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工程训练课程体系下开展数控伺服技术实验项目的探索

  • 投稿敖御
  • 更新时间2015-09-22
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赖思琦

(西南科技大学工程技术中心,四川 绵阳 621010)

【摘要】数控实习是工程训练实践教学体系中的一个重要项目,目前主要进行机床加工操作实训。为了进一步提高实践教学的深度和广度,培养学生的技能和专业知识,在工程训练课程体系下,进行数控伺服技术实践教学模块的开发探索,以提高工程训练教学质量水平。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 工程训练;实践教学;数控伺服技术;探索

基金项目:2014年西南科技大学实验技术研究项目(14syjs-48)。

作者简介:赖思琦(1976—),男,汉族,四川绵阳人,讲师,主要从事工程训练实践教学的研究与管理工作。

工程训练是本科生实践训练的重要环节之一,在培养学生的技能和专业知识中发挥着越来越重要的作用。目前,在工程训练课程体系下,数控实习项目主要是进行加工代码编程和设备操作练习。而对数控设备的设计结构、控制技术方面涉及较少。然而,随社会对人才需求的发展,工程训练课程实践教学体系和内容也在不断进行发展和改革。

数控设备伺服驱动系统的功能是控制伺服电机、丝杆、工作台等部件的运动速度和位移量,是数控机床的重要组成部分。伺服系统的性能良好,能够提高数控机床的精度和工作效率,确保机床在工作过程中具备良好的动态和静态性能。由于数控伺服系统的重要性,非常有必要让学生了解这类控制技术,特别对于机电类专业的学生更是如此。

1实验项目设计

数控伺服技术综合性实验项目的开发,其设计以数控技术、机电控制技术教学为主要出发点,充分体现其开放特性,使学生通过搭建数控伺服系统模型、伺服参数设置、在线实时调试等相关实验实训内容的学习,能够全面了解数控机床伺服系统典型的基本结构、工作原理和工作过程,具备一定的对伺服系统进行操纵及调试、维护能力。

1.1数控机床三维模型搭建实验

以典型的数控加工中心为对象,建立了数控机床的三维几何模型,通过实验,让学生清楚地了解数控机床部件的机械结构,了解数控伺服系统的工作原理,如图1所示。

1.2伺服主轴实验

以工程训练中心的数控加工中心为对象,了解FANUC伺服控制器上主轴的接口应用,伺服主轴调速电气的设计、布线、调试,以及伺服主轴参数设置及优化。

1.3X/Y/Z伺服电机驱动控制实验

了解FANUC 0I-MD数控系统与交流伺服驱动单元、伺服电机连接及使用方法,掌握数控系统、伺服驱动及电机的应用,布线与调试方法。利用系统的参数设定支持功能进行各轴伺服参数的手工设置。

1.4在线伺服参数优化实验

建立起完整的系统硬件构架,完成FSSB、主轴和基本伺服参数初始化设置后,系统就可以实现正常工作。为了充分发挥设备的性能,提高设备工作的速度和精度,还要根据数控机床的机械结构特性和产品工艺要求,对伺服参数作进一步优化调整。使用FANUC数控系统的以太网端口,建立计算机与数控系统的通讯,通过使用SERVO GUIDE伺服调试软件对“电流控制(电流环)”、“速度控制(速度环)”、“位置控制(位置环)”这三个环进行在线调整,使用SERVO GUIDE对从CNC获得的波形作出分析,以取得和机械特性相关的匹配参数,保证数控机床在高响应、高刚性下稳定工作。

2实验项目实施

在实验项目实施中,要求在工程训练课程体系下充分发挥现有的设备资源和教学优势,实现机床操作、机电控制、设备调试各个环节串联在一起,讲解、操作教学一体化。每个环节都有明确目的和凝练的教学资源支撑,深化工程训练课程体系下数控实习的深度和广度,激发学生的积极性和主动性。通过对数控设备的“了解”→“如何使用”→“为什么要这样使用”→“该如何调整,让使用效果更好”这四个步骤,让机电类专业学生对数控技术的学习,从单纯的操作深入到结构组成、控制原理的层次。特别是通过对数控伺服技术的学习,对数控设备的设计和构造有了一个清晰的认识,从而对数控技术知识的掌握达到较为深入的程度。实验学时的安排如下表。

3结束语

从工程训练课程体系的发展出发,充分利用实验室的数控设备资源和之前技术积累,开发新的实验教学系统,编写实验指导书,将数控机床三维模型建模、专业伺服软件训练、数控综合实验设备相结合,探索数控伺服技术实验项目,不仅提升了学生的专业知识和能力,更进一步丰富了工程实践课程内容,提高了课程的质量。

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参考文献

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[责任编辑:曹明明]