数控实训基地实训项目与设备配置建议方案.docx
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数控实训基地实训项目与设备配置建议方案
附件一
数控技术国家示范性实训基地实训项目与设备配置建议方案
数控技术实训基地主要面向数控技术应用及相关专业,能够完成数控设备的操作、装调、维修等实训任务,可满足职业教育实践教学和各类培训的需要。
数控设备配置坚持“够用为度、数量足够”的原则,选择目前大部分企业常用的工业级典型数控设备,避免片面追求设备的“高、精、尖、洋”的倾向,使有限的专项经费发挥出最大的效用。
在总经费一定的条件下,应保证实训基地的设备台套数量达到40台左右,与数控技能人才的培养规模(每个实训基地每年培养400人次,并具备为周边职业院校共享的一定能力)相匹配,最大限度地保证为每个学生提供足够时间的、高质量的、“真刀真枪”的实际技能训练的能力。
应积极开展创新运行机制,开展与企业的各种形式的产学合作,发挥对外辐射的功能,实现优质教育资源共享的职能。
一、开设的实训项目
表1实训项目
序号
实训项目名称
实训内容
使用设备名称
1
数控机床拆装实训
1、数控机床的组成及数控机床机械结构的特点认识与使用
2、数控机床功能部件的认识与装配
1)数控机床主传动及主轴部件结构;
2)滚动丝杠副的结构;
3)四轴工作台的结构;
4)刀库及换刀机构的认识与装配;
5)电动刀架的结构与使用。
3、数控机床部件的故障诊断与维修实验
数控机床主轴部件,进给部件,工作台,换刀机构,电动刀架
2
数控机床精度检测与补偿技术实训
1、数控机床精度检测、调试
1)机床精度检测原理;
2)机床精度现场检测分析;
3)数控机床精度调试。
2、数控机床的监控与补偿技术
数控车、铣床
3
数控系统构成、连接与调试实训
1、数控综合试验台连接与调试实训
(1)数控综合试验台的结构;
(2)数控装置基本连接;
2、数控系统接口的认识及连接
3、低压控制电路及PLC的控制与应用
4、数控系统传感器的选型与应用
5、数控机床电气控制系统设计
6、数控机床电磁兼容设计及实验
7、数控装置的参数设置及实验
8、数控机床运行调试实训
9、数控系统EMC设计及应用
数控综合实验台
4
手工编程与仿真加工实训
1、数控车床编程与仿真加工
1)数控程序结构、格式及指令体系的掌握;
2)各系统基本操作的了解;
3)数控车床基本加工工艺的了解。
2、数控铣床编程与仿真加工
1)数控程序结构、格式及指令体系的掌握;
2)各系统基本操作的了解;
3)数控铣床基本加工工艺的了解。
3、加工中心编程与仿真加工。
1)数控程序结构、格式及指令体系的掌握;
2)各系统基本操作的了解;
3)加工中心基本加工工艺的了解。
仿真软件
5
数控车床编程与操作实训
1、数控车床程序编辑的掌握
2、数控车床基本操作的掌握
3、数控车床系统功能的技巧应用
4、数控车削中零件的装夹、定位及加工
5、典型轴、套、盘类零件的编程及加工工艺分析
数控车床
6
数控铣床编程与操作实训
1、数控铣床程序编辑的掌握
2、数控铣床基本操作的掌握
3、数控铣床系统功能的技巧应用
4、数控铣削中零件的装夹、定位及加工
5、典型模具、箱类、结构类零件的编程及加工工艺分析
数控铣床
7
数控加工中心编程与操作实训
1、加工中心程序编辑及基本操作的掌握
2、加工中心系统功能的技巧应用
3、零件的装夹、定位及加工
4、刀具预调仪的了解
5、典型模具、箱类、结构类零件的编程及加工工艺分析
加工中心
刀具预调仪
8
数控电火花成型、线切割机床原理、编程与操作实训
1、数控电火花成型、线切割机床工作原理的了解
2、数控电火花成型、线切割机床结构的了解
3、数控电火花成型、线切割机床的程序编辑
4、数控电火花成型、线切割机床的基本操作及加工参数的设置
5、典型模具零件的编程及加工工艺分析
数控线切割机床
数控电火花线成型机床
9
数控激光切割、焊接、打标雕刻机床原理、编程与操作实训
1、数控激光切割、焊接、打标雕刻机床工作原理的了解。
