數(shù)控綜合實(shí)驗(yàn)臺綜合介紹

數(shù)控綜合實(shí)驗(yàn)

臺綜合介紹

吳毅

.數(shù)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺.華中數(shù)控HED-21S數(shù)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺的功能：1.培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)控系統(tǒng)的編程方法；2.數(shù)控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維修等實(shí)際動手能力的一套實(shí)驗(yàn)裝置；3.可以使學(xué)員掌握數(shù)控系統(tǒng)控制原理、電氣原理、電氣設(shè)計(jì)方法、元器件的選用,內(nèi)置式PLC的調(diào)試及編寫與編譯；4.能夠掌握數(shù)控系統(tǒng)電氣布局、安裝、電氣調(diào)試等方法；5.能夠讓學(xué)生熟悉數(shù)控機(jī)床常用的部件,以及這些部件的原理,調(diào)試方法和常見故障的維護(hù)維修6.能夠模擬工業(yè)生產(chǎn)過程，達(dá)到工業(yè)現(xiàn)場實(shí)習(xí)效果。更好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析能力。.華中數(shù)控

1.HNC-21TF數(shù)控裝置；2.西門子/日立變頻器及三相異步電機(jī)；3.松下/三洋交流伺服及交流伺服電機(jī)；4.雷塞步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器及步進(jìn)電機(jī)；5.工作臺;

6.四工位刀架;7.光柵尺;8.磁粉制動器;9.數(shù)控機(jī)床常用的電器部件,如:(空氣開關(guān),接觸器,開關(guān)電源,變壓器,輸入輸出轉(zhuǎn)接板等)華中數(shù)控HED-21S數(shù)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺組成：.華中數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺數(shù)控裝置采用的是華中數(shù)控生產(chǎn)的“HNC-21TF”車床數(shù)控裝置，本套數(shù)控裝置為全功能控制系統(tǒng)，可以選用脈沖接口、模擬接口的交流伺服單元，或者是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器華中數(shù)控.數(shù)控裝置型號編號說明：華中數(shù)控.華中數(shù)控華中數(shù)控.華中數(shù)控采用先進(jìn)的開放式體系結(jié)構(gòu)；嵌入式工業(yè)PC機(jī)；配置7.7或１０.7彩色液晶顯示屏;故障診斷與報警;多種形式的圖形加工軌跡顯示和仿真；集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口于一體；可自由選配各種類型的脈沖接口、模擬接口交流伺服單元或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器；華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21TF數(shù)控裝置功能特點(diǎn).華中數(shù)控內(nèi)部已提供標(biāo)準(zhǔn)車床或銑床控制的PLC程序，用戶也可自行編制PLC程序；采用國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行，直接加工高達(dá)2GB的G代碼程序；具有直線、圓弧、螺紋切削、刀具補(bǔ)償、宏程序等功能；支持硬盤、電子盤等程序存儲方式以及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序交換功能；反向間隙和單雙向螺距誤差補(bǔ)償功能有效提高加工精度華中數(shù)控.華中數(shù)控華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的連接圖.華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的接口.華中數(shù)控XS1：電源接口XS2：外接PC鍵盤接口XS3：以太網(wǎng)接口XS4：軟驅(qū)接口，XS5：RS232接口XS6：遠(yuǎn)程I/O板接口XS8：手持單元接口XS9：主軸控制接口XS10、XS11：輸入開關(guān)量接口XS20，XS21：輸出開關(guān)量接口XS30～XS33：模擬式、脈沖式（含步進(jìn)式）進(jìn)給軸控制接口XS40～XS43：串行式HSV-11型伺服軸控制接口華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的接口說明.華中數(shù)控華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的內(nèi)部板卡.華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的內(nèi)部板卡:NC板.

