數(shù)控鉆銑床電氣系統(tǒng)控制畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　XX學(xué)院</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　課 題： 數(shù)控鉆銑床電氣系統(tǒng)控制畢業(yè)設(shè)計(jì) </p><p>　　子課題: </p>

2、<p>　　同課題學(xué)生姓名: </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>

3、;　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　完成日期 </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，PLC技術(shù)正在不斷地深入到各個(gè)領(lǐng)域并迅速地向前推進(jìn)，特別是近幾年來(lái)在機(jī)械加工領(lǐng)域引起了許多深刻的改革。《雙面鉆孔組合機(jī)床在運(yùn)用》就是運(yùn)用了PLC技術(shù)與

4、機(jī)床電氣的過(guò)程及注意事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化的運(yùn)用，這便使雙面組合鉆床操作更加方便，大大提高了工作效率。</p><p>　　目前，在機(jī)械制造業(yè)中已不再是僅僅要求單機(jī)自動(dòng)化，而是要求實(shí)現(xiàn)一條生產(chǎn)線，一個(gè)車間、一個(gè)工廠甚至更大規(guī)模的全盤自動(dòng)化，這便體現(xiàn)PLC技術(shù)的重要性。在設(shè)計(jì)中，參考了機(jī)電一體化技術(shù)方面和PLC方面的教材和資料，在書后的參考文獻(xiàn)中列出，這些寶貴的資料對(duì)我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了重要的作用，在設(shè)計(jì)中有許多不

5、妥之處，敬請(qǐng)老師提出寶貴指正.</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　數(shù)控鉆銑床是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的部分，可以高速、精確的切削零件。本文就對(duì)鉆銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制和數(shù)控三部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，基本可以滿足鉆銑床的運(yùn)行。本系統(tǒng)采用的數(shù)控裝置集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口、遠(yuǎn)程I/O板接口于一體，支持硬盤、電子盤等程序

6、存儲(chǔ)方式以及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序交換功能，具有高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高的特點(diǎn)。詳細(xì)給出了主/控制回路圖及一些元件的選擇。</p><p>　　關(guān)鍵字：數(shù)控裝置 PLC 主/控制回路</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論………………………………………………………………………

7、…</p><p>　　1.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史………………………………………………………</p><p>　　1.2數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀…………………………………………………………</p><p>　　1.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和用途…………………………………………………</p><p>　　1.4 PLC相關(guān)技術(shù)的發(fā)展入應(yīng)用領(lǐng)域………………………………

8、………</p><p>　　1.4.1 PLC技術(shù)簡(jiǎn)介…………………………………………………………</p><p>　　1.4.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)………………………………………………………</p><p>　　1.4.3 PLC應(yīng)用領(lǐng)域…………………………………………………………</p><p>　　第二章 電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)……………………

9、……………………………………</p><p>　　2.1可編程器的選擇和可行性的論證………………………………………</p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容及任務(wù)……………………………………………………</p><p>　　2.1.2可行性論證……………………………………………………………</p><p>　　2.2總體方案的擬訂和論證………

10、…………………………………………</p><p>　　2.2.1總體設(shè)計(jì)方案的擬訂…………………………………………………</p><p>　　2.3電氣部分設(shè)計(jì)……………………………………………………………</p><p>　　2.3.1選件……………………………………………………………………</p><p>　　2.3.2電源…………………

11、…………………………………………………</p><p>　　2.3.3數(shù)控裝置與軟驅(qū)單元的連接…………………………………………</p><p>　　2.3.4數(shù)控裝置與外部計(jì)算機(jī)的連接………………………………………</p><p>　　2.3.5數(shù)控裝置開關(guān)量的輸入/輸出…………………………………………</p><p>　　2.3.6數(shù)控裝置

12、與手持單元的連接…………………………………………</p><p>　　2.3.7數(shù)控裝置與主軸裝置的連接…………………………………………</p><p>　　2.3.8數(shù)控裝置與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的連接……………………………………</p><p>　　2.3.9急停與超程解除的設(shè)計(jì)………………………………………………</p><p>　　2.3.1

13、0電磁兼容設(shè)計(jì)…………………………………………………………</p><p>　　2.3.11數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)………………………………………………</p><p>　　第三章 伺服電機(jī)的選擇與計(jì)算………………………………………………………</p><p>　　3.1伺服電機(jī)的選擇計(jì)算……………………………………………………</p><p>

14、　　3.2慣量匹配計(jì)算……………………………………………………………</p><p>　　第四章 數(shù)控部分設(shè)計(jì)………………………………………………………………</p><p>　　4.1基本結(jié)構(gòu)與主要功能……………………………………………………</p><p>　　4.1.1基本配置………………………………………………………………</p><p&

15、gt;　　4.1.2主要技術(shù)規(guī)格…………………………………………………………</p><p>　　4.2操作裝置…………………………………………………………………</p><p>　　4.2.1操作臺(tái)結(jié)構(gòu)……………………………………………………………</p><p>　　4.2.2顯示器…………………………………………………………………</p><