2、数控激光切割、焊接、打标雕刻机床结构的了解。
3、数控激光切割、焊接、打标雕刻机床的程序编辑。
4、数控激光、焊接、打标雕刻切割机床的基本操作及加工工艺参数的设置。
数控激光切割机
数控激光焊接机
数控激光打标雕刻机
10
CAD/CAM系统与自动编程实训
1、零件的造型实训
2、工艺参数选择及刀具加工路径设计
3、刀具加工路径的编辑与显示及仿真加工
4、数控程序的后置处理
5、程序传输
CAD/CAM软件
11
数控机床故障检测与维修实训
1、数控机床维护的基本要求和故障处理方法
2、常用的故障自诊断技术
3、常用的故障检查方法
4、数控机床常见故障及处理
5、数控机床维修维护实训
数控综合实验台
12
数控机床安装、调试、验收实训
1、数控机床安装准备
2、数控机床就位与安装
3、数控机床调水平
4、数控机床功能调试与检查
数控机床
13
数控机夹刀具及切削实训
1、数控机夹刀具结构的认知及刀具安装实训
2、各类刀具工艺用途的了解及实训
3、数控机床工具系统的了解及选用
4、刀具材料的认知及选用
5、刀具几何参数的认知及加工实训
6、刀具切削参数的选用及加工实训
数控机夹刀具
二、数控设备建议配置
注:
以上设备数量与型号,可根据总经费情况、已有设备情况等进行灵活配置
序号
设备名称
基本规格
驱动系统
数量(台)
推荐机床
参考单价
(万元)
1
数控车床及车削中心,总投入控制在150万元左右
15
数控车床
最大回转直径:
≥320mm
X/Z轴行程:
≥180/≥600
主轴功率:
≥3.7KW
定位精度(全程):
Z:
0.04mmX:
0.03mm
重复定位精度:
Z:
0.016mmX:
0.012mm
执行标准:
JB/T8324
X/Z轴交流伺服电机:
≥4Nm/≥6Nm
主轴变频调速:
75-2000rpm
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
3、推荐机床3;
4、推荐机床4;
5、推荐机床5;
6、推荐机床6
7.9
数控车床
最大回转直径:
≥360mm
X/Z轴行程:
≥180/≥600mm
主轴功率:
≥3.7KW
定位精度(全程):
Z:
0.04mmX:
0.03mm
重复定位精度:
Z:
0.016mmX:
0.012mm
执行标准:
JB/T8324
X/Z轴交流伺服电机:
≥4Nm/≥6Nm
主轴变频调速:
75-2000rpm
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
3、推荐机床3
8.8
数控车床
最大回转直径:
≥400mm
X/Z轴行程:
≥220/≥750mm
主轴功率:
≥5.5KW
定位精度(全程):
Z:
0.04mmX:
0.03mm
重复定位精度:
Z:
0.016mmX:
0.012mm
执行标准:
JB/T8324
X/Z轴交流伺服电机:
≥4Nm/≥6Nm
主轴变频调速:
100-2000rpm
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
3、推荐机床3;
4、推荐机床4
9.8
经济型数控车床
最大回转直径:
≥320mm
X/Z轴行程:
≥170/≥600
主轴功率:
≥2.2KW
定位精度(全程):
Z:
0.04mmX:
0.03mm
重复定位精度:
Z:
0.016mmX:
0.012mm
执行标准:
JB/T8324
X/Z轴五相混合式步进电机:
≥5Nm/≥10Nm
主轴变频调速:
35-2180rpm
推荐机床
5.9
斜床身全功能数控车床
床身上最大回转直径:
≥400mm
最大工件长度:
400-500mm
主轴功率:
≥5.5KW
定位精度(全程):
Z:
0.025mmX:
0.016mm
重复定位精度:
Z:
0.01mmX:
0.007mm
执行标准:
GB/T16462
X/Z轴交流伺服电机:
≥6Nm/≥7.5Nm
主轴伺服控制:
45-3000rpm
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
3、推荐机床3
29
选项:
车削加工中心
床身上最大回转直径:
≥400
最大车削直径:
200-400
最大工件长度:
400-600mm
主轴速度:
40-4000rpm
伺服主轴电机功率:
≥11KW
定位精度(全程):
Z:
0.025mmX:
0.016mm
重复定位精度:
Z:
0.01mmX:
0.007mm
执行标准:
GB/T16462
刀位数:
8-12
刀架快移速度:
X/Z:
≥12/≥16m/min
X向行程:
≥200mm
Z向行程:
≥320mm
1、推荐机床1;
2、推荐机床2
69
2
数控铣床及加工中心,总投入控制在250万元左右
14
立式数控铣床
X/Y/Z轴行程:
≥400/≥300/≥360mm
工作台尺寸:
≥700×≥300mm
主轴功率:
≥2.2KW
主轴变频调速:
60-3000rpm
定位精度(全程):
0.04mm
重复定位精度:
0.02mm
执行标准:
JB/T8329
X/Y/Z轴交流伺服电机
≥4.5Nm/≥4.5Nm/≥6Nm
快速移动速度:
X/Y/Z:
≥8/≥8/≥8m/min
推荐机床;
11
立式数控铣床
X/Y/Z轴行程:
≥500/≥300/≥400mm
工作台尺寸:
≥700×≥300mm
主轴功率:
≥3.7KW
主轴变频调速:
60-4000rpm
定位精度(全程):
0.04mm
重复定位精度:
0.02mm
执行标准:
JB/T8329
X/Y/Z轴交流伺服电机
≥6Nm/≥6Nm/≥6Nm
快速移动速度:
X/Y/Z:
≥8/≥8/≥8m/min
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
3、推荐机床3;
4、推荐机床4
16
立式数控铣床
X/Y/Z轴行程:
≥600/≥400/≥500mm
工作台尺寸:
≥800×≥400mm
主轴功率:
5.5/7.5KW
主轴变频调速:
60-4000rpm
定位精度(全程):
0.04mm
重复定位精度:
0.02mm
执行标准:
JB/T8329
X/Y/Z轴交流伺服电机
≥11Nm/≥11Nm/≥11Nm
快速移动速度:
X/Y/Z:
≥8/≥8/≥8m/min
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
3、推荐机床3;
4、推荐机床4;
5、推荐机床5
21
立式数控铣床
X/Y/Z轴行程:
≥800/≥500/≥520mm
工作台尺寸:
≥900×≥500mm
主轴功率:
7.5/11KW
主轴变频调速:
60-4000rpm
定位精度(全程):
0.04mm
重复定位精度:
0.02mm
执行标准:
JB/T8329
X/Y/Z轴交流伺服电机
≥11Nm/≥11Nm/≥14Nm
快速移动速度:
X/Y/Z:
≥8/≥8/≥4m/min
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
25
经济型数控铣床
X/Y/Z轴行程:
≥500/≥300/≥360mm
工作台尺寸:
≥700×≥300mm
主轴功率:
≥1.5KW
主轴变频调速:
60-2000rpm
定位精度(全程):
0.06mm
重复定位精度:
0.03mm
执行标准:
JB/T7421.1-94
X/Y/Z轴五相混合式步进电机
≥10Nm/≥10Nm/≥10Nm
快速移动速度:
X/Y/Z:
≥3/≥3/≥3m/min
推荐机床
9
加工中心
X/Y/Z轴行程:
≥600/≥400/≥500mm
工作台尺寸:
≥800×≥400mm
最大承载重量:
≥300kg
主轴功率:
5.5/7.5KW
主轴转速:
60-6000rpm
刀库容量:
≥16
定位精度(全程):
0.025mm
重复定位精度:
0.015mm
