SMTE119 Tour CNC, établi de formation complet, équipement de laboratoire électrique, matériel didactique, équipement de formation professionnelle1. Description
Avec la généralisation des technologies de commande numérique, l'école accorde une importance croissante à la formation de professionnels compétents et opérationnels dans les domaines de la production, du service technique et autres. Elle vise à développer les compétences pratiques des étudiants, leur capacité d'analyse et de résolution de problèmes, et à leur permettre d'acquérir une maîtrise complète du contrôle des systèmes CNC : principes, programmation, conception électrique, installation, mise en service et maintenance. Cependant, la plupart des établissements d'enseignement supérieur manquent d'équipements de formation dédiés aux CNC. C'est pourquoi notre entreprise a développé un banc d'essai pour la mise en service et la maintenance, basé sur les principes du système de commande électronique d'une fraiseuse CNC. Ce banc d'essai permet aux étudiants de maîtriser les principes de commande d'un tour CNC, la conception électrique, le choix des composants, l'installation électrique et la mise en service du tour, le diagnostic et la maintenance des pannes, la programmation des pièces et la simulation graphique du processus de fabrication, afin de se familiariser avec les conditions réelles d'un stage en production industrielle. Les principaux composants de ce banc d'essai sont des produits de commande industrielle.
2. Exigences fonctionnelles
1) Ce banc d'essai analyse en profondeur le système de commande numérique GSK980TB2 afin de répondre aux exigences de conception électrique, de conception de pannes, d'assemblage électrique et de commande numérique des machines-outils à commande numérique (CNC).
2) Le banc d'essai utilise un tour semi-physique pour réaliser le réglage et l'installation mécaniques de la machine-outil (broche, arbre d'avance, vis-mère, roulements, écrous, etc.) et permet le réglage électromécanique des articulations des machines-outils à commande numérique (CNC).
3) Le tour est équipé d'un porte-outil réel à quatre positions pour l'usinage de tournage.
4) Le banc d'essai peut configurer 28 points de panne courants et points de panne composites.
5) Chaque banc d'essai est équipé d'un codeur, d'un interrupteur de fin de course et d'un interrupteur de retour à zéro machine.
6) Un jeu d'outils de tournage est fourni.
7) La machine-outil est équipée de câbles et d'interfaces standard.
8) Le banc d'essai est équipé d'un tour semi-physique de démonstration permettant l'usinage de matières plastiques techniques et de baguettes de bois.
3. Composants du produit
La plateforme expérimentale complète pour tour CNC est composée d'un système de commande numérique GSK980TB2, d'une carte d'interface de commande électrique pour machine-outil, d'une carte d'expérimentation pour la régulation de vitesse par conversion de fréquence de broche, d'une carte d'expérimentation pour porte-outils automatique à quatre stations, d'un variateur de vitesse triphasé et d'un moteur pas à pas, d'un module d'entrée/sortie, de composants électriques basse tension et d'un tour semi-physique.
4. Principe de la commande numérique
La console de commande numérique fournit un système de contrôle complet. Ce système intègre la technologie de commande numérique GSK980TB2. La console analyse en détail le principe de contrôle et la structure du système GSK980TB2 et effectue les connexions électriques conformément aux exigences d'un équipement CNC réel. La machine CNC peut être pilotée pour réaliser des opérations d'usinage. La console CNC intègre également un système de diagnostic des défauts de circuit permettant de configurer, de réparer et d'évaluer les pannes courantes des machines-outils CNC au sein du système de contrôle. Ce système de diagnostic dispose d'une interface de bornes entièrement ouverte, permettant aux étudiants de diagnostiquer et d'analyser les défauts de circuit, les pannes de composants et les défaillances du système d'exploitation interne. L'enseignant peut simuler la panne, l'étudiant peut effectuer des mesures et un dépannage en ligne, et même réaliser des mesures hors tension pour le dépannage, améliorant ainsi sa capacité à résoudre les problèmes.
5. Configuration de la plateforme de formation
1) Elle se compose d'un panneau de commande, d'une table de formation et d'un tour semi-physique. Le panneau de commande est en fer à double couche avec revêtement mat dense et panneau en aluminium ; la table de formation est également en fer à double couche avec revêtement mat dense et plateau en panneau haute densité ignifugé, étanche et résistant à l'usure. Le tour semi-physique permet de démontrer directement le retour à zéro de la machine, la limitation de surcourse de la machine-outil, etc.
2) Alimentation triphasée 380 V CA à quatre fils. Un disjoncteur différentiel contrôle l'alimentation totale, et l'alimentation du panneau de commande est commandée par un interrupteur à clé et un interrupteur marche/arrêt. Un voltmètre surveille la tension du réseau et un ampèremètre surveille le courant de fonctionnement total de l'équipement. Des voyants lumineux et une protection par fusible sont présents. 3) Unité centrale CNC : Elle utilise le système GSK980TB2 à grand nombre de numéros pour contrôler deux axes d'avance numériques et une broche analogique.
4) Module d'entraînement : Les axes d'avance X/Z utilisent un moteur pas à pas à courant alternatif et un variateur de vitesse pour former un système en boucle semi-ouverte.
5) Module de broche : Le moteur de broche est contrôlé par un variateur de fréquence pour une variation de vitesse en continu.
