助模塊等功能模塊，數(shù)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(tái)柜上，可根據(jù)需要將各模塊安裝于臺(tái)柜上，將若干模塊組合在一起可構(gòu)成完整的數(shù)控系統(tǒng)電氣硬件，并根據(jù)需要增減某些模塊的數(shù)量，例如可根據(jù)數(shù)控裝置控制的軸數(shù)確定伺服模塊的個(gè)數(shù)，根據(jù)PLC輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的數(shù)量選擇合適數(shù)量的行程開關(guān)模塊和接觸器負(fù)載模塊。
[0027]如圖1所示，臺(tái)柜上部設(shè)置有操作面板I，臺(tái)柜下部設(shè)置有放置柜3，放置柜用于放置該模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置未被操作時(shí)或操作時(shí)未用到的電氣部分模塊，臺(tái)柜頂部設(shè)置有用于防護(hù)的凸出部2;數(shù)控設(shè)計(jì)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(shè)置有與滑槽5對(duì)應(yīng)的滑塊，進(jìn)行數(shù)控設(shè)計(jì)時(shí)，可通過將模塊上的滑塊安裝于滑槽5內(nèi)進(jìn)行排列設(shè)計(jì)。
[0028]數(shù)控裝置模塊采用脈沖式伺服指令的數(shù)控裝置或采用模擬電壓伺服指令的數(shù)控裝置，若數(shù)控裝置模塊選擇采用脈沖式伺服指令的數(shù)控裝置模塊，則配以脈沖指令伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的進(jìn)給模塊;若數(shù)控裝置模塊選擇采用模擬電壓指令的數(shù)控裝置模塊，則配以模擬電壓伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的進(jìn)給模塊。采用脈沖式伺服指令的數(shù)控裝置和采用模擬電壓伺服指令的數(shù)控裝置都可以做成模塊安裝于實(shí)訓(xùn)裝置上。
[0029]該裝置可以實(shí)現(xiàn)硬件軟件兩方面數(shù)控實(shí)訓(xùn)功能;硬件方面:可以選擇合適的功能模塊搭建數(shù)控電氣控制系統(tǒng)，連接臺(tái)柜與模塊之間的電源電路，以及模塊與模塊之間的信號(hào)線路，包括伺服指令信號(hào)、行程開關(guān)輸入開關(guān)量，繼電器輸出開關(guān)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?shí)現(xiàn)數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程的多樣化和豐富性。
[0030]該裝置的各模塊均可從所述臺(tái)架上獲取電量，臺(tái)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(guān)，連接兩個(gè)分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)，兩個(gè)分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)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(gòu)成電源總線，不同電源間互相隔離，并且各自具有分?jǐn)嚅_關(guān);供電總線貫穿整個(gè)所述臺(tái)柜。
[0031]如圖3所示，該裝置使用行程開關(guān)模塊時(shí)，將行程開關(guān)模塊上的常開觸點(diǎn)的公共端連接至PLC輸入點(diǎn)的公共端，將常開觸點(diǎn)的另一端單獨(dú)通過導(dǎo)線連接至PLC輸入點(diǎn)，即可構(gòu)成PLC輸入回路。另外，模擬超程檢測(cè)的行程開關(guān)可將其常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在一起，接入PLC輸出口的超程接觸輸入點(diǎn)。
[0032]如圖4所示，該裝置使用繼電器模塊時(shí)，將開關(guān)電源負(fù)極引出端通過單芯導(dǎo)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(dǎo)線連接至PLC輸出點(diǎn)即能構(gòu)成回路，當(dāng)P L C輸出端閉合時(shí)，繼電器線圈通電時(shí)觸電閉合;繼電器觸點(diǎn)引出線可直接與2 2 O V負(fù)載通過單芯導(dǎo)線相連，由于繼電器觸點(diǎn)已有一端與220V電源的相線相連，故負(fù)載的另一端預(yù)先與220V電源的零線相連，當(dāng)繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)可使負(fù)載導(dǎo)通。若繼電器負(fù)載為三相接觸器線圈時(shí)，三相接觸器主回路可從電源總線取三相380V交流電驅(qū)動(dòng)響應(yīng)負(fù)載。
[0033]如圖5所示，該裝置使用繼電器模塊時(shí)，數(shù)控裝置模塊的速度、方向脈沖輸出口與進(jìn)給模塊中伺服驅(qū)動(dòng)器的速度、方向脈沖輸入口通過雙絞線連接;伺服驅(qū)動(dòng)器的編碼器位置脈沖輸出口與數(shù)控裝置位置脈沖輸入口相連接;伺服驅(qū)動(dòng)器電源輸入端可從電源總線取三相220V交流電；采用單芯導(dǎo)線將進(jìn)給模塊的開關(guān)量輸出口與數(shù)控裝置模塊的PLC輸入口連接，并將進(jìn)給模塊公共端與PLC輸入口公共端連接，即可構(gòu)成PLC輸入回路;將PLC輸出端與進(jìn)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(fù)極與PLC輸出端公共端連接，將電源正極與進(jìn)給模塊電源輸入端連接，即可構(gòu)成PLC輸出回路，通過PLC程序控制讀取各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)。
