型号: YN01 名称: 数控铣床维修实训台 一、设备概述 本实训系统适合机电装置安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、数控技术应用、机械加工等专业和非机电类专业的必修课程模块、《数控装置维修》、《数控加工技术》或选修课程模块、《机床电路维修》等课程的教学与实训。 二、设备技术参数 1.输入电源：AC380V/50Hz；2.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m；3.装置容量：＜2.8kVA；4.控制柜外形尺寸：800×400×1600mm ；5.实物小铣床尺寸：750×900×1750mm；6.安全保护：具有漏电保护，漏电动作电流≤30mA，缺相保护，过流、过载、短路保护，安全符合国家标准 三、设备组成及功能 由数控铣床实训台和实物标准工业级铣床等组成，不仅可作为数控铣床电气故障的维修实训系统，也可作为数控铣床的实际加工操作实训系统。它具有数控系统的安装调试、参数设置、故障诊断与维修、数控铣床编程与加工操作等多项功能。1.系统由电气实训柜、全封闭式实物小铣床组成。2.电气实训柜采用铁质亚光密纹喷塑结构，为实验开设更便捷，学生实训更方便，面板分为四个大模块,分别为左上角模块,右上角模块,左下角模块,右下角模块，系统配有故障设置模块（模块应安装在实训台面板的背面），老师通过拨动故障设置按钮开关即可实现相应故障设置，学生便通过排除故障来加深对数控技术系统的了解，背面为机床电气，柜内器件布局与实际机床厂的模式一致。电气柜面板上面装有驱动器、主轴调速变频器、电机驱动器、交流接触器、继电器、保险丝座、断路器、开关电源、接线端子排和走线槽等。3.实物铣床采用铸铁铸造，经过完全退火处理，工业级加工配置，由铸件基座、铸件立柱、铸件主轴箱、工业级滚珠丝杆进给传动系统和辅助装置等组成，XYZ各轴配置有自动润滑油路系统；配有工件冷却系统，具有实际加工能力和工业级加工精度，配有循环冷却系统，可对金属、PVC、有机玻璃等材料进行铣削钻削加工。床身立柱、主轴箱、工作台铸件表面机加工采用铲刮工艺、支持主动部分和从动部分拆装实训，装置由润滑油管、工件冷却系统、底盘（带工具体及水箱）、分油器、防护罩、气弹簧等组成。4.设备采用三相380V交流电源供电，并设有漏电保护器、指示灯指示和保险丝等，具有过载保护、短路保护和漏电保护装置，在电压异常或出现短路情况时自动动作，保护人身和设备安全。5.数控系统: 采用西门子SINUMERIK 808D ADVANCED M总线型数控系统，使用了Sinamics V70 驱动器及Simotics S-1FL6 伺服电动机，采用了Drive Bus 总线技术。6.X、Y、Z轴使用西门子交流总线型伺服电机及驱动器组成，Z轴伺服电机带抱闸装置，运动方向上设有正负限位、参考点等开关，接近式传感器；主轴由变频调速控制。7.实物小铣床由底座、床身、立柱、主轴箱、工件冷却系统、润滑油路系统、进给传动系统和辅助装置等组成，具有实际加工能力，可对金属、PVC、有机玻璃等材料进行铣削加工。1）底座采用铁质亚光密纹喷塑结构，上方设有实物小铣床安装平台，采用铸件结构，表面磨削加工；底座四周设有围边，可接溢出的润滑油和方便清理加工时留下的废屑。2）床身、立柱、主轴箱、工作台等均采用铸件结构，表面机加工和铲刮工艺等，确保机床精度稳定。3）X、Y、Z轴进给传动系统由滚珠丝杠螺母副、滑块移动安装方式、轴承、轴承支座、电机支座、调节块和工作台等组成、XYZ各轴配置有润滑油路系统。4）辅助装置由工件冷却、防护罩、气弹簧等组成。   