6) Module porte-outil : Un porte-outil automatique à quatre positions permet une sélection précise des outils.
6. Caractéristiques exceptionnelles du produit :
Forte de nombreuses années d'expérience dans la production de machines CNC, l'entreprise a entièrement analysé et affiché le système CNC GSK980TB2 sur son panneau de commande. Toutes les fonctions du tour CNC sont contrôlées par des connecteurs. Les méthodes de contrôle des unités sont les suivantes :
1) Le banc d'essai affiche le schéma global du circuit de commande du tour. Ce schéma permet aux stagiaires de mieux comprendre le fonctionnement du circuit et d'appréhender ainsi le mode de contrôle.
2) Conception ouverte et modulaire : Le banc d'essai décompose le système CNC GSK980TB2. L'interface de contrôle est accessible via le panneau de commande, et chaque module est connecté à l'aide d'un bornier.
3) Variateur de fréquence triphasé : Connecté au système de commande numérique par un câble de raccordement, il permet une conversion de fréquence, offrant ainsi aux stagiaires une expérience pratique et une meilleure compréhension des pannes lors du processus de contrôle. 4) Unité de commande de moteur pas à pas : Connexion au système CNC via un câble de raccordement pour la commande d'asservissement. Ce dispositif permet aux stagiaires de développer leurs compétences pratiques et d'acquérir une compréhension approfondie du contrôleur de moteur pas à pas.
5) Unité MP : Connexion au système CNC via un câble de raccordement pour la commande manuelle des mouvements de la machine.
6) Unité de commande du porte-outil électrique à quatre positions : Connexion au système de commande numérique via un câble de raccordement pour la commande du changement d'outil. Ce dispositif permet aux stagiaires de développer leurs compétences pratiques et d'acquérir une compréhension approfondie du processus et du principe de commande du porte-outil automatique. Le banc d'essai comprend également un porte-outil de simulation à des fins pédagogiques.
7. Programme de formation sur plateforme expérimentale complète pour tour CNC
1) Les projets de stage expérimental suivants peuvent être réalisés sur la plateforme de formation.
Expérimentation de fonctionnement et de programmation d'un tour CNC (avec tour semi-physique)
Expérience de mise en service et de diagnostic des pannes d'un convertisseur de fréquence de broche
Expérience de fonctionnement et de diagnostic des pannes d'un moteur pas à pas à courant alternatif
Expérience de conception et d'analyse de la commande électrique d'un tour CNC
Expérience de retour à zéro d'un tour CNC
Expérience de limitation de dépassement d'une machine-outil CNC
Expérience de paramétrage d'un système de commande numérique
Utilisation des signaux d'entrée et de sortie
Expérience de refroidissement, d'éclairage et de diagnostic des pannes d'un tour CNC
Expérience de compensation de l'erreur de pas de vis
Expérience de volant électronique d'un tour CNC
Expérience de communication série RS232 d'une machine-outil
Expérience d'usinage de filetage sur un tour
Évaluation de la conception et de l'élimination de 28 pannes de tour CNC
2) Formation à la programmation manuelle et à la simulation d'usinage
① Programmation et simulation d'usinage sur tour CNC
a Maîtrise de la structure, du format et du système de commandes du programme CN ;
b Compréhension du fonctionnement de base de chaque système ;
c Compréhension des technologies d'usinage de base des tours CNC. 2) Formation à la programmation et à l'utilisation des tours CNC
a Maîtrise de la programmation des tours CNC
b Maîtrise du fonctionnement de base des tours CNC
c Application des compétences liées aux fonctions du système du tour CNC
d Fixation et usinage de pièces en tournage CNC
3) Formation à la détection et à la maintenance des machines-outils CNC
Exigences de base et méthodes de dépannage pour la maintenance des machines CNC
Techniques d'autodiagnostic des pannes courantes
Méthodes de dépannage courantes
Pannes courantes et gestion des machines-outils CNC
4) Paramètres du tour semi-physique :
Le tour semi-physique permet l'usinage direct des pièces, la démonstration du retour à zéro, la limitation de surcourse, etc.
Diamètre de tournage maximal du banc : 250 mm
Diamètre de tournage maximal du porte-outil : 120 mm
Plage de vitesse de broche : 30 à 2 000 tr/min (régulation de vitesse en continu par variateur de fréquence)
Porte-outils électrique : 4 stations
Course axe X de la table : 130 mm
Course axe Z de la table : 300 mm
Précision de positionnement : 0,02 mm
Vitesse d’avance axes X et Z (mm/min) : 2 000/4 000
Puissance du moteur principal : 750 W
Dimensions : 1 120 × 590 × 600 mm
8. Paramètres techniques de la plateforme expérimentale :
1) Alimentation : 380 V CA (triphasé), 50 Hz
2) 28 évaluations de défauts
3) Environnement de fonctionnement : température de -200 °C à 400 °C
4) Puissance totale de la machine : ≤ 3 kVA
5) Dimensions du banc : longueur × largeur × hauteur (mm) = 1 370 mm × 600 mm × 1 890 mm
6) Dimensions du tour semi-physique : longueur × largeur × hauteur (mm) = 1 200 mm × 600 mm × 1 300 mm