16、;p>　　4.2.3NCP鍵盤………………………………………………………………</p><p>　　第五章 外文翻譯……………………………………………………………………</p><p>　　第六章 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………</p><p><b>　　緒論</b></p><p>

17、;　　1.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史：</p><p>　　1949年帕森斯公司正式接受美國(guó)空軍委托，在麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的協(xié)助下，開始從事數(shù)控機(jī)床的研制工作。經(jīng)過(guò)三年時(shí)間的研究，于1952年試制成功世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床試驗(yàn)性樣機(jī)。這是一臺(tái)采用脈沖乘法器原理的直線插補(bǔ)三坐標(biāo)連續(xù)控制銑床，這便是數(shù)控機(jī)床的第一代。</p><p>　　1953年，美國(guó)空軍與麻省理工學(xué)院協(xié)作，開始從事計(jì)算機(jī)自動(dòng)編

18、程的研究。這就是APT自動(dòng)編程的開始。</p><p>　　1958年美國(guó)克耐·杜列克公司在世界上首先研制成功了帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。</p><p>　　1959年，計(jì)算機(jī)行業(yè)研制出晶體管元器件，因而數(shù)控裝置中廣泛采用晶體管和印制電路板，從而跨入第二代數(shù)控時(shí)代。</p><p>　　1965年，出現(xiàn)了小規(guī)模的集成電路。由于它體積小、

19、功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高，標(biāo)志數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格急劇下降。小型計(jì)算機(jī)開始取代專用數(shù)控計(jì)算機(jī)，數(shù)控的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)。這樣組成的數(shù)控系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）。1970年，在美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，首次展出了這種系統(tǒng)，稱為第四代數(shù)控。</p><p>　　1974年美國(guó)、日本等國(guó)首先研制出以微處理

20、器為核心的數(shù)控系統(tǒng)。近20年來(lái)，微處理器數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到了飛速發(fā)展的廣泛應(yīng)用，這就是第五代數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　1.2數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀：</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上，離開了數(shù)控技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無(wú)本之木。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位，是體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平

21、的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過(guò)程數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。</p><p>　　國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國(guó)家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。我國(guó)進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)基本為德國(guó)西門子（SIMENS）和日本法那克（FANUC）兩家公司所壟斷，這兩家公司在世界市場(chǎng)的占有率超過(guò)８０％。&l

22、t;/p><p>　　1.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和用途：</p><p>　　具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的加工對(duì)象改變時(shí)，只需要新編制相應(yīng)的程序，輸入計(jì)算機(jī)就可以自動(dòng)地加工出新的工件。同類工件系列中不同尺寸、不同精度的工件，只需要局部修改或增刪零件程序的相應(yīng)部分。隨著數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的柔性也在不斷擴(kuò)展，逐步向多工序集中加工方向發(fā)展。&l

23、t;/p><p>　　獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是按以數(shù)字形式給出的指令脈沖進(jìn)行加工。目前增量值普遍到達(dá)了0.001mm。進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠導(dǎo)程誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，所以可獲得較高的加工精度。</p><p><b>　　具有較高的生產(chǎn)率</b></p><p>　　數(shù)控

24、機(jī)床不需人工操作，四面都有防護(hù)罩，不用擔(dān)心切削飛濺傷人，可以充分發(fā)揮刀具的切削性能。因此，數(shù)控機(jī)床的功率的剛度都比普遍機(jī)床性能高，允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削。這有效地縮短了切削時(shí)間。</p><p>　　改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率</p><p>　　應(yīng)用數(shù)控機(jī)床時(shí)，工人不需直接操作機(jī)床，而是編好程序調(diào)整好機(jī)床后由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制機(jī)床，免除了繁重的手工操作。一人能管理幾臺(tái)機(jī)床，提高了勞動(dòng)

25、生產(chǎn)率。當(dāng)然，對(duì)工人的文化技術(shù)要求也提高了。數(shù)控機(jī)床的操作者，既是體力勞動(dòng)者，也是腦力勞動(dòng)者。</p><p>　　能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工</p><p>　　普通機(jī)床難以實(shí)現(xiàn)或無(wú)法實(shí)現(xiàn)軌跡為二次以上的曲線或曲面的運(yùn)動(dòng)，如螺旋槳、氣輪機(jī)葉片之類的空間曲面。而數(shù)控機(jī)床由于采用了計(jì)算機(jī)插補(bǔ)技術(shù)和多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)幾乎是任意軌跡的運(yùn)動(dòng)和加工任何形狀的空間曲面，適用于各種復(fù)雜曲面的零件加工。&