执行标准:
JB/T8771.4
X/Y/Z轴交流伺服电机
11Nm/11Nm/11(16)Nm
快速移动速度:
X/Y/Z:
≥8/≥8/≥8m/min
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
3、推荐机床3;
4、推荐机床4;
5、推荐机床5
27
选项:
加工中心
X/Y/Z轴行程:
≥800/≥500/≥520mm
工作台尺寸:
≥900×≥500mm
最大承载重量:
≥400kg
主轴功率:
7.5/11KW
主轴转速:
60-6000rpm
刀库容量:
≥16
定位精度(全程):
0.025mm
重复定位精度:
0.015mm
执行标准:
JB/T8771.4
X/Y/Z轴交流伺服电机
≥11Nm/≥11Nm/≥16Nm
快速移动速度:
X/Y/Z:
≥8/≥8/≥8m/min
1、推荐机床1;
2、推荐机床2;
3、推荐机床3;
4、推荐机床4;
5、推荐机床5;
6、推荐机床6;
7、推荐机床7
30
3
选项:
特种加工数控机床,总投入控制在50万元左右
6
数控电火花成型机床
工作机头行程:
200-300mm
工作台尺寸:
(400-600)×(200-300)mm
X/Y/Z轴行程:
300-500/200-300/300-400mm
最大电极重量:
30-50kg
最大加工速度:
300-450㎜3/min
推荐机床
7
数控快走丝线切割机床
切割最大锥度:
20°-30°/H=100
工作台面积:
400-500×600-800mm
切割最大厚度:
100-300mm
最大工件重量:
500kg
X/Y轴行程:
400-500/300-400
U/V轴行程:
50-70mm/50-70mm
加工精度:
0.015mm
面粗糙度:
Ra≤2.5
推荐机床
7
数控(CO2)激光切割机
最大功率60W;
最大切割速度9000mm/min~12000mm/min
最大雕刻速度9000mm/min~24000mm/min
分辨率0.025mm;
定位精度0.025mm;
重复精度0.1mm;
最小切割汉字3mm;
最小切割西文2mm;
最小雕刻汉字1.5mm;
最小雕刻西文0.8mm;
推荐机床
9
数控(YAG)激光焊接机
激光介质Nd:
YAG
激光波长(nm)1064
光斑直径(mm)Φ7
平均输出功率(W)180
最大单脉冲宽度(J)50
激光脉冲宽度(ms)0.3-20
重复频率0-200
供电电源3Φ380VAC
推荐机床
18.8
数控(CO2)激光标记雕刻机
激光工作介质CO2
激光输出功率10W
最大打标范围(可选)70mm×70mm、110mm×110mm、175mm×175mm
最大直线打标速度7000mm/s
尺寸1250mm×1450mm×1300mm
供电及用水单相,220V,1~3KW,去离子水
重量150Kg
推荐机床
14.8
5
数控系统
综合实验台
供学生培养编程、数控系统电气设计、安装、调试、维修等实际动手能力。
整个实验系统模块化设计,可组合、扩展。
工作台面尺寸(宽×长):
≥220mm×300mm
工作台最大行程:
≥200mm/200mm
主轴:
0.5-1Kw,100-1390rpm
X轴:
1-2Nm
Z轴:
0.5-1Nm
Z轴采用交流伺服驱动单元与交流伺服电机驱动,并安装光栅尺,可进行半闭环和全闭环控制实验。
主轴电机功率:
0.55KW
主轴最大扭矩≥3.5Nm
8
推荐设备
7
6
选项:
先进制造技术装备,总投入控制在40万元左右
1~2
三坐标测量机
测量尺寸范围:
700-1000mm×600-500mm×300-400mm
1
40
刀具预调仪
测量精度0.001mm,可测量尺寸100-180mm×300-400mm,光学投影
1
7
快速成型机
成型空间:
L(mm)Xw(mm)Xh(mm)
450x350x350
激光器:
50W
成型材料:
热熔树脂涂覆纸
电源要求:
50Hz,220V,10A.