四、实验项目内容1、主要器件介绍         1.1  SINUMERIK 808D ADVANCED M铣削数控系统  1.2  SINAMICS V70伺服驱动及伺服电机 1.3  主轴变频器及主轴 1.4  冷却电机 1.5  开关电源 2、数控系统认识实验 2.1  认识数控系统操作面板（PPU） 2.2  认识机床控制面板（MCP） 2.3  认识数控系统软件介面 2.4  认识数控系统操作面板接口 2.5  认识伺服驱动器接口   2.6  认识变频主轴系统 2.7  认识数控机床电路 3、数控机床电路的设计与接线实验 3.1  数控铣床维修实践平台部件布局        3.2  电子手轮、限位开关电路设计与接线        3.3  主轴变频器电路设计与接线 3.4  X、Y、Z驱动器电路设计与接线 3.5  冷却电机电路设计与接线 3.6  启动停止电路设计与接线 3.7  手动“加工”实验 4、故障诊断及排除实验  4.1  电源启动故障的排除   4.2  主轴正反转故障的排除        4.3  主轴不可调速故障的排除   4.4  进给轴运行故障的排除        5、参数设置实验 5.1  数控系统参数备份实验        5.2  进给轴参数设定   5.3  PLC编程与监控   五、设备技术参数 1、实验台电气柜参数●实验台采用金属钢板一体柜，电气安装平台与控制器安装平面结构，电气安装平台尺寸：700*600mm●控制器安装平面尺寸：800*500mm;结构坚固●实验台配置4个万向角轮，配置刹车装置，方便移动和固定，电气柜实验台：800×400×1600mm 2、控制器数控系统参数 数控系统：SINUMERIK 808D ADVANCED M总线型数控系统 系统通信协议：Drive Bus 总线技术 具备以太网通信网口，支持网络功能，上位机端远程控制 配备与数控系统操作面板一致的仿真软件 支持5 个进給轴/主轴 8.4彩色显示屏，800x600高清分辨率 PPU和驱动器之间通过总线通讯 精优曲面功能适用于模具加工 具备驱动优化的自动调整功能 摩擦补偿 具备更多软件选项： 具备双向螺距误差补偿 3、机床硬件参数 三轴联动、配置滚珠丝杆●配有冷却系统(G代码控制水泵)●配有电子手轮●伺服驱动器：SINAMICS V70 伺服电机：西门子SIMOTICS S-1FL6 重复定位精度：0.02mm●最大钻孔直径：13mm●最大铣削直径： 13mm●系统分辨率：0.001mm●工作台尺寸：460 ×160mm●X/Y/Z 方向行程：300/175/270mm ●工作台 T 型槽尺寸：12 mm●工作台 T 型槽个数：3●主轴端部至工作台面距离 320mm 工作台面距地面高度 780mm ●主轴锥度：ER20●主轴转速范围：100-24000转/分钟 主轴控制方式：变频器控制●快速移动速度：9000mm/min●主轴电机功率：2.2kw 整套设备功率：2.8kw●使用电压：AC380V/50Hz

型号：YN02 名称：数控车床维修实验台 一、设备简述 实训系统包含数控系统应用、PLC控制、变频调速控制、传感器检测、驱动控制、低压电气控制、机械传动等技术，能进行数控车床的安装、接线、调试等操作。 二、设备主要参数          1.输入电源：二相AC380V±10%  50Hz；          2.装置容量：＜2kVA；          3.外形尺寸：≥800×400×1600mm ；（电气控制柜）；                     ≥1100×700×1200mm（实物车床）； 4.安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准。                 三、设备组成及功能 由电气实训柜、标准工业级小型车床等组成，不仅可作为数控车床电气故障的维修实训系统，也可作为数控车床的实际加工操作实训系统。它具有数控系统的安装调试、参数设置、PLC编程、故障诊断与维修、数控车床编程与加工操作等多项功能。 学生在操作台上进行电气维修方面的实训； 完全采用工业化的器件，开放式结构；模块化结构设计，并设计有电气柜，便于实现数控车床各个环节的实训教学。 加工型数控车床，可对钢、铁、铜、铝、有机玻璃、塑料等材料进行实际车削加工。 