近年來(lái)，隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，學(xué)校越來(lái)越注重培養(yǎng)生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)等崗位需求的實(shí)用型、技能型專門(mén)人才，進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題的能力，全面學(xué)習(xí)掌握數(shù)控系統(tǒng)的控制原理、數(shù)控編程、電氣設(shè)計(jì)方法及安裝調(diào)試與維修。但是，大多數(shù)高校面臨缺乏此類(lèi)的數(shù)控培訓(xùn)設(shè)備。為此，本公司開(kāi)發(fā)了數(shù)控加工中心電控系統(tǒng)原理及調(diào)試維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)習(xí)裝置。使用該裝置可以使學(xué)生掌握數(shù)控加工中心系統(tǒng)控制原理、電氣設(shè)計(jì)方法、元器件的選擇、加工中心電氣安裝及調(diào)試、故障診斷維修、零件程序編制及圖形模擬加工過(guò)程等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)效果。該裝置采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)，既可用于教學(xué)、也可用于課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn)，有利于提高學(xué)生設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)、診斷數(shù)控設(shè)備故障的能力，使受訓(xùn)對(duì)象最大限度地適應(yīng)和滿足市場(chǎng)需求。該裝置也可以幫助科研技術(shù)人員進(jìn)一步了解數(shù)控加工中心結(jié)構(gòu)，同時(shí)也為技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)控銑床系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)提供了必要條件。該實(shí)驗(yàn)裝置的主要器件均選用工控產(chǎn)品。
一、實(shí)訓(xùn)臺(tái)配有：伺服主軸1套、冷卻泵1臺(tái)、伺服電機(jī)3臺(tái)、限位等。
二、實(shí)驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：AC380V（三相五線制）、50HZ
2、故障考核：16項(xiàng)（智能型）
3、工作環(huán)境：溫度-100C～400 C
4、整機(jī)容量：≤8kVA；
5、實(shí)訓(xùn)電氣柜尺寸：長(zhǎng)×寬×高＝1000 mm×650 mm×1800 mm；
機(jī)床 外形 尺寸：長(zhǎng)×寬×高＝2000×1720×2500mm
電氣安裝板尺寸：長(zhǎng)×寬＝1000×900mm；
6、數(shù)控銑床智能考核系統(tǒng)功能：
1）采用最新 MCU 技術(shù) RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無(wú)線故障設(shè)置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒。
2）控制模塊(PC 控制終端或手持移動(dòng)控制終端)和驅(qū)動(dòng)模塊(智能故障設(shè)置驅(qū)動(dòng)盒)分離，避免復(fù)雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。
3）驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)置智能故障設(shè)置控制系統(tǒng)，配有專用新型無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和RS232 串行通訊接口，可無(wú)線組網(wǎng)通訊和 RS232 有線通訊。
4）手持移動(dòng)控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對(duì)話友好。手持移動(dòng)控制終端可控制任意一臺(tái)帶驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。
5）手持移動(dòng)控制終端不聯(lián)網(wǎng)時(shí)可作單機(jī)操作，當(dāng)帶驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備無(wú)線組網(wǎng)時(shí)，手持 移動(dòng)控制終端可無(wú)線進(jìn)網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學(xué)生機(jī)登錄實(shí)訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。
3）可通過(guò) PC機(jī)或平板電腦 控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，也可通過(guò)手持移動(dòng)控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，教師與 學(xué)員界面分開(kāi)，教師通過(guò)密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致)
