华中数控系统

项目七华中数控系统主编张爱红（2007版）

单元一华中（世纪星）数控系统概述单元二华中数控系统部件连接

单元三华中数控系统参数单元四华中数控系统的运行与调试单元五华中数控系统的数据保护项目七华中数控系统

单元一华中（世纪星）数控系统概述一、华中数控系统的特点二、华中数控系统功能部件的接口与功能项目七华中数控系统

一、华中数控系统的特点

华中数控综合实验台由数控装置、变频调速主轴及三相异步电动机、交流伺服单元及交流伺服电动机、步进电动机驱动器及步进电动机、测量装置、十字工作台组成。

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1.数控装置HNC-21TF数控装置内置嵌入式工业PC机，配置7.7”彩色液晶屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口，内嵌式PLC于一体，可选配各种类型的脉冲接口、模拟接口的交流伺服单元或步进电动机驱动器。2.变频调速主轴单元变频主轴采用西门子MICROMASTER440系列的SE6440-2UD21-5AA0变频器配三相异步电机。3.交流伺服驱动单元交流伺服和交流伺服电机采用松下MINASA系列的MSDA023A1A伺服单元和MSMA022A1C伺服电动机。4.步进驱动单元步进驱动器和步进电机采用深圳雷塞M535和57HS13。四相混合式步进电机，步进角为1.8度,静转矩1.3Nm,额定相电流2.8A。

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项目七华中数控系统5.输入与输出装置输入接线端子板提供NPN和PNP两种类型开关量信号输入，输出继电器板集成八个单刀单投继电器和两个双刀双投继电器。

6.工作台机械部分采用滚珠丝杠传动的模块化十字工作台，用于实现目标轨迹和动作。X轴执行装置采用四相混合式步进电机，步进电机没有传感器，不需要反馈，用于实现开环控制。Y轴执行装置采用交流伺服电机，交流伺服和交流伺服电机组成一个速度闭环控制系统。安装在交流伺服电机轴上的增量式码盘充当位置传感器，用于间接测量机械部分的移动距离，构成一个位置半闭环控制系统；也可用安装在十字工作台上的光栅尺直接测量机械部分移动位移，构成一个位置闭环控制系统。

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项目七华中数控系统1.电源接口—XS1

引脚号信号名说明1、5AC24V1/2交流24V电源2DC24V直流24V电源3空

－4DC24V地6PE地7空

－二、华中数控系统功能部件的接口与功能

2.PC键盘接口—XS2

引脚号信号名说明1DATA数据－2空

3GND电源地4VCC电源－5CLOCK

6空时钟项目七华中数控系统项目目七七华华中中数数控控系系统统3.以以太太网网接接口口——XS3引脚号信号名说明1TX_D1+发送数据2TX_D1-发送数据3RX_D2+接收数据4BI_D3+空置5BI_D3-空置6RX_D2-接收数据7BI_D4+空置8BI_D4-空置引脚号信号名说明1L1减小写电流2L2驱动器选择