26、lt;/p><p>　　便于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理</p><p>　　用計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化的重要手段。數(shù)控機(jī)床的切削條件、切削時(shí)間等都是由預(yù)先編好的程序決定，都能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化。這就便于準(zhǔn)確地編制生產(chǎn)計(jì)劃，為計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。數(shù)控機(jī)床適宜與計(jì)算機(jī)聯(lián)系，目前已成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造和計(jì)算機(jī)管理一體化的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.4PLC相關(guān)技術(shù)的

27、發(fā)展入應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　1.4.1 PLC技術(shù)簡(jiǎn)介：</p><p>　　隨著微處理器：計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到幾乎所有領(lǐng)域。當(dāng)前用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)可分為幾類，例如，可編程序控制器，基于單片機(jī)的測(cè)控裝置，用于模擬量閉環(huán)控制的可編程序調(diào)節(jié)器，集散控制系統(tǒng)。PLC由于應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，所以成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一，PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各

28、種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化的控制系統(tǒng)中。</p><p>　　1.4.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成。</p><p><b>　　1、CPU模塊：</b></p><p>　　CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成，在PLC控制系統(tǒng)中，C

29、PU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，不斷地采集輸入信號(hào)執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出，存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2、I/0模塊：</b></p><p>　　輸入（input）模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱I/0模塊，它是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁，輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，開關(guān)量輸入模塊用來(lái)接收按鈕選擇開關(guān)、限位開關(guān)等。

30、</p><p><b>　　3、編程器：</b></p><p>　　編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它進(jìn)行編程修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況，使用編程軟件可以在主算機(jī)上直接生成編輯梯形圖或指令表程序，并可實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換，程序被編譯后下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。</p><p><b>　　4、電源:&l

31、t;/b></p><p>　　PLC一般使用AC220V電源或DC24V電源，內(nèi)部的開關(guān)為各模塊提供不同電壓等直流電源，小型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供DC24V電源驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般用戶提供。</p><p>　　1.4.3 PLC應(yīng)用領(lǐng)域：</p><p>　　在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用所有的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比

32、的不斷提高，應(yīng)有范圍不斷擴(kuò)大，如1、運(yùn)動(dòng)控制、金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯。2、閉環(huán)控制如：塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐以及輕工化工機(jī)械冶金電力。3、數(shù)據(jù)處理：可用于通信功能傳送到智能裝置或者將他們打印制表。4、通信聯(lián)網(wǎng)：PLC與其它智能控制設(shè)備一起可以組成集中管理、分散控制的分布式控制系統(tǒng)。</p><p>　　第二章電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)</p><p><b>　

33、　2.3.1選件：</b></p><p>　　2.3.1.1數(shù)控裝置（選件）：</p><p>　　選擇華中“世紀(jì)星”HNC-21 系列數(shù)控裝置（HNC-21T HNC-21M ）</p><p>　　特點(diǎn)：“世紀(jì)星”HNC-21系列數(shù)控裝置（HNC-21T、HNC-21M）采用先進(jìn)的開放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC機(jī)、高性能32位中央處理器，配置7

34、.5彩色液晶顯示屏和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床工程面板，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、遠(yuǎn)程I/O板接口于一體，支持硬盤、電子盤等程序存儲(chǔ)方式以及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序交換功能，主要適用于數(shù)控車、銑床和加工中心的控制。具有高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高的特點(diǎn)；</p><p>　　圖1所示為NNC-21數(shù)控裝置與其他裝置、單元連接的總體框圖。</p><p>　

35、　注：圖中除電源接口外，其他接口都不是必須使用的。</p><p><b>　　圖1 總體框圖</b></p><p>　　圖2 HNC-21數(shù)控裝置接口圖</p><p>　　XS1：電源接口 XS2：外接PC鍵盤接口</p><p>　　XS3：以太網(wǎng)接口

36、 XS4：軟驅(qū)接口</p><p>　　XS5：RS232接口 XS6：遠(yuǎn)程I/O板接口</p><p>　　XS8：手持單元接口 XS9：主軸控制接口</p><p>　　XS10、XS11：輸入開關(guān)量接口

37、 XS20、XS21：輸出開關(guān)量接口</p><p>　　XS30~XS33：模擬式、脈沖式（含步進(jìn)式）進(jìn)給軸控制接口</p><p>　　XS40~XS43：串行式NSV-11型伺服軸控制接口</p><p>　　若使用軟驅(qū)單元?jiǎng)tXS2、XS3、XS4、XS5為軟驅(qū)單元的轉(zhuǎn)接口。</p><p>　　2.3.1.2軟驅(qū)單元（選

38、件）：</p><p>　　軟驅(qū)單元為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換單元，該單元可為系統(tǒng)擴(kuò)展軟盤數(shù)據(jù)交換、外接鍵盤、RS232、DNC和以太網(wǎng)接口等功能。需要通過(guò)轉(zhuǎn)接線與HNC-21數(shù)控裝置連接使用。</p><p>　　軟驅(qū)單元接口如圖3所示：</p><p>　　圖3 軟驅(qū)單元接口圖</p><p>　　前視圖接口用于和外部計(jì)算機(jī)連接，后視圖接口用于和H