7）可自由設(shè)定任意一處有關(guān)的各種常見(jiàn)故障，故障類(lèi)型包括：線路斷 路、對(duì)地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動(dòng)模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開(kāi)路故障、16 路小電流 2A 的信號(hào)通路的開(kāi)路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置?？筛鶕?jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開(kāi)路故障、128 路小電流 2A 的信號(hào)通 路的開(kāi)路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置?？筛鶕?jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點(diǎn)的數(shù)量和故障設(shè)置類(lèi)型。
8）所有配備驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，均可通過(guò)內(nèi)置的專用新型無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊無(wú)線組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。
9）用戶可選擇通過(guò)無(wú)線或 RS-232 串口通訊與其它實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套的無(wú)線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)主控計(jì)算機(jī)控制每一臺(tái)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、 遠(yuǎn)程起動(dòng)、信息反饋、考核評(píng)分等功能。
三、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組成
1．系統(tǒng)由機(jī)床實(shí)訓(xùn)柜、數(shù)控加工中心等組成。
2．機(jī)床實(shí)訓(xùn)柜采用鐵質(zhì)亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，正面上部為網(wǎng)內(nèi)電壓、電流、狀態(tài)指示燈等監(jiān)控原器件，中部為機(jī)床電氣柜，柜內(nèi)器件布局與實(shí)際機(jī)床廠的模式一致。電氣柜內(nèi)的電氣安裝板上面裝有伺服驅(qū)動(dòng)器、交流接觸器、繼電器、保險(xiǎn)絲座、斷路器、開(kāi)關(guān)電源、接線端子排和走線槽、智能型故障模塊等；電氣柜后部還設(shè)有變壓器和接地端子等。
3．機(jī)床實(shí)訓(xùn)柜正面和二側(cè)裝有帶鎖雙向?qū)﹂_(kāi)透明門(mén)，方便使用、安全、防塵。背面裝有二扇對(duì)開(kāi)門(mén)，底部裝有4只萬(wàn)向輪，并配置剎車(chē)裝置，方便移動(dòng)和固定。
4．系統(tǒng)采用三相四線AC380V交流電源供電，并設(shè)有漏電保護(hù)器、指示燈指示和保險(xiǎn)絲等，具有過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)和漏電保護(hù)裝置，在電壓異?；虺霈F(xiàn)短路情況時(shí)自動(dòng)動(dòng)作，保護(hù)人身和設(shè)備安全。
5．?dāng)?shù)控系統(tǒng)采用發(fā)那科廠家的主流數(shù)控系統(tǒng)，能滿足不同類(lèi)型機(jī)床的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
6．X、Y、Z軸由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)有軟件正負(fù)限位、參考點(diǎn)，主軸電機(jī)由數(shù)控系統(tǒng)原廠伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
7.主軸、床身、拖板等采用鑄件結(jié)構(gòu)，鑄件經(jīng)過(guò)時(shí)效處理、表面機(jī)加工和鏟刮工藝等，確保機(jī)床精度穩(wěn)定。
8．X、Y、Z軸進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)由滾珠絲杠螺母副、軸承、軸承支座、電機(jī)支座等組成，可進(jìn)行絲杠預(yù)緊力調(diào)整、滾珠絲杠的裝配與調(diào)整等技能訓(xùn)練。
機(jī)械實(shí)訓(xùn)安全教育虛擬仿真軟件：本軟件基于unity3d開(kāi)發(fā)，軟件采用三維漫游的形式，可通過(guò)鍵盤(pán)控制移動(dòng)，鼠標(biāo)控制鏡頭方向，設(shè)有機(jī)械安全距離實(shí)驗(yàn)，機(jī)械安全保護(hù)裝置實(shí)驗(yàn)、機(jī)械安全防護(hù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考核，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，三維漫游畫(huà)面采用箭頭與腳印圖案提示移動(dòng)至實(shí)驗(yàn)位置，機(jī)械對(duì)象周?chē)鷪A圈顯示了工作半徑，實(shí)驗(yàn)過(guò)程伴有三維機(jī)器人的對(duì)話框提醒。
