数控编程毕业论文：数控机床维修综合实验与培训系统.doc

第 24卷第 2期2007年 2月机 电 工 程M ECHAN ICAL & ELECTR ICAL ENGIN EER IN G MAGAZIN EVol. 24 No. 2Feb. 2007数控机床维修综合实验与培训系统孙慧平 ,翟志永 ,张海英(宁波职业技术学院 机电工程系 ,浙江 宁波 315800)摘 要 :介绍了一种结合数控技术应用教学需要与数控机床操作工 、调装维修工技能培训需要 ,既能进行数控机床 、 控原理和数控维修实训 ,又能进行毕业设计 ,还能完成数控机床技能考试的综合实验与培训系统 。实践证明 ,该系统有利于提高学员的综合分析和操作能力 。关键词 :数控机床 ;维修 ;培训中图分类号 : TP311. 52 文献标识码 : B文章编号 : 1001 - 4551 ( 2007) 02 - 0068 - 03Syn thetic ma in tenance exper im en ts and tra in ing system for num er ic con trol mach ines(D epartm ent of M echanical and Electrical Engineering, N ingbo Polytechnic, N ingbo 315800, China)Abstract: Combining with the need of teaching of numeric control technology and training for operation and maintenanceworker, a kind of synthetic experim ent and training system were introduced. U sing the system , not only the training of NCmachines, NC p rincip le were done, but also the design for graduation, accomp lish the synthetic experim ent and trainingsis and operational ability.Key words: numeric control (NC) machine; maintenance; training0 前 言各大中专院校 、 工学校 、 控培训机构以及数控机床生产商急需一种既可以用于数控加工操作 ,又能随时模拟各种故障 ,并便于管理 ,能够同时满足数控技术应用教学和数控机床操作 、数控机床安装调试与维修技能培训 、考试需要的数控机床维修综合实验与培训系统 ,以用于数控应用型人才与数控 1, 2 图 1 数控机床维修综合培训系统的组成本研究介绍了一种综合实验与培训系统的研制 。理 、 卷发布 、 绩或培训效果评定以及结果输出等1 设计方案任务 ; 学生机作为数控机床的控制器 , 用于控制数控为提高设备使用率 ,降低数控技术应用专门人 机床的运动 、 布自动设障命令和采集手动排障信才培养 、 训成本 ,本系统集数控加工生产 、数控编 息 ;数控系统综合实验台是本系统的命令执行机构 ,程与模拟加工 、 障设置与排除于一体 ,同时具有试 可以采用数控机床模拟机或工业型数控机床 , 用于题发布与批改功能 , 采用智能化 、网络化设计 ,其组 完成数控原理 、 工编程 、 障模拟与排除等项目训成 ,如图 1 所示 。 练 。整个实验与培训系统由网络总线连接 , 构成一本系统由教师机 、学生机和数控系统综合实验 调台 3 大部 分 组 成 。教 师 机 承 担 实 验 与 培 训 过 程 管 节网络规模和应用范围 。收稿日期 : 2006 - 07 - 31作者简介 :孙慧平 ( 1965 - ) ,男 ,浙江衢州人 ,主要从事 CAD /CAM 和机械设计方面的教学与研究 。数SUN Hui2p ing, ZHA I Zhi2yong, ZHANG Hai2yingsystem for NC machines were done. Experience results that, the system had an advantage of imp roving the synthetic analy2机床售后服务人员的培养 、 训培。个局域网 , 并可根据实际情况动态组合功能单元 、技 数试 成发培故加 故第 2期孙慧平 ,等 :数控机床维修综合实验与培训系统692 系统构成本系统由软 、硬件两部分组成 。硬件结构采用模块化设计 ,控制软件采用服务器 - 客户机模式 。图 2 系统硬件示意图采用西门子数控系统的数控机床模拟机硬件组成 ,如图 2 所示 。其中 ,教学与培训系统显示界面与西门子数控系统操作界面采用一体两面设计 ,即正面为西门子数控系统操作界面 ,背面为计算仿真界面 。计算机仿真界面设计含 FANUC、三菱 、华中 等国内常见 数 控 系 统 , 可 以 通 过 控 制 软 件 中 的 系 统设置模块 进 行 切 换 , 显 示 用 户 所 需 的 数 控 系 统 操作界面 。操作界面中的 各按 钮 图 标 布 局 与 实 际 数3 系统特点系统集数控编程 、 工操作 、安装调试 、故障诊断与维修维护于一体 ,可组合 、可扩展 ; 软件能够仿真德国西门子数控系统 、 本发那科数控系统 、 本三菱数控系统 ,实现一机多用 ;能够通过网络动态重构数控机床故障 ,模拟故障产生的多样性 ,达到维修维护技能培训等目的 ;可实现教师机自动设障 ,考试题自动产生 、 动评分等功能 ,并可实现网络化传输和监控 ;实验系统的操作均采用 24 V 的安全电压 ,确保人身安全 。4 功能简介本系统中的数控系统综合实验台是一种工业型数控机床与模拟机床相结合的二合一设备 ,可以单独作为基本型数控机床使用 ,完成数控编程与操作训练 。