A3L3写数据4L4写保护5+5V驱动器电源6L5驱动器A允许7L6步进8L70磁道9L8盘面选择10GND驱动器电源地、信号地11L9索引12L10方向13L11写允许14L12读数据15L13更换磁盘项目目七七华华中中数数控控系系统统4.软软驱驱接接口口——XS4项目目七七华华中中数数控控系系统统5.RS232接口口——XS5引脚号信号名说明1-DCD载波检测2RXD接收数据3TXD发送数据4-DTR数据终端准备好5GND信号地6-DSR数据装置准备好7-RTS请求发送8-CTS准许发送9-R1振零指示项目七华华中数控控系统6.远程程I/O接口—XS6引脚号信号名说明1EN+使能2SCK+时钟3Dout+数据输出4Din+数据输入5GND地6EN-使能7SCK-时钟8Dout-数据输出9Din-数据输入项目七华华中数控控系统7.手持持单元接口口—XS8信号名说明24V、24VGDC24V电源输出ESTOP2、ESTOP3手持单元急停按钮I32～I39手持单元输入开关量O28～O31手持单元输出开关量HA手摇A相HB手摇B相+5V、5VG手摇DC5V电源项目七华华中数控控系统8.主轴轴控制接口口—XS9信号名说明SA+、SA-主轴码盘A相位反馈信号SB+、SB-主轴码盘B相位反馈信号SZ+、SZ-主轴码盘Z脉冲反馈+5V、GNDDC5V电源AOUT1、AOUT2主轴模拟量指令输出GND模拟量输出地项目七华华中数控控系统9.开关关量输入接接口—XS10、XS11信号名说明24VG外部开关量DC24V电源地I0～I39输入开关量O0～O31输出开关量ESTOP1，ESTOP3急停回路与超程回路的串联的接入端子OTBS1，OTBS2超程限位开关的接入端子项目七华华中数控控系统10.模拟拟接口式、、脉冲接口口式伺服信号名说明A+、A-编码器A相位反馈信号B+、B-编码器B相位信反馈信号Z+、Z-编码器Z脉冲反馈信号+5V，GNDDC5V电源OUTA模拟指令输出(-20mA～+20mA)CP+、CP-指令脉冲输出（A相）DIR+、DIR-指令方向输出（B相）项目七华华中数控控系统11.串行接口式式（HSV-11系列）伺服服驱动器控制制接口—XS40～～XS43信号名说明TXD数据发送RXD数据接收GND信号地项目七华华中数控控系统单元二华华中（世纪纪星）数控控系统部件件连接一、华中数数控系统各各功能模块块1、电源模模块2、继电器器与输入输输出开关量量3、数控装装置与手摇摇的连接4、数控装装置与光栅栅尺的连接接5、数控装装置与主轴轴连接6、数控装装置与步进进驱动器连连接7、数控装装置与交流流伺服连接接8、数控系系统刀架电电机的连接接二、急停与与超程解除除控制线路路的工作原原理项目七华华中数控控系统1.电源部部分的连接接项目七华华中数控控系统2.继电器器与输入输输出开关量量继电器板项目七华华中数控控系统输入开关接接口项目七华华中数控控系统输出开关接接口项目七华华中数控控系统项目七华华中数控控系统3.数控装装置与手摇摇脉冲发生生器的连接接项目七华华中数控控系统4.数控装装置与光栅栅尺的连接接项目七华华中数控控系统5.数控装装置与主轴轴连接项目七华华中数控控系统6.数控装装置与步进进驱动器连连接项目七华华中数控控系统7.数控装装置与交流流伺服连接接项目七华华中数控控系统8.数控系系统刀架电电机的连接接项目七华华中数控控系统二、急停与与超程解除除控制线路路的工作原原理所有急停按按钮的常闭闭触点以串串联方式，，连接到系系统的急停停回路中。。在正常情情况下，急急停按钮处处于松开状状态，其触触点处于常常闭状态。。按下急停停按钮后，，其触点断断开，使得得系统的急急停回路所所控制的中中间继电器器KA断电，而切切断移动装装置（如进进给轴电机机/主轴电电机/刀库库/架电机机等）的动动力电源同同时连接在在PLC输入端的中中间继电器器KA的一组常开开触点向系系统发出急急停报警此此信号在打打开急停按按钮时则作作为系统的的复位信号号项目七华华中数控控系统发生超程后后系统处于于超程报警警状态各进进给装置的的动力电源源已被切断断为了解除除超程用户户应按以下下步骤操作作1按住数数控装置操操作面板上上的超程解解除按钮使使系统复位位在解除超程前不得得松开超程程解除按钮钮2手动操操作机床的的进给轴按按正确的方方向移动使使被压下的的超程限位位开关松开此此时超程解解除按钮上上的指示灯灯将熄灭3松开超超程解除按按钮项目目七七华华中中数数控控系系统统单元元三三华华中中数数控控系系统统参参数数一、、华华中中数数控控系系统统参参数数的的分分类类与与功功能能按功功能能和和重重要要性性划划分分了了参参数数的的不不同同级级别别，，数数控控装装置置设设置置了了三三种种级级别别的的权权限限，，允允许许用用户户修修改改不不同同级级别别的的参参数数。。