39、NC-21連接。</p><p>　　2.3.1.3手持單元（選件）：</p><p>　　手持單元提供急停按鈕、使能按鈕、工作指示燈、坐標(biāo)選擇（OFF、X、Y、Z、4）、倍率選擇（X1、X10、X100）及手搖脈沖發(fā)生器。</p><p>　　手持單元僅有一個(gè)DB25的接口。如圖4所示：</p><p>　　圖4 手持單元接口圖</p

40、><p>　　手持接口插頭連接但HNC-21數(shù)控裝置的手持控制接口XS8上。</p><p>　　2.3.1.4I/O端子板（選件）：</p><p>　　I/O端子板分輸入端子板和輸出端子板兩種，通常作為HNC-21數(shù)控裝置XS10、XS11、XS20、XS21接口的轉(zhuǎn)接單元使用，以方便連接及提高可靠性。</p><p>　　輸入端子板與輸出端

41、子板均提供NPN和PNP兩種端子。</p><p>　　每塊輸入端子板含20位開關(guān)量輸入端子；每塊輸出端子板含16位開關(guān)量輸出端子及急停（兩位）與超程（兩位）端子。</p><p>　　圖5 輸入端子板接口圖</p><p>　　圖6 輸出端子板接口圖</p><p>　　2.3.1.5遠(yuǎn)程I/O端子板（選件）：</p><

42、;p>　　遠(yuǎn)程I/O端子板分遠(yuǎn)程輸入端子板與遠(yuǎn)程輸出端子板兩種，HNC-21數(shù)控裝置通過(guò)XS6控制。最多可連接4塊遠(yuǎn)程輸入端子板與4塊遠(yuǎn)程輸出端子板。</p><p>　　每塊遠(yuǎn)程輸入端子板提供32位輸入開關(guān)量端子，并且支持NPN和PNP兩種信號(hào)類型。每塊遠(yuǎn)程輸出端子板提供32位NPN開關(guān)量輸出端子。</p><p>　　圖7 遠(yuǎn)程輸入端子板接口圖</p><p&

43、gt;　　J1：與數(shù)控裝置或上級(jí)遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；</p><p>　　J2：與下級(jí)遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；</p><p>　　J3：輸入開關(guān)量（NPN和PNP）和直流24V電源端子。</p><p>　　J1：與數(shù)控裝置或上級(jí)遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；</p><p>　　J2：與下級(jí)遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；</p>

44、;<p>　　J3：輸出開關(guān)量（NPN型）和直流24V電源端子。</p><p><b>　　2.3.2電源：</b></p><p>　　2.3.2.1供電要求</p><p>　　電源容量：數(shù)控裝置（外部電源1）：AC24V或DC24V 100W。</p><p>　　PLC電路（外部電源2）：DC2

45、4V 不低于50W。</p><p>　　電 源 線：采用屏蔽電纜或雙絞線。</p><p>　　外部電源1采用交流AC24V電源時(shí)（參見供電方式一），建議數(shù)控裝置不與其他外部設(shè)備共用電源。</p><p>　　外部電源2建議采用直流DC24V/50W開關(guān)電源。若開關(guān)量輸出信號(hào)控制的直流24V繼電器較多，可適當(dāng)增加電源容量，或另外提供電源，但必須與外部電源2共地。若

46、Z軸抱閘和電磁閥也虛DC24V供電，盡量不要與外部電源2共用，以減少電磁閥等器件對(duì)數(shù)控裝置的干擾。</p><p>　　外部電源1采用直流DC24V電源時(shí)，可以與外部電源2共用一個(gè)容量不低于150W的直流24V開關(guān)量（參見供電方式二）。</p><p>　　外部電源1，2經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置內(nèi)部電路，由XS8向手持單元上的開關(guān)元件及手搖脈沖發(fā)生器提供電源，如圖11所示。</p>&l

47、t;p>　　遠(yuǎn)程I/O端子板上的輸入/輸出開關(guān)量可在本地單獨(dú)使用電源。</p><p>　　2.3.2.2供電方式一：</p><p>　　采用交流24V+直流24V供電：</p><p><b>　　圖9 供電方式一</b></p><p>　　2.3.2.3供電方式二：</p><p>

48、　　采用直流24V供電：</p><p><b>　　圖10 供電方式二</b></p><p>　　2.3.2.4接地：</p><p>　　2.3.2.4.1接大地：</p><p>　　XS1的6腳在內(nèi)部已與數(shù)控裝置的機(jī)殼接地端子接通。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

49、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。</p><p>　　2.3.2.4.1接信號(hào)地：</p><p>　　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(hào)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(guò)XS1的

50、4腳（24V地）的電流，如圖11所示。</p><p>　　若某些輸入/輸出開關(guān)量控制或接收信號(hào)的電氣元件（如繼電器、按鈕燈、接近開關(guān)、霍爾開關(guān)）的供電電源是單獨(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(guò)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(hào)。</p><p>　　2.3.3數(shù)控裝置與軟驅(qū)單元的連接</p><p>　