实训装置的基本配置及功能 电气实训柜采用铁质亚光密纹喷塑结构，为实验开设更便捷，学生实训更方便，面板分为四个大模块,分别为左上角模块,右上角模块,左下角模块,右下角模块，系统配有故障设置模块（模块应安装在实训台面板的背面），老师通过拨动故障设置按钮开关即可实现相应故障设置，学生便通过排除故障来加深对数控技术系统的了解，背面为机床电气，柜内器件布局与实际机床厂的模式一致。电气柜面板上面装有驱动器、主轴调速变频器、电机驱动器、交流接触器、继电器、保险丝座、断路器、开关电源、接线端子排和走线槽等。 2.系统采用三相AC380V交流电源供电，并设有漏电保护器、指示灯指示和保险丝等，具有过载保护、短路保护和漏电保护装置，在电压异常或出现短路情况时自动动作，保护人身和设备安全。 3.数控系统: SINUMERIK 808D ADVANCED 总线型数控系统。 4.X、Z轴由伺服进电机驱动结构，运动方向上设有正负限位、参考点等开关，采用接近式传感器；主轴由直流无刷电机驱动，变频调速控制。 数控车床 数控车床采用机电一体化设计，具有刚性好、精度稳定，可对钢材、铁、铜等材料进行实际加工，能一次完成复杂零件的圆柱面、圆锥面、圆弧面、内孔及公、英制螺纹等切削。 床身和底座等均为铸件结构设计，提供更高的机床动载刚性，确保机床加工时精度稳定。导轨采用硬导轨，高频淬火；床鞍采用贴塑工艺，寿命长，精度保持性好。 高精度滚珠丝杠通过柔性联轴器与电机直接联结，消除因安装角度误差而对丝杠的影响。 机床安装内、外防护装置，一方面保证机床在切削加工时防止铁屑、冷动液飞溅，保护机床各运动部件的精度和寿命，防止铁屑飞出伤人等；另一方面又可提高机床外观美，使机床造型美观大方、安全，宜人操作。 具备冷却、润滑系统，确保机床加工精度、延长机床使用寿命。 主要参数如下： 床身最大回转直径： 不小于210mm； 刀架上最大回转直径： 不小于80mm； X/Z轴行程： 不小于80mm/290mm； X轴滚珠丝杠： 研磨、C3级、规格1605； Z轴滚珠丝杠： 研磨、C3级、规格2004； 主电机功率： 不小于0.55kW； 主轴转速范围： 100～2500rpm； 主轴卡盘： 不小于φ100； 主轴通孔直径： 不小于20mm； 主轴孔锥度： 莫氏3号； 工作台快速移动速度： 不小于3000mm/min； 最大切削进给速度： 不小于2000mm/min； 定位精度： 不小于0.02mm； 重复定位精度： ±0.015mm； 电动刀架： 四工位电动刀架； 刀杆截面尺寸： 不小于10mm×10mm； 尾架套筒锥度： 莫氏2号； 尾座套筒行程： 不小于60mm； 机床重量： 不小于200kg。 四、基本实训项目 1、主要器件介绍         1.1  SINUMERIK 808D ADVANCED 数控系统      1.2  SINAMICS伺服驱动及伺服电机 1.4  冷却电机 1.5  开关电源 2、数控系统认识实验 2.1 认识数控系统操作面板（PPU） 2.2 认识机床控制面板（MCP） 2.3 认识数控系统软件介面 2.4 认识数控系统操作面板接口 2.5 认识伺服驱动器接口      2.6 认识变频主轴系统 2.7 认识数控机床电路 3、数控机床电路的设计与接线实验 3.1 电路设计、设备安装和电路连接 3.2 机械部件装配与调整 3.3 数控机床的功能调试 3.4 机电联调与故障排除 3.5数控车床机电联调 4、故障诊断及排除实验  4.1 数控车床故障诊断与排除 4.2数控车床几何精度检测 4.3数控车床的程序编制与加工 4.4数控车床编程 4.5数控车床加工 4.6数控机床的保养和维护 5、参数设置实验 5.1  数控系统参数备份实验        5.2  进给轴参数设定   五、设备主要配置清单 表1：基本配置 序号 名  称 主要部件、器件及规格 数量   电气实训柜 ≥800×400×1600mm mm 1套   实物车床 ≥1100×700×1200mm 1台   数控系统 