一种机床数控系统拆卸组装学习实验台的制作方法

本实用新型涉及机床数控技术领域，尤其涉及一种机床数控系统拆卸组装学习实验台。

背景技术：

教育技术装备是教育改革进程的重要环节，在教学实验与实训、技能培训和考核，应知应会等鉴定方面，在理论与实践相结合，教学与生产相联系及培养学生动手能力、思维能力、创新能力有着不可替代的作用，正确使用及保养至关重要，不仅能方便师生的工作和学习，而且能延长设备的使用寿命和应用周期，更能发挥有形资产的功能、培育无形资产的人才。

但是，在传统的数控机床机械拆装实训中，一般采用真实机床来进行机械拆装训练，其教学成本高，机床部件重量大，很难开展大范围拆装与精度检测教学。且在数控机床进行外围控制电路学习实践还存在如下弊端：1、机床本体通电电压为强电，学生实训时安全隐患较多。2、机床电器箱线路集中，学生实训时很难做到人人动手。3、电器箱内线路复杂，很多线路通过机床内部排线布局，实训讲解时学生很难直观的了解各线路控制输出输入信号的走势。

技术实现要素：

为克服现有技术中的问题，本实用新型提出的一种机床数控系统拆卸组装学习实验台，包括一操作实验台，及成模块化地通过螺丝可拆卸地设置于所述操作实验台上的如下组件模块：

机床外围电路模块，包括供电单元、空气开关断路器、主控制器、操作控制面板、控制组件，以及用于连接所述机床外围电路模块内各元件的连接电缆；所述供电单元、所述空气开关断路器、所述主控制器依次连接，所述操作控制面板、所述控制组件均与所述主控制器连接；其中，所述连接电缆可拆卸地与各元件电气连接；

用于模拟机床内部工作灯的机床工作灯模块，其与所述控制组件连接；

用于模拟机床切削液供给装置的机床切削液喷淋控制模块，其与所述控制组件连接；

用于模拟机床主轴装置的主轴控制模块，其与所述主控制器连接；

用于模拟机床排屑装置的排屑机控制模块，其与所述控制组件连接；及

用于模拟机床刀库的机床刀库模拟模块，其与所述控制组件连接。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，进一步包括设置于所述操作实验台表面的集线槽，所述连接电缆沿所述集线槽整齐排布。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，进一步包括设置于所述操作实验台表面的接线端子排，所述接线端子排具有多组连接端子，所述连接电缆可拆卸地与所述接点端子连接。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，所述控制组件包括电磁阀、液压阀、继电器；所述电磁阀和所述液压阀分别与所述继电器连接；其中，所述机床工作灯模块、所述排屑机控制模块、所述机床切削液喷淋控制模块分别和所述继电器连接；所述液压机构电控模块和所述液压阀连接；所述机床刀库模拟模块和所述电磁阀连接。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，所述机床工作灯模块为led机床工作灯，所述led机床工作灯可拆卸地安装在所述操作实验台的表面，所述机床工作灯通过连接电缆可拆卸地和所述继电器连接。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，所述机床切削液喷淋控制模块包括一个直流水泵、一个储水罐及管道，所述直流水泵通过管道和所述储水罐连通，所述储水罐内存储有用于模拟切削液的液体；所述直流水泵通过连接电缆与所述继电器连接。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，所述主轴控制模块包括：

竖直安装于所述操作实验台表面的滑台模组，其具有至少一对导轨及沿所述导轨上下滑动的滑块；

安装于所述操作实验台表面的步进电机驱动器；

安装于所述滑台模组顶部的步进电机，其与所述步进电机驱动器相连；

安装于所述滑块上的主轴松刀气缸，所述主轴松刀气缸和所述主控制器连接；

安装于所述操作实验台表面的润滑油罐，其内部存有润滑油；及

安装于所述润滑油罐上方的导轨润滑油泵，所述导轨润滑油泵和所述继电器电气连接，所述导轨润滑油泵通过导管连通所述润滑油罐和所述导轨。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，所述排屑机控制模块包括：与所述继电器连接的马达；与所述马达连接的联轴器；及与所述联轴器连接的螺旋杆。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，所述机床刀库模拟模块包括：