51、　軟驅(qū)單元含3.5軟驅(qū)驅(qū)動(dòng)器及標(biāo)準(zhǔn)PC鍵盤接口（小圓口）、RS232接口、以太網(wǎng)接口。各接口的功能和引腳定義與HNC-21數(shù)控裝置完全相同。圖12為軟驅(qū)單元與數(shù)控裝置的連接圖。</p><p>　　圖12 與軟驅(qū)單元的連接框圖</p><p>　　圖中連接軟驅(qū)單元的四根擴(kuò)展線接線方式，均以相應(yīng)引腳一一對(duì)應(yīng)焊接，如圖13所示。</p><p>　　圖13 軟驅(qū)單元的接

52、線圖</p><p>　　軟驅(qū)單元與HNC-21數(shù)控裝置之間的距離主要是受軟驅(qū)連接電纜的長(zhǎng)度限制，所以二者之間的電纜長(zhǎng)度不宜超過(guò)1米。</p><p>　　2.3.4數(shù)控裝置與外部計(jì)算機(jī)的連接：</p><p>　　HNC-21數(shù)控裝置可以通過(guò)RS232或以太網(wǎng)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XS3、XS5接

53、口連接，也可以通過(guò)軟驅(qū)單元上的串口接口進(jìn)行轉(zhuǎn)接。</p><p>　　2.3.4.1通過(guò)RS232口與外部計(jì)算機(jī)連接：</p><p>　　圖15 數(shù)控裝置通過(guò)RS232口與PC計(jì)算機(jī)連接（有軟驅(qū)單元的情況）</p><p>　　2.3.4.2連接以太網(wǎng)：</p><p>　　通過(guò)以太網(wǎng)與外部計(jì)算機(jī)連接是一種快捷、可靠的方式。可以是與某臺(tái)外部

54、計(jì)算機(jī)直接電纜連接（見圖16和圖17），也可以是先連接到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18和圖19）。</p><p>　　在硬件上，可以直接使用HNC-21背面的以太網(wǎng)連接，也可以通過(guò)軟驅(qū)單元轉(zhuǎn)接后，用軟驅(qū)單元上的以太網(wǎng)口連接。</p><p>　　連接電纜請(qǐng)使用網(wǎng)絡(luò)專用電纜。</p><p>　　以太網(wǎng)接口插頭型號(hào)均

55、為RJ45。</p><p><b>　　直接電纜連接：</b></p><p>　　圖16 數(shù)控裝置通過(guò)以太網(wǎng)口與外部計(jì)算機(jī)直接電纜連接（沒(méi)有軟驅(qū)單元的情況）</p><p>　　圖17 數(shù)控裝置通過(guò)以太網(wǎng)接口與外部計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)連接（沒(méi)有軟驅(qū)單元的情況）</p><p>　　圖18 數(shù)控裝置通過(guò)以太網(wǎng)口與外部計(jì)算機(jī)局域

56、網(wǎng)連接（有軟驅(qū)單元的情況）</p><p>　　2.3.5數(shù)控裝置開關(guān)量的輸入/輸出</p><p>　　2.3.5.1開關(guān)量輸入輸出接口</p><p>　　世紀(jì)星HNC-21數(shù)控開關(guān)量輸入/輸出接口，有本機(jī)輸入/輸出（可通過(guò)輸入/輸出端子板轉(zhuǎn)接）和遠(yuǎn)程輸入輸出兩種，其中本機(jī)輸入有40位，本機(jī)輸出32位，遠(yuǎn)程輸入/輸出各128位（選件）。</p>&

57、lt;p>　　2.3.5.1.1開關(guān)量輸入接口特性</p><p><b>　　等效電路</b></p><p><b>　　NPN開關(guān)量輸入：</b></p><p>　　圖20 輸入開關(guān)量接口等效電路—NPN型</p><p><b>　　PNP開關(guān)量輸入：</b>&

58、lt;/p><p>　　圖21 輸入開關(guān)量接口等效電路—PNP型</p><p><b>　　注：</b></p><p>　　HNC-21本機(jī)輸入為NPN開關(guān)量輸入；</p><p>　　輸入端子板可提供NPN和PNP兩種開關(guān)量輸入端子；</p><p>　　遠(yuǎn)程輸入板可提供NPN和PNP兩種開關(guān)量

59、輸入端子。</p><p><b>　　2．技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　?。?）.采用光電耦合技術(shù)，最大隔離電壓2500VRMS（一分鐘）</p><p>　?。?）.電源電壓24V</p><p>　　（3）.導(dǎo)通電流IF=5~9mA</p><p>　?。?）.最大漏電流≤0.1mA