SINUMERIK 808D ADVANCED 总线型数控系统 1套   电机驱动器 Simotics S-1FL6 2套   XZ电机 Simotics S-1FL6 2台   电子手轮 手摇脉冲发生器 1只   主轴系统 主轴电机与主轴调速驱动器 1套   刀架 4工位电动刀架 1套   电器元件 漏电保护器、断路器、继电器、传感器、交流接触器等 1套   PLC PLC控制系统 1套   主轴编码器 主轴测速车螺纹用编码器 1套   链接导线 实训用快速插拔式电气链接导线，检修用工具套件，常用加工用各种刀具 1套  

实验室用桌面型CNC数控车削机床 适用行业： 五金加工厂的小零件加工，企业或高校的科研开发，首板制作，创客创新实验室，同时也可以用于高校或职业院校数控理实一体化技术培训教学等。   产品特点 1、标配Yornew 980TB数控系统，采用ARM9硬件平台，运行速度更快，确保高速、高效率加工，具备二次曲线插补、椭圆插补、抛物线插补、凹槽加工循环指令、自动刀补等功能。前置USB接口，前置RS232通信接口,支持U盘文件操作和软件升级； 2、使用220伏电压、采用透明有机玻璃与金属钣金全封闭结构，通过欧盟CE安全认证，提高使用的安全性和观摩性，采用精选的优质铸铁材料铸造，床身导轨经超音频淬火后精磨，硬度高、钢性好,保证机器的钢性，采用高精度研磨滚珠丝杆，保证机器加工精度，XZ各轴配置有集中式润滑油路系统，保证丝杆及导轨使用寿命和加工精度；可自动车削各种回转表面，如圆柱面、圆锥面、特形面等，并能进行车螺纹、镗、铰加工，效率高、适用性强；3、配有工件冷却系统，可加工钢件；配置4工位电动刀架，可加工复杂的零件工艺；4、配有电子手轮（手脉）、手动操作及对刀操作更方便灵活，配有Led工作灯；5、数控系统带图形仿真功能，8英寸彩色液晶屏，显示加工程序的图形以及实际运行时的刀具移动轨迹，完善的自诊断功能，实时显示出现异常立即报警，保证操作安全性；6、采用ISO标准G代码编程，支持M代码及S代码，全面兼容FANUC，三菱G代码和多种CAD/CAM软件（MasterCAM、UG、Solidworks、Fusion360、Hypermill、Powermill等软件编程等）；支持强大的B类宏解析功能,方便用户开发自己的运动控制程序；7、主要加工材料有：钢、铁、铜、铝、PVC塑料等材料；   技术参数 主要性能特点 使用220伏电压，全封闭加透明有机玻璃结构、通过欧盟CE安全认证、优质铸铁材料铸造、采用高精度研磨滚珠丝杆；搭载Yornew980TB工业面板数控系统； 执行国际通用标准G代码编程，支持M代码及S代码，兼容FANUC，三菱G代码和多种CAD/CAM软件（MasterCAM、UG、Solidworks、Fusion360、Hypermill、Powermill等软件编程等）； 主要加工材料：钢件、铁件、铜、铝合金、PVC塑料、有机玻璃等 精度 重复定位精度：0.02mm 系统分辨率：0.001mm XZ轴行程 纵向（X轴）：80 mm 横向（Z轴）：300 mm 编程软件 MasterCAM、UG、Solidworks、Fusion360、Hypermill、Powermill等 安全防护等级 IP54,全封闭结构 安全认证 欧盟CE安全检测认证 主轴转速 100~2000 转/分钟 (数控系统G代码控制转速) 回转直径 210mm 夹持工件直径 1-80mm 主轴通孔 26mm 电动刀架工位 4工位 刀架角度/精度 360 °/0.005mm 冷却系统 水冷 车螺纹功能 有 主轴/尾轴孔锥度 莫氏4号/莫氏2号 电子手轮 4轴三档电子手轮 数控系统 980TB工业面板数控系统 主轴输出功率 1100W 使用电源 AC220V/50Hz 净重/毛重 180/200kg 外型尺寸 1100×750×750mm 包装尺寸 1200×850×1300mm 随机配件 冷却系统、电子手轮、三爪卡盘钥匙、呆顶尖、内六角扳手、油壶、双头扳手、卡盘反爪、外圆端面车刀、机床硬件说明书、数控系统编程说明书、数控系统操作说明书    