華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的內(nèi)部板卡:主板.華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的內(nèi)部板卡:電源板.華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的內(nèi)部板卡:鍵盤按鍵板.華中數(shù)控“世紀(jì)星”HNC-21的內(nèi)部板卡:鍵盤按鍵板.華中數(shù)控HNC-2000的內(nèi)部板卡:進(jìn)給軸控制板卡.華中數(shù)控HNC-2000的內(nèi)部板卡:進(jìn)給軸控制板卡.華中數(shù)控HNC-2000的內(nèi)部板卡:輸入輸出控制板卡.世紀(jì)星電源接口

華中數(shù)控.華中數(shù)控引腳號信號名說明1、5AC24V1/2交流24V電源2DC24V直流24V電源3空4DC24V地6PE地7空注意：XS1的6腳在內(nèi)部已與數(shù)控裝置的機(jī)殼接地端子連通。由于電源線電纜中的地線較細(xì)，因此，必須單獨(dú)增加一根截面積不小于2.5平方毫米的黃綠銅導(dǎo)線作為地線與數(shù)控裝置的機(jī)殼接地端子相連。華中數(shù)控.鍵盤

接口：XS2引腳號信號名說明1DATA數(shù)據(jù)2空3GND電源地4VCC電源5CLOCK時鐘6空注意：可以直接接PC鍵盤，也可以通過軟驅(qū)單元進(jìn)行轉(zhuǎn)接。華中數(shù)控.華中數(shù)控以太網(wǎng)接口：XS3引腳號信號名說明1TX_D1+發(fā)送數(shù)據(jù)2TX_D1-發(fā)送數(shù)據(jù)3RX_D2+接收數(shù)據(jù)4BI_D3+空置5BI_D3-空置6RX_D2-接收數(shù)據(jù)7BI_D4+空置8BI_D4-空置華中數(shù)控.華中數(shù)控以太網(wǎng)口與外部計(jì)算機(jī)的連接通過以太網(wǎng)口與外部計(jì)算機(jī)連接是一種快捷、可靠的方式：1.與外部計(jì)算機(jī)直接電纜連接（見圖2.5.2）2.也可以先連接到HUB（集線器），再經(jīng)HUB連入局域網(wǎng)，與局域網(wǎng)上的其他任何計(jì)算機(jī)連接（見圖2.5.3）。

在硬件上，可以直接使用HNC-21背面的以太網(wǎng)口連接，也可以通過軟驅(qū)單元轉(zhuǎn)接后，用軟驅(qū)單元上的以太網(wǎng)口連接。華中數(shù)控.華中數(shù)控直接電纜連接：

華中數(shù)控.華中數(shù)控通過局域網(wǎng)連接：

華中數(shù)控.華中數(shù)控軟驅(qū)接口：XS4引腳號信號名說明1L1減小寫電流2L2驅(qū)動器選擇A3L3寫數(shù)據(jù)4L4寫保護(hù)5+5V驅(qū)動器電源6L5驅(qū)動器A允許7L6步進(jìn)8L70磁道9L8盤面選擇10GND驅(qū)動器電源地、信號地11L9索引12L10方向13L11寫允許14L12讀數(shù)據(jù)15L13更換磁盤華中數(shù)控.華中數(shù)控軟驅(qū)單元華中數(shù)控.華中數(shù)控

若使用軟驅(qū)單元則XS2、XS3、XS4、XS5為軟驅(qū)單元的轉(zhuǎn)接口。

軟驅(qū)單元提供“3.5”軟盤驅(qū)動器、RS232接口、PC鍵盤接口、以太網(wǎng)接口。需要通過轉(zhuǎn)接線與HNC-21數(shù)控裝置連接使用。華中數(shù)控.華中數(shù)控RS232接口：XS5引腳號信號名說明1-DCD載波檢測2RXD接收數(shù)據(jù)3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)4-DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好5GND信號地6-DSR數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好7-RTS請求發(fā)送8-CTS準(zhǔn)許發(fā)送9-R1振零指示HNC-21數(shù)控裝置可以通過RS232與外部計(jì)算機(jī)連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與共享。在硬件連接上，可以直接由HNC-21數(shù)控裝置背面的XS5接口連接，也可以通過軟驅(qū)單元上的串口接口進(jìn)行轉(zhuǎn)接。華中數(shù)控.通過RS232口與外部計(jì)算機(jī)連接華中數(shù)控.華中數(shù)控遠(yuǎn)程I/O接口：XS6引腳號信號名說明1EN+使能2SCK+時鐘3Dout+數(shù)據(jù)輸出4Din+數(shù)據(jù)輸入5GND地6EN-使能7SCK-時鐘8Dout-數(shù)據(jù)輸出9Din-數(shù)據(jù)輸入華中數(shù)控.華中數(shù)控手持單元接口：XS8信號名說明24V、24VGDC24V電源輸出ESTOP2、ESTOP3手持單元急停按鈕I32～I(xiàn)39手持單元輸入開關(guān)量O28～O31手持單元輸出開關(guān)量HA手搖A相HB手搖B相+5V、5V地手搖DC5V電源華中數(shù)控.華中數(shù)控手持單元中坐標(biāo)選擇、增量倍率選擇、使能按鈕、指示燈等需要占用PLC輸入/輸出開關(guān)量。因此，手持接口（XS8）占用了數(shù)控裝置的開關(guān)量輸出中的4路輸出（O28—O31）、開關(guān)量輸入中的8路輸入（I32—I39）。