60、</p><p>　?。?）.濾波時(shí)間約2毫秒</p><p>　　注：用有源開關(guān)器件（如無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)、霍爾開關(guān)等）時(shí)，必須采用DC24V規(guī)格。</p><p>　　2.3.5.1.2開關(guān)輸入接口引腳定義：</p><p>　　HNC-21本機(jī)開關(guān)量輸入接口：</p><p>　　圖22 HNC-21本機(jī)開關(guān)量輸入接口圖

61、</p><p><b>　　輸入端子板接口：</b></p><p>　　圖23 輸入端子板接口圖</p><p><b>　　圖24 </b></p><p>　　遠(yuǎn)程輸入端子板接口：</p><p>　　圖25 遠(yuǎn)程輸入端子板接口圖</p><p&g

62、t;　　J1：與數(shù)控裝置或上級(jí)遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；</p><p>　　J2：與下級(jí)遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；</p><p>　　J3：輸入開關(guān)量（NPN和PNP）和直流24V電源端子。</p><p>　　對(duì)于同一位，N型和P型不能同時(shí)使用。</p><p><b>　　圖26</b></p>&

63、lt;p>　　2.3.5.1.3開關(guān)量輸出接口特性</p><p><b>　　等效電路</b></p><p>　　NPN開關(guān)量輸出接口：</p><p>　　圖27 輸出開關(guān)量接口等效電路—NPN型</p><p>　　PNP型開關(guān)量輸出接口：</p><p>　　圖28 輸出開關(guān)量接口

64、等效電路—PNP型</p><p>　　注：1.HNC-21本機(jī)輸出為NPN型輸出；</p><p>　　2.輸出端子板可同時(shí)提供PNP和NPN型輸出；</p><p>　　3.遠(yuǎn)程輸出端子板分為兩種，可分別提供NPN型和PNP型兩種端子。</p><p><b>　　2．技術(shù)參數(shù)</b></p><

65、p>　　（1）.采用光電耦合技術(shù)，最大隔離電壓2500VRMS（一分鐘）</p><p>　?。?）.電源電壓24V</p><p>　?。?）.最大輸出電流100mA</p><p>　　2.3.5.1.4開關(guān)量輸出接口引腳定義</p><p>　　HNC-21本機(jī)開關(guān)量輸出接口：</p><p>　　圖29

66、HNC-21本機(jī)開關(guān)量輸出接口圖</p><p><b>　　輸出端子板接口：</b></p><p>　　圖30 輸出端子板接口圖</p><p><b>　　圖31 </b></p><p>　　注：對(duì)應(yīng)于同一位，N型和P型不可同時(shí)使用。</p><p>　　遠(yuǎn)程輸出端子

67、板接口：</p><p>　　圖32 遠(yuǎn)程輸出端子板接口圖</p><p>　　J1：與數(shù)控裝置或上級(jí)遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；</p><p>　　J2：與下級(jí)遠(yuǎn)程I/O端子板連接接口；</p><p>　　J3：輸出開關(guān)量（NPN型）和直流24V電源端子。</p><p><b>　　圖33 </b

68、></p><p>　　注：對(duì)于端子為PNP型的遠(yuǎn)程輸出端子板，J3端子3~34腳的信號(hào)為P0~P31。</p><p>　　3.5.2直接連接到數(shù)控裝置：</p><p>　　可將外部的輸入/輸出信號(hào)，直接連接到世紀(jì)星HNC-21裝置上的X10、X11插座。這種連接方式一般用于所需I/O點(diǎn)較少，數(shù)控裝置與電氣柜一體的情況。具有成本低，連接簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，缺點(diǎn)是不

69、方便電纜拆裝，沒(méi)有PNP型輸入、輸出端子。</p><p>　　圖34 開關(guān)量輸入接線圖</p><p>　　圖35 開關(guān)量輸出接線圖</p><p>　　2.3.5.3通過(guò)I/O端子板連接：</p><p>　　如圖36 所示，分線電纜將HNC-21數(shù)控裝置的XS10、XS11與輸入端子板的J1、XS20、XS21與輸出端子板的J1相連。N

70、PN或PNP型開關(guān)量輸入/輸出元器件連接雜端子板的J2上。</p><p>　　該連接方式適用于所需用的I/O點(diǎn)不多，且數(shù)控裝置與強(qiáng)電控制電路分裝在不同機(jī)柜內(nèi)的情況；具有電路調(diào)試、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　圖36 通過(guò)I/O端子板連接輸入/輸出開關(guān)量</p><p>　　輸入端子板上J1與J2各信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示：</p><p

71、>　　輸出端子板上J1與J2個(gè)信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示：</p><p>　　端子板每位開關(guān)量都有NPN、PNP兩種接線端子，以及發(fā)光二級(jí)管指示燈，便于系統(tǒng)的調(diào)試和故障檢測(cè)。</p><p>　　輸入/輸出端子板的J1接口與HNC-21數(shù)控裝置的XS10、XS11、XS20、XS21接口之間互連電纜的連接方式如圖37 所示。</p><p>　　圖37 輸入/