安装在所述操作实验台上的支架，所述支架包括竖直设置的第一支架和水平设置在所述第一支架顶部的第二支架；

沿所述第二支架水平设置的滑轨，所述滑轨设置一滑动件；

安装在所述第二支架上的刀库移动气缸，所述刀库移动气缸与所述滑动件连接；

安装在所述滑动件底部的马达，所述马达和所述继电器连接；

与所述马达连接的机床刀库。

本实用新型提出的所述机床数控系统拆卸组装学习实验台中，进一步包括安装在所述操作实验台上的报警灯，所述报警灯与所述主控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型模拟实验台提供用于模拟机床工作灯开关、机床切削液喷淋控制、主轴吹气控制、排屑机控制、液压机构电控、刀具放松等功能的组成结构，介绍控制系统的运行原理与连接方式，让学生在实际操作中对机床外围电路控制有更理性的认识，在了解了理论知识后，通过动手实践进行拆装连接的方式将已经了解的各功能部件进行连接，以实现对外部组件的控制。

附图说明

图1为本实用新型机床数控系统拆卸组装学习实验台的俯视图。

图2为模拟机床主轴装置的结构示意图。

图3为机床刀库模拟模块的结构示意图。

图4为本实用新型中各模块的连接关系图。

1-供电单元，2-空气开关断路器，3-主控制器，4-操作控制面板，5-集线槽，6-接线端子排，7-步进电机驱动器，8-机床工作灯，9-储水罐，10-模拟机床主轴装置，11-排屑机控制模块，12-机床刀库模拟模块，13-继电器，14-润滑油罐，15-导轨润滑油泵，16-紧急停止开关，17-滑台模组，18-步进电机，19-滑块，20-主轴松刀气缸，21-第一支架，22-第二支架，23-滑轨，24-滑动件，25-刀库移动气缸，26-马达，27-机床刀库。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型提出的机床数控系统拆卸组装学习实验台进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

本实用新型机床数控系统拆卸组装学习实验台，包括一操作实验台，及成模块化地通过螺丝可拆卸地设置于所述操作实验台上的机床外围电路模块、机床工作灯8模块、机床切削液喷淋控制模块、主轴控制模块、排屑机控制模块11和机床刀库模拟模块12。学生能够通过拆卸螺丝将上述模块从操作实验台上移除，或者拆除各模块中的零件，从而对机床数控系统产生直观具体的了解。

具体而言，机床外围电路模块包括供电单元1、空气开关断路器2、主控制器3、操作控制面板4、控制组件以及用于连接机床外围电路模块内各元件的连接电缆；供电单元1、空气开关断路器2、主控制器3依次连接，操作控制面板4、控制组件均与主控制器3连接。各模块的连接关系图详见图4。

供电单元1将220v交流电转化为24v直流电，供给模拟实验台使用。空气开关断路器2是电源总开关，进行短路与漏电保护。

其中，连接电缆可拆卸地与各元件电气连接。本实用新型具体实施例中，主控制器3为plc可编程逻辑控制器，通过电脑软件编辑控制程序，连接继电器输出指令，控制各功能部件完成自动化的连贯动作，用于模拟机床的主控制部分。主控制器3采用三菱fx系列可编程控制器，功能强大，性能优越，采用模块化设计，组合灵活。操作控制面板4为一个设置有多个按钮开关的按钮开关座，每个按钮开关和plc可编程逻辑控制器连接，按钮开关的开关状态用于调节可编程逻辑控制器的输出，用以调节各个组件模块的工作状态。本实用新型的一优选实施例中，于操作实验台表面进一步设置集线槽5，连接电缆沿集线槽5整齐排布，便于学生研究和学习机床内连接电缆的排布。