通通过过权权限限口口令令的的限限制制对对重重要要参参数数进进行行保保护护，，防防止止因因误误操操作作而而引引起起故故障障和和事事故故。。查查看看参参数数和和备备份份参参数数不不需需要要口口令令。。项目目七七华华中中数数控控系系统统HNC-21数控控装装置置中中设设置置了了三三种种级级别别的的权权限限：：1.数数控控厂厂家家最最高高级级别别权权限限，，能能修修改改所所有有的的参参数数；；2.机机床床厂厂家家中中间间级级权权限限，，能能修修改改机机床床调调试试时时，，须须设设置置的的参参数数；；3.用用户户厂厂家家最最低低级级权权限限，，仅仅能能修修改改用用户户使使用用时时，，须须改改变变的的参参数数。。用户户最最低低主主菜菜单单与与子子菜菜单单在在某某一一个个菜菜单单中中用用Enter键选选中中某某项项后后出出现现另另一一个个菜菜单单则则前前者者称称主主菜菜单单后后者者称称子子菜菜单单菜菜单单可可以以分分为为两两种种弹弹出出式式菜菜单单和和图图形形按按键键式式菜菜单单二、、查查看看、、设设置置华华中中数数控控系系统统参参数数1.参参数数设设置置和和操操作作（1））常常用用名名词词和和按按键键说说明明（2））参数数查看看与设设置（（F3→→F1）（3））输入权权限口口令(F3→→F3)项目七七华华中中数控控系统统2.参参数详详细说说明（1））系系统参参数a.插补周周期；；b.刀具寿寿命管管理使使能；；c.移动轴轴脉冲冲当量量分母母（分分子为为1um））；d.旋转轴轴脉冲冲当量量分母母（分分子为为1/1000度））；（2））通道道参数数项目七七华华中中数控控系统统项目七七华华中中数控控系统统（3））坐坐标轴轴参数数（以以坐标标轴参参数－－轴0为为例））a.轴名称；b.所属通道号号；c.轴类型；d.外部脉冲当当量分子和和外部脉冲冲当量分母母；e.正软极限位位置；f.负软极限位位置；g.回参考点方方式；h.回参考点方方向；i.参考点位置置；j.参考点开关关偏差；k.回参考点快快移速度；；l.回参考点定定位速度；；m.单位定向偏偏移值；n.最高快移速速度；项目七华华中数控控系统o.最高加工速速度；p.快移加减速速时间常数数q.快移加减速速（4）轴轴补偿参数数a.方向间隙；；b.螺补类型；；c.补偿点数；；d.参考点偏差差号；e.补偿间隔；；f.偏差值；项目七华华中数控控系统（5）硬硬件配置参参数参数a.部件**型型号；b.标识；c.地址；d.配置[1]；e.配置[2]；项目七华华中数控控系统（6）PMC系统参数a.开关量输入入总组数；；b.开关量输出出总组数；；c.输入模块*部件号（（*:0～～7）；d.输出模块*部件号（（*:0～～7）；e.输入模块*组数（*:0～7）；f.输出模块*组数（*:0～7）；（7）PMC参数P[0]～～P[99]项目七华华中数控控系统（8）外部部报警信息息（9）DNC参数a.选择串口号号（1、2）；b.数据传输波波特率；c.收发数据位位长度；d.数据传输停停止位；e.奇偶校验位位单元四华华中数控系系统的运行行与调试一、数控系系统运行前前的检查1.运行行前检查（1）接接线检查确保所有的的电缆连接接正确,应应特别注意意检查：继电器电磁磁阀的续流流二极管的的极性；电机强电电电缆的相序序；进给装置的的位置控制制电缆位置置反馈电缆缆电机强电电电缆应该该一一对应应。项目七华华中数控控系统项目七华华中数控控系统确认主轴单单元接收的的模拟电压压指令的类类型，检查查接线以免免损坏主轴轴单元速度度指令接口口。若为0～10V应使用XS9的OUT2（（14脚与15脚脚）；若若为-10V+10V则应使用XS9的AOUT1（6脚与7脚））；确保所有地地线都可靠靠且正确地地连接；确保急停按按钮与急停停回路的有有效性当急急停按钮按按下或急停停回路断开开后能够切切断进给驱驱动装置主主轴驱动装装置等运动动部件的动动力电源急急停回路的的设计。