72、輸出端子板與數(shù)控單元互聯(lián)線纜圖</p><p>　　2.3.5.4通過(guò)遠(yuǎn)程I/O端子板連接</p><p>　　采用通訊方式工作，通過(guò)HNC-21數(shù)控裝置的XS6接口連接到各遠(yuǎn)程I/O端子板。通訊電纜將HNC-21數(shù)控裝置的XS6與遠(yuǎn)程I/O端子板的J1相連，再通過(guò)J2與下一塊遠(yuǎn)程I/O端子板相連。如圖38 所示。</p><p>　　該連接方式適用于需用的I/O點(diǎn)

73、很多，需要擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)的狀況。其優(yōu)點(diǎn)是所有遠(yuǎn)程I/O端子板與HNC-21數(shù)控裝置只需要一根通訊電纜串聯(lián)連接，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有效距離可以達(dá)到50米，且板上每位開關(guān)量都有發(fā)光二級(jí)管指示燈，便于系統(tǒng)的調(diào)試和故障檢測(cè)。最多可分別連接4塊遠(yuǎn)程I/O輸入端子板和4塊遠(yuǎn)程I/O輸出端子板。</p><p>　　圖38 通過(guò)遠(yuǎn)程端子板連接輸入/輸出開關(guān)量</p><p>　　遠(yuǎn)程I/O端子板上的輸入/

74、輸出開關(guān)量，按板卡的連接順序排列。遠(yuǎn)程輸入端子板的開關(guān)量從第六組即I48開始（HNC-21占用五組：I0~I39，I40~I47保留）。遠(yuǎn)程輸出端子板的開關(guān)量，從第四組即032開始（HNC-21占用四組：00~031）。</p><p>　　最后一塊遠(yuǎn)程I/O端子板J2接口必須接入一個(gè)終端插頭（DB9頭孔）。接線圖見圖39 。</p><p>　　圖39 遠(yuǎn)程I/O端子板與HNC-21數(shù)控

75、裝置互聯(lián)線纜圖</p><p>　　如圖39 所示，數(shù)控裝置的XS6接口與遠(yuǎn)程I/O端子板的J1接口之間管腳一一對(duì)應(yīng)連接；遠(yuǎn)程I/O端子板的J2接口與另一塊遠(yuǎn)程I/O端子板J1接口之間管腳一一對(duì)應(yīng)連接；最后一塊遠(yuǎn)程I/O端子板的J2借口，應(yīng)接入一個(gè)終端插頭，將1—9、4—6管腳短接。</p><p>　　2.3.6數(shù)控裝置與手持單元的連接</p><p>　　2.3

76、.6.1HNC-21手持接口定義：</p><p>　　HNC-21數(shù)控裝置通過(guò)XS8接口（DB25座孔）與手持單元連接。</p><p>　　XS8的引腳定義如下：</p><p><b>　　圖40 </b></p><p>　　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

77、，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（028—031）、開關(guān)量輸入中的8路輸入（I32—I39）。</p><p>　　注意：若系統(tǒng)中未選用手持單元，或所選手持單元上沒(méi)有急停按鈕時(shí)，應(yīng)該通過(guò)DB25頭針插頭將XS8上的第4、17腳短接。</p><p>　　2.3.6.2連接標(biāo)準(zhǔn)手持單元：</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)手持單元，接口為DB25頭針插

78、頭，可以直接連接到HNC-21數(shù)控裝置的XS8接口上。</p><p>　　針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)手持單元，HNC-21手持接口提供標(biāo)準(zhǔn)引腳定義（主要涉及輸入/輸出開關(guān)量），引腳定義見表：</p><p>　　表. 手持接口標(biāo)準(zhǔn)引腳定義（輸入/輸出開關(guān)量）</p><p>　　若未安裝手持單元，則需要通過(guò)一個(gè)DB25插頭短接手持單元控制接口XS8上的4（ESTOP2）、17（ES

79、TOP3）腳。否則，HNC-21數(shù)控裝置將會(huì)因面板上的急停按鈕不起作用，而導(dǎo)致數(shù)控裝置出現(xiàn)急停報(bào)警。</p><p>　　圖41 數(shù)控裝置與手持單元連接圖</p><p>　　2.3.7數(shù)控裝置與主軸裝置的連接：</p><p>　　HNC-21數(shù)控裝置通過(guò)XS9主軸控制接口和PLC輸入/輸出接口，可連接各種主軸驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)、定向，調(diào)速等控制，還可以外接主軸

80、編碼器，實(shí)現(xiàn)銑床上的剛性攻線功能。</p><p>　　2.3.7.1與主軸相關(guān)的接口定義</p><p>　　2.3.7.1.1主軸控制接口XS9</p><p>　　XS9主軸控制接口，包括主軸速度模擬電壓指令輸出和主軸編碼器反饋輸入，其信號(hào)定義如下表。</p><p><b>　　信號(hào)特性：</b></p&g

