基（jī）於單片機的數控機床故障模擬裝置的開（kāi）發-螺紋加工機床網-數控機床市（shì）場網

您現在的位置：螺（luó）紋加工機床網> 加工與維修>基於單片機的數控機床故障模擬裝置的開（kāi）發

基於單片機（jī）的數控機床故障模擬裝置（zhì）的開發

2017-11-29 來源：天津中德（dé）職（zhí）業技術學（xué）院作者：王春光（guāng），左維，張建新

摘要：數（shù）控維修技術教學過程中，數控（kòng）機床往往采用人工設置故障（zhàng）的方法，浪費時間、教學效率低。為了解（jiě）決這一問題，在（zài）THWSKW-2A教學儀器上開發了基（jī）於單片機的數控機（jī）床故障模擬裝置，包括開關電源、單片機、繼電器模塊組以及控製電路。經過實踐證明，該裝置操作方便，適用性高，可廣泛應用於數控機床維修、機電一體化、自動化等（děng）專業教學領域，開（kāi）發的教學實訓項目適合高職院校人才的（de）培（péi）養，具有推廣價（jià）值。

關鍵詞（cí）：單（dān）片機；數控機床（chuáng）；故障模擬；機（jī）床維修

0 引言

數控設備應（yīng）用（yòng）與（yǔ）維護專業課程《數控機床維修技（jì）術》、《數（shù）控係（xì）統（tǒng）結構與應用（siemens）》、《數控係統安裝與調試》和《數控機床故障分析與維（wéi）修》均以 THWSKW-2A 數控機床維修技能實訓考核裝置為主（zhǔ）要教學儀（yí）器。數控設備應用與維護專業教學（xué）中很大一（yī）部分是圍繞此裝置開展的（de），如線路連（lián）接，機床故障排除，係統參數等。在設置故障時，通常采用（yòng）的方法是人為斷路，如壓線皮，挑掉要斷路的電線，以及接空（kōng）線和更換壞（huài）件等[1]。

目前，設置故障時主要存在以下的問題[2-4]：（1）設置故障的過程中存在一（yī）定的危險性，有（yǒu）可能對（duì）實訓人員及（jí）設備造成損害；（2）設置故障耗時較長；（3）故障設置偶爾會由於人為因素設（shè）置不成功。為了解決這些問題，開（kāi）發了一種基於單（dān）片機的數控（kòng）機床故障模擬裝置，可廣泛應用於數控機床維修、機電一體化、自動化等專業教學領域，開發（fā）的教學實訓（xùn）項目適合高職院校人才的培養，具有推廣價值。

1 、故障模擬裝置的總體設計

為了讓數控機床故障模擬裝置設置故障時方（fāng）便快捷，並且能夠為數控裝置提供實時（shí）性的反饋信號，故（gù）障模擬裝置核心是由開關電源、單片機（jī）、繼電器模塊組、控製電路及控製（zhì）程序組成；首先由開關電源給單片機及繼電器模塊組供電，單（dān）片機經（jīng）編程，控製繼（jì）電器模塊組的工（gōng）作，利用繼電器模塊組的觸點來實現對主電路、控製電路及I/O點信號的通斷控製，來實現對機床中各個（gè）部分故障的設置。開關電源通過線路與單片機和繼電器模塊組連接，單片機和顯示屏（píng）通過（guò）J1接口連（lián）接，單片機通（tōng）過J2接口與繼（jì）電器模塊組連接，繼電器模塊組與控製（zhì）電路連接，控製數（shù）控機床上的數控（kòng）係統啟停、冷卻泵電機運動、主軸電機正反轉、換（huàn）刀動作、X 軸（zhóu）返參運動、Z 軸返參運動、三色燈（dēng）指示、X 軸超程硬限位報警、Z 軸超程硬限位（wèi）報警等。

2 、故障模擬（nǐ）裝置程序的設計

通過對故障設置裝置的遙控，來實現THWSKW-2A 型數控機床維修技能實（shí）訓裝置的五大部分：NC啟動、冷卻泵電機、主軸電機、電動刀架（jià）、機床返參等故（gù）障（zhàng）的設（shè）置與排除，且（qiě）在故障設置中，可（kě）以通過液（yè）晶屏（píng）顯（xiǎn）示直觀看到相應（yīng）故障的狀態[5-6]。

數控機床故障設（shè）置裝置的工作原理（lǐ）：由開（kāi）關電源給單片機及繼（jì）電器模塊組供電，單片機（jī）經編程，控製繼電（diàn）器模塊組的工作（zuò），利用繼（jì）電器模塊組觸點的通斷（duàn）來（lái）實現對主電路、控製電路及PLC I/O點信號的控製，來實現對機床中各（gè）個部分故障的設置。

通過（guò）遙控器按鍵（jiàn）的定義來實現（xiàn）數控機床故障設置與排除，按鍵的具（jù）體定義如（rú）表1所示。

3 、故障模擬裝置程序的編寫

THWSKW-2A 型數控（kòng）機床維修（xiū）技能實訓裝置采用 Fanuc 公司的 Fanuc 0imate-TC 數控（kòng）係統，包括：NC 係統、主軸裝置、I/O模塊、四方刀架、進給裝置、電源模塊和驅動裝置組成（chéng）。根據數控機（jī）床維修（xiū）技能實訓裝置（zhì）的控製原理圖，完成不同故障模擬功能程序（xù）的編寫。

數控機床的工作過程如下，機床通（tōng）電（diàn）開機→繼電器KA1線圈得電（diàn）→繼電器KA1常開觸點閉合（hé）→接觸器KM1線圈（quān）得電（diàn）→接觸器KM1主觸點閉合→變頻器上（shàng）電→PLC 輸出 Q0.0(Q0.1)

為 DC24V →繼電器 KA2(KA3)線圈得電→繼電器 KA2(KA3)常開觸點（diǎn）閉（bì）合→連接到（dào）變（biàn）頻器的端子STF(STR)和（hé）SD→變頻器三（sān）相輸出→主軸電機正(反)轉。根據（jù）數控機床維修技能實訓裝置的（de）工作流程，編（biān）寫程（chéng）序將（jiāng）其控製電路斷開，從而實現設置故障的目（mù）的（de），單片機（jī）編寫程序如圖2所示。

圖2 單片機程（chéng）序的編寫過程

4 、實驗驗證

數控機床故（gù）障（zhàng）模（mó）擬裝（zhuāng）置可實現數控機床（chuáng）故障的自動化（huà）設置，可以安全、準確、快捷的設置機床故（gù）障，故障點可遙控、可（kě）顯示、可更換、可拓展，數控機床故障設置裝置隨時可與實訓裝置脫離，不影響其正常工（gōng）作，此（cǐ）技（jì）術可在數控（kòng）機床故障診斷與維修（xiū）相關實訓設備中推廣（guǎng），方便在故障維修實訓教學中（zhōng）使用，如圖 3 所示，為數控機床（chuáng）故障模擬（nǐ）裝（zhuāng）置（zhì）實驗過程。

圖3 數控機床（chuáng）故障模擬裝置實驗過程

投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係（xì）本網編輯部（bù），郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關（guān）信息

名企推（tuī）薦

業（yè）界視點

| 更多

行業數據

| 更多

博（bó）文選萃

| 更多