该项成果应用于诸如机动车跟驰、换道和并道的交通仿真模型，目前随着交通管理以及新的交通信息感知技术的发展，交通检测器布设不断增加，交通基础数据规模急剧加大，交通大数据时代已经到来，在这样大数据的时代的背景下，运用新技术手段构建道路交通仿真技术体系，将是我国智能交通发展的一个重要的方向。 本项目首先明确微观交通仿真系统架构和各模块定义和完成整个系统的架构设计；同时，采用地图数据持久化技术完成对可视化地图编辑工具的开发工作，该地图编辑工具可将地图路网构建模型转换为持久化存储模型，使地图数据能够快速存储或加载，方便仿真系统对城市路网的仿真计算以及对仿真结果的展示、分析等。然后，分别进行路网构建模块、车辆产生模块、车辆行为模块、交通信号控制模块的概要设计和详细设计；最终，完成整个软件的单元测试、模块测试、系统集成和集成测试，并实时动态展示微观交通仿真系统模拟车辆流的情形。

数字化仿真技术又称数字化模拟技术，就是利用数字化技术组建虚拟系统模仿另一个真实系统的技术。在天气预报、温室效应评估分析、模拟核试验、军事训练和武器制造、交通训练与指挥、医学虚拟现实手术培训、医学虚拟现实手术培训、虚拟现实建筑物的展示、虚拟现实建筑物的展示、机电产品的虚拟制造与设计等领域得到应用。山东大学数字化仿真分析团队为山东钢铁集团有限公司、兖矿集团有限公司、济南二机床集团有限公司、山东玲珑轮胎股份有限公司等企业进行过H型钢轧制过程数字化仿真、皮带运输机滚筒优化设计、高速送料机器人轨迹优化、轮胎花纹网格自动化等实际应用。

量子照明雷达是新兴的研究方向，是量子信息技术与雷达技术相结合的新兴产物。而量子信息技术又是古老的量子力学与信息技术相结合的交叉学科，不少研究者因晦涩的量子力学而望而却步。为了降低量子照明雷达的神秘感，打破抽象壁垒，我们创造性地发展了量子照明雷达的高效仿真技术，对于未来实现量子雷达的普及与推广具有重要意义。 截止目前，尚未见到关于量子照明雷达仿真平台的相关报道。而该成果基于MATLAB这一易于上手的计算机数值平台，沟通了抽象的量子力学与具体的量子目标探测之间的桥梁，具有创新性和国内领先的技术先进性。 经过近五年的研究和近两年教学实践的检验，该成果不断丰富和完善，通过可视化的工作界面，可以给出量子信号源的关键物理参数分析、量子态演化过程、多份量子态条件下量子照明雷达的虚警概率分析等多个方面的图形化界面，具有较强的推广应用价值。鉴于量子雷达技术是未来新体制雷达的重要技术途径之一，本成果将有望在空间、水下目标探测方面取得应用，市场应前景广阔。截止到目前，该成果已经应用于高年级本科生的培养与实训和北京某研究所的新体制目标探测项目研发中。

Ø 本平台基于高层分布式仿真体系结构HLA和网格技术构建，在系统建模、仿真、数据分析和可视化等方面提供平台级支持。目的是为了解决现有的仿真软件通用性差、不能灵活应用的问题，为实现系统级的仿真，提出一种基于HLA的仿真软件交互方法。本技术通过将具有不同仿真功能的专业仿真软件进行整合配置，对各个专业软件输入输出接口进行分析和调用，并对仿真流程进行设计与控制，最终实现一个具有一体化仿真功能的、可供二次开发的仿真系统。该技术目前已经获得“一种基于HLA的仿真软件交互方法”国家发明专利授权。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 王钟文 成都理工大学环境与土木工程学院/土木工程 2018/2021 章治海 信息科学与技术学院/电子信息工程 2014/2018 周良坤 成都理工大学环境与土木工程学院/土木工程 2019/2022 徐青松 成都理工大学环境与土木工程学院/土木工程 2014/2018 黄畇坤 成都理工大学环境与土木工程学院/地质工程 2017/2020 陈  希 成都理工大学环境与土木工程学院/地下水科学与工程 2015/2019 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 王东坡 成都理工大学环境与土木工程学院/岩土工程 岩土工程教研室主任/教授 山地灾害减灾与重大工程安全防控；山地崩塌滚石灾害形成机理及防治；地质灾害冲击动力学；地质灾害综合防灾减灾新技术新方法研究。 