注意:若系統(tǒng)中未選用手持單元，或所選手持單元上沒有急停按鈕時，應(yīng)該通過DB25頭針插頭將XS8上的第4、17腳短接。華中數(shù)控.華中數(shù)控手持盒.華中數(shù)控主軸控制接口：XS9

信號名說明SA+、SA-主軸碼盤A相位反饋信號SB+、SB-主軸碼盤B相位反饋信號SZ+、SZ-主軸碼盤Z脈沖反饋+5V、GNDDC5V電源AOUT1、AOUT2主軸模擬量指令輸出GND模擬量輸出地主軸D/A選用接口AOUT1和AOUT2應(yīng)注意：

AOUT1的輸出電壓為-10V～+10V，AOUT2的輸出電壓為0V～+10V，

如果主軸系統(tǒng)是采用給定的正負(fù)模擬電壓實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，請使用AOUT2接口控制主軸單元，其它情況都采用AOUT1接口，否則可能損壞主軸單元。華中數(shù)控.華中數(shù)控開關(guān)量輸入接口：XS10、XS11華中數(shù)控.1．等效電路IF=5~9mA24VG24V+5V輸入開關(guān)量接口等效電路—NPN型IF=5~9mAPNP開關(guān)輸入公共點(diǎn)為24VPNP開關(guān)量輸入輸入開關(guān)量接口等效電路—PNP型NPN開關(guān)量輸入華中數(shù)控.華中數(shù)控輸入端子板.華中數(shù)控輸入端子板接口華中數(shù)控.華中數(shù)控.開關(guān)量輸出接口：XS20、XS21信號名說明24VG外部開關(guān)量DC24V電源地I0～I(xiàn)39輸入開關(guān)量O0～O31輸出開關(guān)量ESTOP1，ESTOP3急停回路與超程回路的串聯(lián)的接入端子OTBS1，OTBS2超程限位開關(guān)的接入端子華中數(shù)控.華中數(shù)控

輸出端子板.

華中數(shù)控輸出端子板接口.信號名說明J1DB25/M24VG外部開關(guān)量直流24V電源地NO0～NO15輸出開關(guān)量ESTOP1ESTOP3急停信號轉(zhuǎn)接OTBS1OTBS2超程解除信號轉(zhuǎn)接

J2端子+24V外部開關(guān)量直流24V電源GNDNC空腳N0～N15NPN型開關(guān)量輸出P0～P15PNP型開關(guān)量輸出ES1，ES3急停信號轉(zhuǎn)接OT1，OT2超程解除信號轉(zhuǎn)接華中數(shù)控.華中數(shù)控.華中數(shù)控.華中數(shù)控.華中數(shù)控.注意：XS1的4腳在數(shù)控裝置內(nèi)部已與XS10、XS11、XS20、XS21開關(guān)量接口的1，2，14，15腳連通。但為了提高開關(guān)量信號的抗干擾能力，XS10、XS11、XS20、XS21開關(guān)量接口的1，2，14，15腳應(yīng)采用單獨(dú)的電線連接到外部DC24V電源地上，以減少流過XS1的4腳（24V地）的電流，如圖2.3.3所示。若某些輸入/輸出開關(guān)量控制或接收信號的電元?dú)饧墓╇婋娫词菃为?dú)的，則其供電電源必須與輸入輸出開關(guān)量的供電電源共地。否則，數(shù)控裝置不能通過輸出開關(guān)量可靠地控制這些元器件，或從這些元器件接收信號。對應(yīng)于同一位，N型和P型不可同時使用。

華中數(shù)控.技術(shù)參數(shù)（1）采用光電耦合技術(shù)，最大隔離電壓2500VRMS（一分鐘）（2）

電源電壓24V（3）

最大輸出電流100mA典型應(yīng)用電路（1）驅(qū)動發(fā)光二極管可使用NPN輸出或PNP輸出。需串聯(lián)一個電阻，控制流經(jīng)發(fā)光二極管的電流，一般約為10mA。華中數(shù)控.