安全措施:
故障自动停机。
推荐机床
26
真空注型机
真空室内腔尺寸(mm):
700X500X1200
最大浇注尺寸(mm):
680X480X540
最大浇注材料量(L):
2.5
排速(抽速):
60m3/h真空度≥50Pa
推荐机床
12
7
CAD/CAM
应用软件
线框造型、曲面造型、实体造型;平面、空间刀具轨迹生成;适应多种控制系统的后置处理
50
0.15
8
数控模拟
仿真软件
车削加工模拟仿真
铣削加工模拟仿真
50
0.1
9
计算机
P4/1.5G/256M/80G
50
0.45
10
各种刀具
数控车床、数控铣床、加工中心、车削中心所用的刀柄、刀具
5
11
其它
设备的吊装、铲运、就位
2
注:
以上机床,是企业常用规格的数控设备。
其设备报价,参考了2004年第一批教育部实训基地的中标价格。
以上配置,非必须的配置,可根据职业院校培养人才的实际规格定位,根据需要进行调整。
例如,假如某中职院校主要定位在培养二维的编程、操作人员,可以适当增加数控车床的台套数。
而高职院校可适当增加数控铣床(三维)和维护维修的实验设备。
三、数控系统的配置、功能和性能基本要求建议
注:
以下指标,非必须配置的功能,可根据实际需要调整。
一).数控车床、车削中心数控系统基本功能要求
1.数控系统配置与功能的要求
(1)控制轴数:
2
(2)联动轴数:
2
(3)最小设定单位:
0.001毫米
(4)最大编程尺寸:
≥8位
(5)程序数据断电保护与存贮功能,用户程序可断电储存容量≥256KB
(6)半闭环控制,数控系统具有位置检测反馈信号输入接口
(7)进给轴驱动系统:
数字交流伺服驱动+适用于轨迹控制的永磁同步交流无刷伺服电机
(8)主轴系统:
变频器+变频主轴电机(数控车床)
数字交流伺服主轴驱动+伺服主轴电机(斜床身车床、全功能数控车床、车削中心)
(9)进给修调、快速修调和主轴转速修调三种控制功能,修调范围达到50-150%。
(10)自动加减速控制方式:
S型加速/减速控制
(11)系统参数和PLC备份与恢复功能
(12)7英寸以上彩色液晶显示器,分辨率≥640×480象素(数控车床)
10英寸以上彩色液晶显示器,分辨率≥640×480象素(斜床身车床、全功能数控车床、车削中心)
(13)显示屏亮度手动和自动调节功能
(14)图形显示:
彩色实体图形实时动态显示刀具轨迹和零件形状
(15)空运行、模拟加工和图形化程序校验功能
(16)实时加工参数显示功能:
机床坐标系、工件坐标系、实时跟踪误差、实时剩余进给量、指令位置、实际位置实时显示等
(17)汉字菜单
(18)编辑功能(包括后台编辑功能)
(19)蓝图编程功能
(20)在线帮助功能:
提供编程帮助和图例
(21)断点保存与恢复功能
(22)从指定的任意行运行加工功能
(23)程序跳段功能
(24)故障监控、诊断与报警功能
(25)历史故障记忆功能
(26)间隙及螺距误差补偿功能,补偿点数≥128点
(27)跟踪误差允差设定与报警功能
(28)工作状态显示灯:
每个模态键上应有状态指示灯,使用户操作直观明了。
(29)手动/自动/单步/MDI等多种运行方式
(30)行程极限的软件、硬件限位功能
(31)2种以上(包括2种)刀偏设定形式,可自动计算刀偏值。