A、機(jī)械安全距離實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括防止上下肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離實(shí)驗(yàn)（內(nèi)分2種圍欄高度與開(kāi)口大?。?，選擇進(jìn)入后，鏡頭前彈出GB23821-2009《機(jī)械安全防止上下肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離》要求，錯(cuò)誤示范：實(shí)驗(yàn)過(guò)程為人體進(jìn)入機(jī)械對(duì)象工作半徑受到傷害后，血色畫(huà)面與語(yǔ)音提醒收到機(jī)械傷害，并回至原位并進(jìn)行下一實(shí)驗(yàn)，最終一步為正確做法。
B、機(jī)械安全保護(hù)裝置實(shí)驗(yàn)分為安全聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀等保護(hù)裝置實(shí)驗(yàn)，可選類(lèi)別（安全輸入、安全控制、安全輸出、其他）、生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品列表（安全聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、安全護(hù)欄）。安裝位置有藍(lán)色閃爍框架提醒，實(shí)驗(yàn)流程：選擇安全護(hù)欄并安裝、選擇安全連鎖開(kāi)關(guān)（或選擇安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀）并安裝、選擇安全控制器并安裝至電氣控制箱、選擇安全繼電器并安裝至電氣控制箱、點(diǎn)擊電氣控制箱上的啟動(dòng)按鈕。若進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將提示報(bào)警音，且機(jī)械對(duì)象停止工作，選擇電氣控制箱上的復(fù)位按鈕可停止。
C、機(jī)械安全防護(hù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考核要求完成機(jī)械安全系統(tǒng)的安裝，正確安裝安全護(hù)欄、安全聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、24V電源、信號(hào)燈及急停按鈕，考核分為十個(gè)考核點(diǎn)，部分考核點(diǎn)有3個(gè)選項(xiàng)，由學(xué)生自由選擇，最終10項(xiàng)考核點(diǎn)選好后，提交確認(rèn)，系統(tǒng)自動(dòng)得出總分?jǐn)?shù)以及各考核點(diǎn)的得分情況。
D、軟件須為整體同一平臺(tái)，不得以單獨(dú)的資源展現(xiàn)。
E、同時(shí)為客戶提供本軟件的VR安裝包方便用戶拓展為VR實(shí)驗(yàn)，VR設(shè)備及軟件安裝調(diào)試不需提供。
四、設(shè)備用途及適應(yīng)性
1、立式數(shù)控銑床/加工中心是三軸控制的現(xiàn)代化加工機(jī)床，采用日本FANUC 0I MF數(shù)控系統(tǒng)，可自動(dòng)連續(xù)完成對(duì)零件的銑、鉆、鏜、攻等多種工序，適用于大批量生產(chǎn)各種平面、孔、復(fù)雜形狀表面的加工，節(jié)省工裝，縮短生產(chǎn)周期，提高加工精度。應(yīng)用場(chǎng)合非常廣泛。
2、機(jī)床大件采用稠筋封閉式框架結(jié)構(gòu)，剛性高，抗振性好，床身、立柱、銑頭、床鞍、工作臺(tái)等大件全部采用高強(qiáng)度鑄鐵，組織穩(wěn)定，確保品質(zhì)。合理的結(jié)構(gòu)與加強(qiáng)筋的搭配，保證了基礎(chǔ)件的高剛性。寬實(shí)的機(jī)床床身，箱型腔立柱、負(fù)荷全支撐的導(dǎo)軌，可確保加工時(shí)的負(fù)載能力。
3、機(jī)床X、Y向?qū)к墳橹本€導(dǎo)軌（即線軌），確保機(jī)床移動(dòng)輕松、平穩(wěn)。Z向?yàn)橘N塑-淬硬導(dǎo)軌組合，確保垂直方向的穩(wěn)定性。
4、主傳動(dòng)采用伺服主軸電機(jī)、同步帶輪、同步齒形帶傳動(dòng)，傳動(dòng)噪聲低。主軸在8000RPM范圍內(nèi)無(wú)級(jí)變速，對(duì)各類(lèi)零件加工的適應(yīng)能力很強(qiáng)。主軸組件整套進(jìn)口，可靠穩(wěn)定，確保加工精度。X、Y、Z三軸采用高精密滾珠絲桿，搭配預(yù)壓式雙螺帽，確保最低背隙。三軸滾珠絲桿采用精密級(jí)滾珠絲桿專用軸承，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高。滾珠絲桿和伺服電機(jī)以繞性聯(lián)軸器直聯(lián)，效率高，背隙小。
五、關(guān)鍵配套件
· 主軸單元：臺(tái)灣健椿
· 絲杠軸承：日本NTN或日本NACHI
· 松刀氣缸：臺(tái)灣亞德客
· 刀庫(kù)形式： 斗笠式12T
· 滾珠絲杠： 臺(tái)灣上銀（或臺(tái)灣銀泰）
· 直線導(dǎo)軌： 臺(tái)灣上銀（或臺(tái)灣銀泰）
· 主軸電機(jī)：FANUC
· 三軸伺服電機(jī)：FANUC
· 數(shù)控系統(tǒng)：FANUC 0I MF
· 滾珠絲杠專用精密螺母： SWT
· 氣動(dòng)元件： 臺(tái)灣亞德客
· 聯(lián)軸節(jié)：臺(tái)灣隆創(chuàng)
· 導(dǎo)軌不銹鋼防護(hù)罩：國(guó)產(chǎn)
· 潤(rùn)滑系統(tǒng)：大麥田
· 電氣元器件： 采用國(guó)內(nèi)外知名品牌
六、機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)
·ISO 10791-1998 《加工中心 檢驗(yàn)條件》
·JB / T8771.4-1998 《加工中心 線性定位精度和重復(fù)定位精度檢驗(yàn)》
·JB / T8771.7-1998 《加工中心 精加工試件精度檢驗(yàn)》
·JB / T 8801-1998 《加工中心 技術(shù)條件》
七、潤(rùn)滑系統(tǒng)
·采用自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，對(duì)各滑動(dòng)面及滾珠絲杠施行強(qiáng)制潤(rùn)滑，滑油不可回收， 最終流入冷卻箱參與工件的冷卻。