裴向军 成都理工大学生态环境学院/地质工程 生态环境学院院长/教授 强震大型滑坡触发效应和致灾机理研究；地质脆弱带地质灾害防治与岩土体加固；地质环境脆弱区生态修复。 欧阳朝军 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所/工程力学和计算机 实验室主任/研究员 滑坡、泥石流灾害动力学模型和数值模拟研究；计算流体力学、离散元、人工智能、InSAR等数值方法的编程和算法研究。 杨晓轩 成都理工大学环境与土木工程学院 — 校企科技成果转化方向 四、项目简介 我国国土约75%为山地，崩塌、滑坡等地质灾害频发。伴随国家“西部大开发”及“一带一路”建设的实施，山区已成为梯级水电、铁路公路、油气管线等重大基础设施与工程的高密度区。然而，广泛发育在山区的地质灾害已成为其主要危害因素之一。 凡是山区工程建设，都必须开展勘察评估工作，由于路桥交通等工程项目的快速发展，地质灾害隐患点勘测评估及路桥营运工作尤为重要，而该行业目前主要以传统勘测方法为主，存在危险性高、效率低、潜在隐患点判识不准等痛点问题。我国地质灾害风险评估也大多以定性分析为主，存在效率低、灾害类别不全、适用场景单一等问题。 在此背景下，团队开展了基于大数据的“空、天、地”一体化多源灾情信息数据的协同处理和关键数据提取技术研发，突破地质灾害基础数据快速获取难题；研发构建了国内第一套具有完全自主知识产权地质灾害快速模拟技术和仿真平台，进行高精度图件、地质信息绘制及定量地灾评估等工作。 已取得相关软著20余项、专利20余项，已得到来自同济大学、中国地质大学及西南交通大学等近百所大学、上千位科研工作者的使用并反馈中，并与中国中铁集团、中国交通建设集团等20余家大型单位已完成百余例大型地质灾害工程及科研项目。

方案背景 本方案积极响应“国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）”中对“建立虚拟实验室”的要求。全面体现国家“新课程标准”中强调“自主性”与“探究性”的教学思路，紧扣教材，用户可以亲自动手搭建各种学科场景，把书本中所有的演示实验、学生实验，通过交互式动画的形式展现出来。  虚拟实验室覆盖了小学科学，初高中理化生等多个学科，用于实验教学的辅助。为实验室装备欠发达的学校，提供切实有效的实验教学解决方案，为教学任务繁重的学校，提供高效率的实验教学解决方案。     建设虚拟仿真实验室的必要性和优势 1、提升教学效果  逼真、立体的表现形式可以让抽象的实验过程形象逼真演示出来，提升教学效果。 2、完成不可能的实验  辅助教师进行复杂实验、危险性实验、极端破坏性实验、反应周期过长实验、无法控制反应过程以及在传统实验室无法完成的实验等，安全、直观的进行展示。 3、增强课堂趣味性  借助多媒体技术、虚拟仿真技术、传感技术、输入输出技术，构建了一种高度虚拟现实仿真的实验教学环境，使学习者体验置身其中的感觉，有助于发展学生的构建思维。 4、丰富课堂教学形式  虚拟仿真实验教学打破了对客观条件的依赖性，满足实际的课堂教学需要，逐步成为老师得力的实验制作工具。 5、方便高效的器材库  各种大小实验应有尽有，且无器材损耗，和实验室零距离，随时随地都可进行实验，为学校节约实体实验室建设成本。   方案场景展示 课前备课：结合课件内容有针对性挑选实验；实验室没有的器材在这里可以任意挑选；无论是在家里，还是在学校都可以结合虚拟实验进行备课。  课堂演示：在纳米触控黑板上，轻松实现复杂、危险、实验现象不易观察的实验；再也不会因为传统实验室缺乏器材而让学生错过实验的乐趣。  课后复习：虚拟实验室可以保存到平台，方便学生随时随地复习，不受时间、空间限制。