数控机床装调与技术改造实训装备
发布时间：2026-08-27 23:22 浏览量：1
一、技术
参数
：
1、
数控机床电气装调，
2、
加工中心主轴加装改造（以下简称“主轴加装改造”），
3、
数控机床故障诊断和排除（以下简称“数控机床维修”），
4、
工业机器人夹具安装与信号连接（以下简称“手夹和夹具安装与调试”）
，
5、
加工中心主轴功能开发（以下简称“主轴功能开发”），
6、工业机器人上下料功能开发（以下简称
“
机器人上下料功能开发
”
），
7、数控机床精度检验（以下简称
“
机床精度检验
”
），
8、零件智能加工验证。
（
一）
、
机床本
体
：
立式加工中心主要规格参数
：
立式加工中心主要规格参数范围
（二）电气装
置
：
立式加工中心配备的电气控制单元
(
电气控制柜、数控装置、伺服驱动系统等
)
应满足相关的国家标准
。
电气控制柜应预留能满足任务一安装要求的电气操作区；该操作区的电源与系统电源相隔离。预留外围辅助设备的输入输出引出端，可实现通电测试功能，电柜可灵活适配各类数控系统
。
数控系统能够开放功能调试过程中用到的所有参数，并能通过系统内置
PLC
或在线编辑
PLC
程序，选手可以在现场提供的设备平台中完成比赛内容要求的编辑、修改和调试
。
（三）机器人本
体
机器人主要规格参数
：
机器人周围加装安全围栏，围栏上设置安全门
。
机器人主要规格参数范围
（四）虚拟制造仿真
——
软件和仿真通信
板
虚拟制造仿真软件应能仿真工业机器人
+
数控机床的制造过程，根据给定的流程图进行程序编制和仿真
。
仿真软件中的机器人进行上下料，将物料夹取放置在虚拟的卡盘上时，真实的气动卡盘也会进行加紧与松开动作。如果发生报警导致实际的卡盘或者虚拟的卡盘未到位，软件和实物不会进行下一步动作
。
（五）机械装调部件
——
主轴单
元
1.
主轴机械部
装
主轴单元主要结构
2.
主轴测试平
台
主轴测试平台主要由变频器电气控制箱、三相异步电动机、主轴机械部件、主轴安装架和安全防护罩组成
。
3.
变频
器
：
变频器主要规格参数
变频器
六）检测仪器参
数
1.
球杆
仪
球杆仪参数
2.
工件测头系统，包括测头、接收
器
工件侧头系统参数
（七）主要提供的工具、量具、检具
(
每工位
)
工、量、检具
（八）主要耗材
：
主要耗材表
二、实训任务：
任务一：数控机床电气装调
：
1-1
选手根据赛项任务书题目要求，针对数控机床电气控制功能，设计相应的控制电路。
1-2
选择适宜的器件、严格遵循电气原理图绘制标准、正确绘制电气原理图。严格遵循电工接线规范，正确连接线路，做到接线与电气原理图完全一致。
1-3
要求：
实现赛项任务书中的功能要求，通过验证测试。
任务二：主轴加装改造
2-1
选手根据赛场提供的机械主轴零部件，按照赛项任务书题目要求，进行主轴装配与调整，安装工艺应符合赛项提供的主轴安装工艺标准。
2-2
安装精度和检测项应符合赛题要求。
2-3
将机械主轴、联轴节、异步电机、安全保护罩等安装到基座上，并应保证同轴度符合赛题中指标要求。
2-4
赛场提供量具检具，选手应正确使用量具检具。
任务三：数控机床维修
3-1
在机床不通电情况下检查机床电气系统，排除目测隐患。
3-2
机床通电后选手根据屏幕显示的报警信息，逐一解除系统及
PLC
报警。
3-3
按照赛项任务书机床功能检查表要求，进行机床功能检查，诊断并排除故障。
3-4
系统及伺服参数应调整至最佳状态。
3-5
根据机床存在的故障，将故障现象、故障点、排除故障过程、调整过程填入指定表格中。
任务四：手夹和夹具安装与调试
4-1
选手根据赛项任务书要求，完成夹具在加工中心上的安装、以及调节夹具上各气路的气压值至规定要求。
4-2
根据赛场提供的机床气路图和传感器，设计夹具气路图和传感器连接图，进行夹具的夹紧、松开、零件有无、夹具到位检测、零点定位等功能的部分气路的连接，以及部分传感器回路的连接。进行上述功能的操作验证。
4-3
按要求进行机器人气夹的松开、夹紧、松开到位、夹紧到位等功能的操作验证。
任务五：主轴功能开发
5-1
加装智能制造工件测头
（
1
）选手根据指定测头技术要求，连接测头接收器（硬件连接）。
（
2
）能够正确安装和调整测头。
（
3
）调用测量程序进行环规校准。
5-2
开通模拟主轴功能、主轴单元通电空载测试
（
1
）硬件连接：数控系统模拟接口
→
变频器
→
三相异步电机的连接。
（
2
）数控系统模拟接口功能开通