[0034]如圖6所示，該裝置使用主軸模塊時(shí)，數(shù)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(shù)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(shù)控裝置的PLC輸出端與主軸模塊開關(guān)量輸入端通過單芯導(dǎo)線相連接，并使用繼電器模塊中的24V直流電源，將電源負(fù)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(gòu)成PLC輸出回路，通過PLC程序控制變頻器的工作狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，包括臺(tái)柜和電氣部分，所述電氣部分包括電源模塊、數(shù)控裝置模塊、行程開關(guān)模塊、繼電器模塊、進(jìn)給模塊、主軸模塊和輔助模塊;所述數(shù)控裝置模塊分別與所述行程開關(guān)模塊、繼電器模塊、進(jìn)給模塊、主軸模塊、輔助模塊對(duì)應(yīng)連接;其特征為， 所述臺(tái)柜包括臺(tái)架上部的操作面板和下部的放置柜，所述臺(tái)柜頂部設(shè)置有用于防護(hù)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(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置未被操作時(shí)或操作時(shí)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(tái)架上;所述數(shù)控裝置模塊包含PLC部分； 所述臺(tái)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(guān)，連接兩個(gè)分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)，所述兩個(gè)分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)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(gòu)成電源總線，不同電源間互相隔離，并且各自具有分?jǐn)嚅_關(guān);供電總線貫穿整個(gè)所述臺(tái)柜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，其特征為:所述數(shù)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(shù)控裝置模塊的主軸脈沖輸入口相連接;所述數(shù)控裝置模塊的PLC輸出端與所述主軸模塊的開關(guān)量輸入端用單芯導(dǎo)線連接，所述繼電器模塊中的24V直流電源的負(fù)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(gòu)成PLC輸出回路，通過PLC控制變頻器的工作狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，其特征為:所述行程開關(guān)模塊上的常開觸點(diǎn)的公共端與所述PLC輸入點(diǎn)的公共端相連接，所述行程開關(guān)模塊上的常開觸點(diǎn)的另一端通過導(dǎo)線與PLC輸入點(diǎn)相連接，即構(gòu)成PLC輸入回路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，其特征為:所述數(shù)控裝置模塊的速度、方向脈沖輸出口與所述進(jìn)給模塊中伺服驅(qū)動(dòng)器的速度、方向脈沖輸入口通過雙絞線對(duì)應(yīng)連接;所述伺服驅(qū)動(dòng)器的編碼器位置脈沖輸出口與所述數(shù)控裝置模塊的位置脈沖輸入口對(duì)應(yīng)連接;所述進(jìn)給模塊的開關(guān)量輸出口與所述數(shù)控裝置模塊的PLC輸入口用單芯導(dǎo)線相連接，并將所述進(jìn)給模塊公共端與所述PLC輸入口公共端相連接，即可構(gòu)成PLC輸入回路;將PLC輸出端與進(jìn)給模塊輸入端連接，繼電器模塊中的24V直流電源負(fù)極與PLC輸出端公共端相連接，所述24V直流電源正極與進(jìn)給模塊電源輸入端相連接，即可構(gòu)成PLC輸出回路，通過PLC控制讀取各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，其特征為:所述數(shù)控裝置模塊為用脈沖式伺服指令的數(shù)控裝置，所述進(jìn)給模塊為用以脈沖指令伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的進(jìn)給模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)裝置，其特征為:所述數(shù)控裝置模塊為模擬電壓伺服指令的數(shù)控裝置，所述進(jìn)給模塊為以模擬電壓伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的進(jìn)給模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化數(shù)控實(shí)訓(xùn)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(shè)置有與所述滑槽對(duì)應(yīng)的滑塊。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK205451628SQ201521113806
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日
【發(fā)明人】張莉, 鄔寶寅, 鄭喜貴, 朱永剛, 王桂錄, 呂剛磊
【申請(qǐng)人】鄭州科技學(xué)院