·注油時(shí)間間隔和注油量可調(diào)。
·油位過(guò)低（缺油）時(shí)機(jī)床顯示報(bào)警。
八、冷卻系統(tǒng)
·機(jī)床配大流量冷卻系統(tǒng)。
九、氣動(dòng)系統(tǒng)
·氣動(dòng)系統(tǒng)裝有氣源處理元件、壓力開(kāi)關(guān)、電磁閥等，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)換刀，主軸吹氣。配置外接氣槍，可對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行清掃。
十、基本實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)項(xiàng)目
1．電路設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝和電路連接
（1）數(shù)控系統(tǒng)的安裝、接線
（2）系統(tǒng)啟?？刂齐娐返脑O(shè)計(jì)與接線
（3）主軸調(diào)速系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、伺服主軸電機(jī)的安裝與接線
（4）交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的安裝與接線
（5）冷卻控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、器件安裝與接線
（6）急?？刂苹芈返脑O(shè)計(jì)與接線
（7）手搖脈沖發(fā)生器的接線
2．機(jī)械部件裝配與調(diào)整
（1）滾珠絲杠螺母副的裝配與調(diào)整
（2）直線導(dǎo)軌副的裝配與調(diào)整
（3）X軸上拖板的裝配
（4）整體式主軸的裝配
（5）電機(jī)與聯(lián)軸器的裝配
（6）潤(rùn)滑系統(tǒng)的裝配
（7）主軸箱的裝配與調(diào)整
3．?dāng)?shù)控機(jī)床的功能調(diào)試
（1）數(shù)控系統(tǒng)的基本操作
（2）數(shù)控系統(tǒng)基本參數(shù)的設(shè)置與調(diào)試
（3）數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給軸參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
（4）數(shù)控系統(tǒng)主軸參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
（5）plc編程與調(diào)試
（6）驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
（7）伺服主軸參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
（8）主軸打刀缸換刀等功能部件的調(diào)試
（9）斗笠式刀庫(kù)基本設(shè)置與調(diào)試
（10）數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份
4．機(jī)電聯(lián)調(diào)與故障排除
（1）數(shù)控加工中心機(jī)電聯(lián)調(diào)
（2）數(shù)控加工中心故障診斷與排除
5．?dāng)?shù)控加工中心幾何精度檢測(cè)
6．?dāng)?shù)控加工中心的程序編制與加工
（1）數(shù)控加工中心編程
（2）數(shù)控加工中心加工
7．?dāng)?shù)控機(jī)床的保養(yǎng)和維護(hù)
十一、機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)
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技術(shù)名稱 |
技術(shù)參數(shù) |
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工作臺(tái)尺寸 |
≥800×320mm |
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行程 |
X軸/快速進(jìn)給 |
≥510mm/15M |
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Y軸/快速進(jìn)給 |
≥350mm/15M |
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Z軸/快速進(jìn)給 |
≥420mm/10M |
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主軸最高轉(zhuǎn)速 |
≥8000rpm |
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刀柄形式 |
≥BT40 |
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進(jìn)給速度 |
8000mm/min |
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T形槽寬 |
14mm |
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T形槽間距 |
110mm |
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主軸端部到工作臺(tái)距離 |
70-470mm |
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主軸中心至立柱距離 |
375mm |
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工作臺(tái)最大承重 |