（2）

驅(qū)動燈絲型指示燈使用NPN輸出或PNP輸出，需外接一預(yù)熱電阻，以減少導(dǎo)通時的電流沖擊，預(yù)熱電阻阻值大小以不致于指示燈亮為原則。

用輸出開關(guān)量驅(qū)動燈絲型指示燈華中數(shù)控.（3）

驅(qū)動電感性負(fù)載（如繼電器）可根據(jù)需要選擇NPN或PNP型輸出，須在線圈附近接入續(xù)流二極管，以保護(hù)輸出電路，減少干擾。（有些繼電器自帶續(xù)流二極管）

注：應(yīng)選擇線圈電壓為DC24V。華中數(shù)控.輸出接線繼電器板

繼電器板集成八個單刀單投繼電器和兩個雙刀雙投繼電器;最多可接16路NPN開關(guān)量信號輸出及急停（兩位）與超程（兩位）信號;其中8路NPN開關(guān)量信號輸出用于控制八個單刀單投繼電器;剩下的8路NPN開關(guān)量信號輸出通過接線端子引出，可用來控制其它電器，兩個雙刀雙投繼電器可由外部單獨(dú)控制。

華中數(shù)控..--++24V24V100100KA9KA10KA1KA2KA3KA4KA5KA6KA7KA8-+-+K17K18K19K20K21K22K28K27K26K25K24K230110100908015014013012OT2ES1ES3OT1K4K3K2K1K8K7K6K5K12K11K10K9K15K14K13K16J3J210932547681121113161514181719212023222524J1華中數(shù)控.華中數(shù)控.華中數(shù)控.華中數(shù)控.華中數(shù)控.華中數(shù)控.華中數(shù)控遠(yuǎn)程I/O板.模擬接口式、脈沖接口式伺服驅(qū)動器控制接口：XS30-XS33信號名說明A+、A-編碼器A相位反饋信號B+、B-編碼器B相位信反饋信號Z+、Z-編碼器Z脈沖反饋信號+5V，GNDDC5V電源OUTA模擬指令輸出(-20mA～+20mA)CP+、CP-指令脈沖輸出（A相）DIR+、DIR-指令方向輸出（B相）華中數(shù)控.串行接口式伺服驅(qū)動器控制接口：

XS40--XS43信號名說明TXD數(shù)據(jù)發(fā)送RXD數(shù)據(jù)接收GND信號地華中數(shù)控.變頻調(diào)速主軸單元變頻主軸采用日立SJ100-007HFE變頻器。變頻器采用正弦波脈寬調(diào)制（PWM）控制，額定容量1.5KW，額定輸入電壓三相交流380V，額定輸出電流2.5A,輸出頻率范圍1～360Hz，適用電機(jī)容量0.75KW。三相異步電機(jī)采用普通三相異步電機(jī)。功率0.55KW，轉(zhuǎn)速1390r/m，4極。華中數(shù)控.磁粉制動器

工作原理：磁粉制動器是以磁粉（軟磁材料）為介質(zhì)傳遞轉(zhuǎn)矩的一種電磁器。型號：CZ-0.5額定扭矩：5Nm（帶恒流控制器）華中數(shù)控.華中數(shù)控磁粉制動器內(nèi)部結(jié)構(gòu).華中數(shù)控磁粉制動器內(nèi)部結(jié)構(gòu).（磁粉重量：10g實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速：300rPM表面溫度：38℃）華中數(shù)控磁粉制動器電流與扭矩對應(yīng)曲線：.交流伺服電機(jī)(P50B05020DXS00)一臺;伺服驅(qū)動三洋Q系列伺服驅(qū)動器(QS1A01AA0M601P00)一臺華中數(shù)控交流伺服驅(qū)動單元.

步進(jìn)驅(qū)動器和步進(jìn)電機(jī)采用深圳雷塞M535和57HS13。

M535是細(xì)分型高性能步進(jìn)驅(qū)動器，適合驅(qū)動中小型的任何兩相或四相混合式步進(jìn)電機(jī)。在驅(qū)動器的側(cè)邊裝有一排撥碼開關(guān)組，可以用來選擇細(xì)分