与常规工业型数控机床不同的是电控柜的布局与功能设计 ,为便于数控原理与机床故障诊断教学与训练 ,将各元器件布置在开放式的大平板控制柜中 ,并增加了故障设置控制 PLC和相应的执行元件 。对故障设置控制元件作隐蔽设计 ,一般学员只能看到数控机控系统操 作 界 面 完 全 相 同 , 通 过 触 摸 屏 操 作 可 达床控制元件 ,不会影响数控原理的教学与训练3。到与操作 实 际 数 控 系 统 完 全 相 同 的 效 果 , 控 制 数控机床模 拟 机 各 种 动 作 。 XY轴 电 机 驱 动 模 块 、Z轴电机驱动模块和 主轴 电机 驱 动模 块 采 用 快 换 接口设计 ,用户可以根 据需 要 选配 不 同的 驱 动 单 元 。各排障按钮的功能 可以 根据 用 户的 操 作 习 惯 进 行自定义和扩充 。综合实验与培训系统的软件组成 ,如图 3 所示 。服务器部分主要用于对成组设备的控制 、试题的发布与技能考核 。客户机部分可以与数控机床模拟机一体化设计 ,也可以独立设置客户机 (学生机 ) 。一体化设置时 , 客 户 机 可 以 操 作 模 拟 机 床 ; 独 立 设 置时 ,只能进行屏幕仿真操作 ,不能控制数控机床 。图 3系统控制软件示意图在控制柜的正面绘制有数控机床电气原理图 ,并设置测量点 。学员可以根据数控机床故障征兆 ,测量各电气元件的工作参数以查找与排除电气故障 。本系统还设计有数控机床进给传动十字滑台 ,用于数控机床机构结构部分的原理与排故训练 ,其主要参数 ,如表 1 所示 。表 1 进给传动十字滑台技术参数十字滑台尺寸 /mm 320 220主轴电机功率 / kW 0. 55-1主轴扭矩 /N m 35Z X、进给电机扭矩 (功率 ) /N m (W )0. 8 0. 64 ( 200)Z向行程 /mm 300X向行程 /mm 200-1-15 结束语本系统提高了教学训练效果 ,使模拟故障更贴近生产实际 ,实现了多个数控系统的界面转换 。(下转第 73 页 )加日 日自10021390主轴转速 / rm inZ向最大快移速度 /m m in4X向最大快移速度 /m m in4Y第 2期赵 亮 ,等 :基于 DSP平台的微型 UAV 视觉系统73的图像识别功能并结合多传感器融合技术 ,向飞行控制系统提供飞行参量 ,完成微型 UAV 的自主降落 。参考文献 :图 4 微型 UAV识别到图标的效果图botics and Automation, 2003, ( 12 ) : 371 - 381.5 结束语 2 谷口庆治 . 数字图 像处理 : 基 础篇 M . 北 京 : 科学出版社 , 2002. 3 孙亦南 ,刘伟军 , 王越超 , 等 . 一种用于圆检测的改进Hough变 换 方 法 J . 计 算 机 工 程 与 应 用 , 2003, 39(20) : 35 - 37.组成部分 。今后的主要研究方向将是利用视觉系统编辑 :罗向阳 (上接第 64 页 )参考文献 : 电子工业出版社 , 2003. 1 刘增良 . 模糊技术与神经 网 络 技 术 选 编 ( 5 ) M . 北 4 刘 军 ,刘 丁 ,白华煜. 模糊神经网络控制器参数修京 :北京航空航天大学出版社 , 2001. 正方法研究 J . 仪器仪表学报 , 2005, 26 (1) : 104 - 106. 2 陶永华 . 新型 P ID 控制及其应用 M . 北京 : 机械工业 5 徐春梅 ,尔联洁 ,刘金琨. 动态模糊神经网络及其快速自出版社 , 2002. 调整学习算法 J . 控制与决策 , 2005, 20 (2) : 226 - 229. 3 刘金琨 . 先进 P ID 控制及其 MATLAB 仿真 M . 北京 : 编辑 :李 辉 (上接第 69 页 )参考文献 : 械设计与制造 , 2006, 44 ( 2 ) : 79 - 81. 3 杨德先 ,游志成 , 易长松 , 等 . 复杂电力系统综合实验ic numerical control part p rogramm ing D . Departm ent 培训系统的研制 J . 实验技术与管理 , 2005, 22 ( 10 ) :of Computer Science, The University of U tah, 1997. 68 - 71. 2 龚 敏 ,陈友东 . 数控技术及开放式数控系统 J . 机 编辑 :李 辉 机电工程 志 2006年编委会会议在杭州召开浙江机电工程 杂志社 2006 年编辑委员会会议于近 础上 ,提出了 2007年的工作任务 。日在浙江大学玉泉校区召开 。杂志社编委会主任 、 江大学 杂志编委会主任 、 江大学党委常务副书记陈子辰教授党委常务副书记陈子辰教授等出席了会议 。 就杂志下一步的发展提出了三方面的要求 :一是要明确办刊杂志社赵群社长主持会议 ,他首先代表杂志社作了关于 方向 ;二是要 不 断 提 高 刊 物 质 量 ; 三 是 要 加 强 编 辑 部 自 身杂 建设 。年里 机电工程 志抓住各种有利条件与机遇 ,加大编辑 会上 ,浙江大学唐任仲教授 、 江工业大学计时鸣教授 、杭州电子科技大学张云电教授等十余位编委就杂志社的进全年来稿量 、 稿量 、 行量 、 利水平均创历史新高 。杂志 一步发展壮大 、进 入 核 心 期 刊 、争 取 E I收 录 提 出 了 宝 贵 意社网站顺利开通 ,影响因子等文献计量指标继续位居全国机 见 ,为杂志社的长远发展奠定了基础 。械仪表类期刊前列 ,本刊荣获 2005 2006 年度浙江省优秀 通过本次会议 ,增进了杂志社编委会各成员之间的信息科技期刊奖 。 交流 ,促进了 杂 志 社 更 加 完 善 的 发 展 , 相 信机 电 工 程 在随后 ,赵群社长在肯定了杂志社 2006 年工作成绩的基 2007年将迈上新的台阶 。