≥200kg |
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最小設(shè)定單位 |
0.001mm |
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重復(fù)定位精度 |
≤±0.0075mm |
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定位精度 |
≤±0.01mm |
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主電機(jī) |
≥3.7/5.5KW |
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刀庫(kù)形式/數(shù)目 |
≥斗笠式BT40/12T |
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氣源壓力 |
4-6kgf/cm2 |
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機(jī)床外形尺寸 |
≥2000×1720×2500mm |
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重量 |
≥2600kg |
十二、配置清單
12-1：基本配置
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序號(hào) |
名 稱 |
主要部件、器件及規(guī)格 |
數(shù)量 |
|
1 |
機(jī)床實(shí)訓(xùn)柜 |
1000mm×600mm×1800mm |
1套 |
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2 |
加工中心 |
高速VML7135A |
1臺(tái) |
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3 |
數(shù)控系統(tǒng) |
發(fā)那科FANUC 0I MF |
1臺(tái) |
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4 |
伺服主軸 |
發(fā)那科原裝3.7/5.5kw電機(jī) |
1臺(tái) |
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5 |
伺服驅(qū)動(dòng) |
發(fā)那科原裝一體式 |
1套 |
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6 |
伺服電機(jī) |
發(fā)那科βis8/3000 |
2臺(tái) |
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7 |
刀庫(kù)形式 |
斗笠式12T |
1套 |
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8 |
電子手輪 |
手搖脈沖發(fā)生器 |
1只 |
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9 |
電器元件 |
漏電保護(hù)器、斷路器、交流接觸器、繼電器、傳感器、連接線等 |
1套 |
|
10 |
電氣控制電路圖 |
含故障點(diǎn) |
1份 |
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11 |
用戶手冊(cè) |
FANUC 0I-F |
1本 |
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12 |
維修手冊(cè) |
FANUC 0I-F |
1本 |
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13 |
參數(shù)說(shuō)明 |
FANUC 0I-F |
1本 |
常見(jiàn)問(wèn)題：
1、如果我要購(gòu)買(mǎi)數(shù)控加工中心維修與加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)考核裝置，是否有安裝、培訓(xùn)服務(wù)呢？
答：我們的設(shè)備如果沒(méi)有特別注明“不含安 裝”“裸機(jī)價(jià)”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓(xùn)服務(wù)的。
2、你們的數(shù)控加工中心維修與加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)考核裝置是否能開(kāi)增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級(jí)到一般納稅人，可以開(kāi)具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開(kāi)數(shù)控加工中心維修與加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)考核裝置的發(fā)票，您需要提供開(kāi)票資料。
3、你們的數(shù)控加工中心維修與加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)考核裝置都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學(xué)設(shè)備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過(guò)了最新版ISO9001認(rèn)證，擁有多項(xiàng)專利與著作權(quán)。
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