本实用新型的又一较优实施例中，于操作实验台表面进一步设置接线端子排6，接线端子排6具有多组连接端子，将各线路接线进行统一的规整与分类，便于连接和拆卸更换。连接电缆可拆卸地与接点端子连接，通过使用接线端子可以快速地学习各个元件的线路连接关系。

其中，本实用新型中的控制组件包括电磁阀、液压阀、继电器13；电磁阀和液压阀分别与继电器13连接；其中，机床工作灯8模块、排屑机控制模块11、机床切削液喷淋控制模块分别和继电器13连接；液压机构电控模块和液压阀连接；机床刀库模拟模块12和电磁阀连接。

本实用新型中的机床工作灯8模块用于模拟机床内部工作灯，机床工作灯8模块为led机床工作灯8，led机床工作灯8可拆卸地安装在操作实验台的表面，机床工作灯8通过连接电缆可拆卸地和继电器13连接。学生可通过拆装机床工作灯8将其从操作实验台卸下，或者拆卸电缆加工其与继电器13断开连接。

本实用新型中的机床切削液喷淋控制模块用于模拟机床切削液供给装置。机床切削液喷淋控制模块包括一个直流水泵、一个储水罐9及管道，直流水泵通过管道和储水罐9连通，储水罐9内存储有用于模拟切削液的液体；直流水泵通过连接电缆与继电器13连接。学生可以通过控制plc可编程逻辑控制器调节直流水泵向管道内给水，可调节水的流量及扬程，用来模拟向机床供给切削液。

本实用新型中的主轴控制模块用于模拟机床主轴装置10。主轴控制模块包括滑台模组17、步进电机驱动器7、步进电机18、主轴松刀气缸20、润滑油灌和导轨润滑油泵15。滑台模组17竖直安装于操作实验台表面，滑台模组17上具有至少一对导轨及沿导轨上下滑动的滑块19。步进电机驱动器7安装于操作实验台表面，步进电机驱动器7与主控制器3连接，通过plc输出脉冲指令，驱动步进电机实现动作，模拟机床的伺服控制器部分，可进行手动调节，控制输出电流量。步进电机18安装于滑台模组17顶部的并与步进电机驱动器7相连。主轴松刀气缸20安装于滑块19上，主轴松刀气缸20和主控制器3连接。润滑油罐14安装于操作实验台表面，其内部存有润滑油。导轨润滑油泵15安装于润滑油罐14上方，导轨润滑油泵15和继电器13电气连接，导轨润滑油泵15通过导管连通润滑油罐14和导轨。

排屑机控制模块11用于模拟机床排屑装置。排屑机控制模块11包括依次级联的马达26、联轴器及螺旋杆。马达26与继电器13相连，通过控制马达26驱动螺旋杆旋转，用来模拟机床的排屑装置。

机床刀库模拟模块12用于模拟机床刀库。机床刀库模拟模块12包括一个支架。该支架安装在操作实验台上，支架包括竖直设置的第一支架21和水平设置在第一支架21顶部的第二支架22。沿第二支架22水平设置有滑轨23，滑轨23设置一滑动件24。在第二支架22上安装有刀库移动气缸25，刀库移动气缸25与滑动件24连接。滑动件24底部安装有马达26，马达26和继电器13连接。马达26与机床刀库27相连。

本实用新型提出的机床数控系统拆卸组装学习实验台中，进一步包括安装在操作实验台上的报警灯，报警灯与主控制器3连接。通过plc可编程逻辑控制器可以控制刀库移动气缸25和马达26，用以模拟机床刀库的换刀动作，具体为刀库移动气缸25用以模拟刀库沿滑轨23水平地左右移动，马达26用以模拟刀库正反转选刀。优选地，在第二支架22设置一磁性元件，在滑动件24上设置一个磁性开关，用以检测刀库移动气缸25运转是否驱使滑动件24移动到对应位置。

本实用新型一较优实施例中，进一步包括安装在操作实验台上的紧急停止开关16，紧急停止开关16和供电单元1连接。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。