项目七华华中数控控系统采用串行通通讯接口式式HSV-11型伺服的一一一对应关关系项目七华华中数控控系统采用HSV-16及其它如安安川松下等等模拟接口口式或脉冲冲接口式伺伺服驱动器器的一一对对应关系项目七华华中数控控系统采用西门子子611A或发那克6M7M等模拟接口口伺服驱动动器的一一一对应关系系项目七华华中数控控系统（2）电电源检查确保电路中中各部分电电源的电压压正确，极极性连接正正确。特别别是DC24V的极性，确确保该部分分电源回路路不短路；；确保电路中中各部分电电源的规格格正确；确保电路中中各部分变变压器的规规格和进出出线方向正正确。项目七华华中数控控系统（3）设设备检查确保系统中中的各个电电机（主轴轴电机、进进给电机））已经与机机械传动部部分脱离并并且可靠放放置与固定定；确保所有电电源开关、、特别是伺伺服动力电电源开关已已经断开。。项目七华华中数控控系统2.试运运行（1）通通电系统通电与与断电前，，都应先按按下急停按按钮，避免免伺服动力力电源与伺伺服控制电电源同时接接通和断开开，而出现现电机瞬时时跳动；在执行以下下步骤时应应确保伺服服驱动器的的动力电源源是断开的的，以防止止因数控装装置的参数数尚未正确确设置而出出现误动作作或故障。。1）按下急急停按钮确确保系统中中所有空气气开关已断断开；2）合上电电柜主电源源空气开关关；3）接通控控制交流24V的空气开关关或熔断器器，检查AC24V电源是否正正常；4）接通控控制直流24V的空气开关关或熔断器器检查DC24V电源是否正正常；5）检查设设备用到的的其他部分分电源是否否正常；6）HNC-21数控装置通通电。项目七华华中数控控系统（2）参参数设置HNC-21数控装置通通电后，经经自检进入入主控制画画面，进入入参数设置置菜单。请请对照现场场硬件，检检查系统参参数是否正正确。设置置参数时请请参考上一一单元的参参数设置。。（3）外外部状态检检查检查各进给给驱动单元元、主轴驱驱动单元接接通控制电电源后是否否正常；检检查系统所所需要的状状态回答信信号是否正正常，如进进给驱动正正常、主轴轴驱动正常常等，为接接通伺服动动力电源做做准备开关量输入入输出状态态的显示PLC地址定义项目七华华中数控控系统主控菜单PLC功能子菜单单项目七华华中数控控系统PLC功能子菜单单与状态选选择子菜单单项目七华华中数控控系统机床输入到到PMC:X项目七华华中数控控系统（4）接接通伺服动动力电源接通伺服动动力电源前前的检查；；接通伺服动动力电源；；项目七华华中数控控系统3.PLC编程与调试试（1）PLC调试的内容容操作数控装装置进入输输入输出开开关量显示示状态,对对照机床电电气原理图图逐个个检查PLC输入输出点点的连接和和逻辑关系系是否正确确;检查机床超超程限位开开关是否有有效,报警警显示是否否正确(各各坐标轴的的正负超程程限位开关关的一个常常开触点,已经接入入输入开关关量接口)。项目七华华中中数控系系统（2）PLC调试的过过程检查操作作面板上上的各个个按钮，，检验开开关量输输入信号号、系统统动作、、外部逻逻辑电路路的动作作是否正正确；逐个在开开关量输输入信号号中人为为接入限限位信号号，通常常为X0.0～X0.7（（即I0～I7）检验该信信号能否否使系统统产生急急停，并并正确显显示报警警信息；；让各坐标标轴返回回参考点点，人为为接入参参考点回回答信号号，检验验各坐标标能否完完成回参参考点动动作及回回参考点点动作是是否正确确；正确连接接各个坐坐标的限限位开关关与回参参考点信信号，人人为控制制限位开开关与参参考点开开关，重重复上面面两部分分内容检检验开关关的有效效性；检验各报报警开关关量输入入信号输输入时，，系统能能否正确确产生系系统报警警信息或或用户在在PLC程序中定定义的外外部报警警信息，，并执行行相应的的动作。。项目七华华中中数控系系统（2）PLC调试的方方法当PLC程序不能能按预期期的过程程执行时时通常按按下列步步骤调试试检查：：在PLC状态中观观察所需需的输入入开关量量或系统统变量是是否正确确输入，，若没有有则检查查外部电电路，对对于MST指令应该该编写一一段包含含该指令令的零件件程序，，用自动动或单段段的方式式执行该该程序，，在执行行的过程程中观察察相应的的变量。。在PLC状态中观观察所需需的输出出开关量量或系统统变量是是否正确确输出，，若没有有则检查查PLC