(32)主轴编码器
(33)电子手轮
手持单元(含电子手轮、轴选择波段开关、倍率选择波段开关、使能开关、急停按扭、弹簧电缆等,适用于斜床身、全功能数控车和车削中心)
(34)局域网(以太网)连接功能或有计算机通讯接口,实现数控机床联网
(35)DNC接口通讯功能
(36)可外接101键盘的接口
(37)具有扩展软驱、硬盘的接口,可装载和存储大量加工程序
(38)具有系统软件可持续升级的能力,可提供二次开发工具软件包
(39)数控系统生产厂家通过ISO9000质量体系认证。
近2年内,通过国家技术监督局质量抽查。
2.数控系统编程功能要求:
(1)直线、圆弧、螺旋线、正弦线插补功能
(2)螺纹功能(公制,英制)、多种螺纹切削固定循环、多头螺纹加工功能
(3)多种粗精车削加工固定循环、复合循环:
内(外)径切削循环、端面切削循环、螺纹切削循环、
内(外)径粗车复合循环(带凹槽功能)、端面粗车复合循环、闭环轮廓复合循环、螺纹切削
复合循环
(4)公制/英制输入功能
(5)直径/半径编程
(6)绝对值/增量值编程
(7)每分钟/每转进给功能
(8)刀具偏置和补偿功能,刀具位数:
≥70把,刀具偏置存储器:
≥70个
(9)刀尖圆弧半径补偿、长度补偿功能
(10)自动换刀功能
(11)倒直角、圆角功能
(12)小线段连续高速加工功能和准确定位功能
(13)恒线速切削功能
(14)坐标系可编程的零点偏置功能
(15)四重以上子程序调用功能
(16)参数编程、宏程序编程功能,支持逻辑运算、函数运算、条件判别和循环语句
(17)标准的G功能、M功能、T功能,数控编程指令与国际标准兼容,支持常用CAD/CAM系统生成的数控加工程序。
二).铣床、加工中心数控系统基本功能要求
1.数控系统配置与功能的要求
(1)控制轴数:
3
(2)联动轴数:
3
(3)具有第四轴的扩展能力
(4)最小设定单位:
0.001毫米
(5)最大编程尺寸:
≥8位
(6)程序数据断电保护与存贮功能,用户程序可断电储存容量≥512KB
(7)半闭环控制,数控系统具有位置检测反馈信号输入接口
(8)进给轴驱动系统:
数字交流伺服驱动+适用于轨迹控制的永磁同步交流无刷伺服电机
(9)主轴系统:
变频器+变频主轴电机(数控铣床)
数字交流伺服主轴驱动装置+伺服主轴电机(加工中心)
(10)进给修调、快速修调和主轴转速修调三种控制功能,修调范围达到10-150%。
(11)自动加减速控制方式:
S型加速/减速控制
(12)系统参数和PLC备份与恢复功能
(13)7英寸以上彩色液晶显示器,分辨率≥640×480象素(工作台面尺寸为300mm×1000mm的数控铣床)
10英寸以上彩色液晶显示器,分辨率≥640×480象素(工作台面尺寸≥400mm×1000mm的数控铣床和加工中心)
(14)显示屏亮度手动和自动调节功能
(15)图形显示:
三维彩色图形实时动态显示刀具轨迹
(16)空运行、模拟加工和图形化程序校验功能
(17)实时加工参数显示功能:
机床坐标系、工件坐标系、实时跟踪误差、实时剩余进给量、指令位置、实际位置实时显示等
(18)汉字菜单
(19)编辑功能(包括后台编辑功能)
(20)蓝图编程功能
(21)在线帮助功能:
提供编程帮助和图例
(22)断点保存与恢复