——
数控系统侧参数设置、
PLC
编辑。
（
3
）变频器参数设置。
（
4
）主轴旋转时测试机械主轴震动，考察主轴机械部分安装精度。
5-3 PC
机与
CNC
互联互通
（
1
）互联互通：选手根据赛项任务书要求，通过赛场提供的软件，实现数控系统与
PC
的数据传送。
（
2
）通过球杆仪软件进行验证。
5-4
完成指定功能的开发
（
1
）选手使用赛场提供的零部件，按要求实现赛项任务书指定的新增功能。选手应正确使用系统接口，正确完成相应的硬件连接，正确编辑、完善相应的控制程序。
（
2
）按要求进行操作验证。
任务六：机器人上下料功能开发
6-1
虚拟制造仿真。选手使用赛场提供的仿真软件，按要求实现赛项任务书指定的功能。编写控制程序，通过
M
代码，指定
M
代码两位数，实现智能制造虚拟仿真工艺流程，对其中的
2
项功能进行虚拟仿真验证。
6-2
机器人应用功能开发。利用富余的
M
指令，开发
PLC
程序，实现在
MDI
和单步方式下，使用机器人信号输出实现自动门开关，开发自动门开关与机器人安全联锁功能，开发智能加工区域安全围栏功能。
6-3
机器人上下料编程。示教编程实现上料时机器人对第
1
件毛坯抓取，并放置到加工中心夹具中，实现夹紧，以及机器人退出加工位置。示教编程实现下料时机器人对夹具上的工件的抓取，配合夹具的松开，机器人将工件施加到毛坯
1
位置，移动到毛坯
2
位置上方。
6-4
零件试加工及加工程序优化。在机器人退出加工位置后，选手依据
GB/T-20957.7-2007
《精密加工试件》标准，按照赛项任务书的图纸要求，对机械人上料的
1
件毛坯进行试切件加工及进行在线测量，毛坯安装在夹具上必须由机器人完成，零件真实加工过程可由人工干预。加工过程中按表
6-4
进行工件在线测量，测量过程及结果请裁判验收。根据测量结果，通过刀补对加工程序进行优化，为零件的智能加工作准备。
本环节注意事项：
（
1
）安装在线测头，启动检测程序，调用圆检测宏指令，检测加工后的圆直径。检测结果通过程序赋值到宏变量
#100
中。
（
2
）请选手根据现场提供的图纸，原则上应采用手工完成
G
代码编程，通过数控机床企业提供的程序将加工程序传送至
CNC
。完成试切件轮廓的加工。若赛场计算机上统一安装了
CAM
软件，选手可以选择使用该
CAM
软件完成
G
代码编程，具体的软件名称和版本在参赛平台招标完成后公布。
（
3
）选手根据图纸要求和赛场提供的毛坯，自行设计试件切削试验工艺，完成试件切削试验的程序编制和加工。
（
4
）合理安装和调整刀具，配合其它工、量具使用，完成试件切削试验操作。
（
5
）试切件毛坯要求：毛坯形状、尺寸及其技术要求参见样题，毛坯由承办校准备，为每个参赛队共提供三件毛坯，本环节使用其中的一件毛坯，此件不得作为零件加工质量的检测件。赛场另准备若干备用件，仅当提供给参赛队的毛坯出现
“
硬点
”
等质量问题时，参赛队可以提出更换毛坯。当参赛选手因自身原因损坏毛坯时，不予更换毛坯。
任务七：机床精度检验
本任务分为两个子任务：
7-1
几何精度检测
几何精度检测：选手根据题目要求，按照
GB/T-20957.2-2007
《精密加工中心检验条件》第
2
部分的相关标准，并按照赛项任务书中指定的项目进行。
7-2
运动精度检测
选手根据题目要求，按照
GB/T-17421.4-2003
《数控机床圆检验》的相关标准要求：
（
1
）选手根据赛场提供的仪器（球杆仪），正确使用量仪和相对应的软件进行测量操作；
（
2
）检测结果保留，并存入选手文件夹。
任务八：零件智能加工验证
8-1
单步模式下验证智能加工流程。参考的智能加工流程为：按下机器人控制柜上循环启动
→
自动门开、夹具松开
→
机器人抓取第
1
件毛坯、上料至机床
→
机器人放置毛坯、夹具夹紧
→
机器人回退到位
→
自动门关、机床暂不进行零件真实加工，用延时
30
秒钟替代
→
延时到，机床门开、夹具松开
→
机器人下料运动至机床
→
机器人抓取零件
→
机械人回退到位，放置零件
→
机器人移动，抓取第
2
件毛坯，进入下一个循环。选手也可自行设计合理的智能加工流程。
8-2
自动模式下验证智能加工流程。自动模式下，按单步模式下相同的智能加工流程，真实加工
2
件毛坯和得到
2
件零件（选手不得人工干预智能加工过程）。
8-3
零件加工质量检测。自动模式下零件智能加工完成后，选手清理工作台，裁判和选手共同确认自动模式下的第
2
件加工件封存送检。