81、t;<p>　　主軸速度模擬電壓信號(hào)</p><p>　　電壓范圍：AOUT1 -10V~+10V</p><p>　　AOUT2 0~+10V</p><p>　　負(fù)載電流：最大10mA</p><p><b>　　主軸編碼器接口</b></p><p>　　電源輸

82、出：+5V 最大200mA</p><p>　　編碼器信號(hào)：RS422電平</p><p>　　使用主軸變頻器或主軸伺服單元時(shí)，在連接前一定要確認(rèn)主軸單元模擬指令電壓接口的類型，若為-10V~+10V，應(yīng)使用AOUT1（6腳）和GND；若為0~+10V，應(yīng)使用AOUT2（14腳）和GND。</p><p>　　2.3.7.1.2與主軸控制相關(guān)的輸入/輸出開關(guān)量&

83、lt;/p><p>　　連接主軸裝置時(shí)需要使用輸入/輸出開關(guān)量控制主軸電機(jī)的啟停、及接收相關(guān)的狀態(tài)與報(bào)警信息。</p><p>　　與主軸控制有關(guān)的輸入/輸出開關(guān)量信號(hào)的定義如下：</p><p>　　表. 與主軸控制有關(guān)的輸入/輸出開關(guān)量信號(hào)</p><p>　　2.3.7.2主軸啟停：</p><p>　　主軸啟?？刂?/p>

84、由PLC承擔(dān)，標(biāo)準(zhǔn)銑床PLC程序中關(guān)于主軸啟停控制的信號(hào)如下表所示。</p><p>　　表. 與主軸啟停有關(guān)的輸入/輸出開關(guān)量信號(hào)</p><p>　　利用Y1.0、Y1.1輸出即可控制主軸裝置的正、反轉(zhuǎn)及停止，一般定義接通有效，這樣當(dāng)Y1.0接通時(shí)可控制主軸裝置正轉(zhuǎn)，Y1.1接通時(shí)，主軸裝置反轉(zhuǎn)，二者都不接通時(shí)，主軸裝置停止旋轉(zhuǎn)。在使用某些主軸變頻器或主軸伺服單元時(shí)也可用Y1.0、Y1

85、.1作為主軸單元的使能信號(hào)。</p><p>　　部分主軸裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方向由速度給定信號(hào)的正、負(fù)極性控制，這時(shí)可將主軸正轉(zhuǎn)信號(hào)用作主軸使能控制，主軸反轉(zhuǎn)信號(hào)不用。</p><p>　　部分主軸控制器有速度到達(dá)和零速信號(hào)，由此可使用主軸速度到達(dá)和主軸零速輸入，實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的監(jiān)控。</p><p>　　2.3.7.3主軸速度控制：</p><

86、;p>　　HNC-21通過(guò)XS9主軸接口中的模擬量輸出可控制主軸轉(zhuǎn)速，其中AOUT1的輸出范圍為-10V~+10V用于雙極性速度指令輸入的主軸驅(qū)動(dòng)單元或變頻器，這時(shí)采用使能信號(hào)控制主軸的啟、停；AOUT2的輸出范圍為0~+10V，用于單極性速度指令輸入的主軸驅(qū)動(dòng)單元或變頻器，這時(shí)采用主軸正轉(zhuǎn)、主軸反轉(zhuǎn)信號(hào)控制主軸的正、反轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.3.7.4主軸定向控制：</p><p

87、>　　實(shí)現(xiàn)主軸定向控制的方案一般有：</p><p>　　采用帶主軸定向功能的主軸驅(qū)動(dòng)單元；</p><p>　　采用伺服主軸即主軸工作在為控方式下；</p><p><b>　　采用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)。</b></p><p>　　對(duì)應(yīng)于第一種控制方式，標(biāo)準(zhǔn)銑床PLC程序中定義了相關(guān)的輸入/輸出的信號(hào)。</p&g

88、t;<p>　　表. 與主軸定向有關(guān)的輸入/輸出開關(guān)量信號(hào)</p><p>　　由PLC發(fā)生主軸定向命令即Y1.3接通，主軸單元完成定向后送回主軸定向完成信號(hào)X3.3。</p><p>　　第二種控制方式，主軸作為一個(gè)伺服軸控制，可在需要時(shí)可由用戶PLC程序控制定向到任意角度。</p><p>　　第三種控制方式，根據(jù)所采用的具體方式，用戶可自行定義有

89、關(guān)PLC輸入/輸出點(diǎn)，并編制相應(yīng)PLC程序。</p><p>　　2.3.7.5主軸換檔控制：</p><p>　　主軸自動(dòng)換檔通過(guò)PLC控制完成，標(biāo)準(zhǔn)銑床PLC程序中關(guān)于主軸換檔控制的信號(hào)如下表所示。</p><p>　　表. 與主軸換檔控制有關(guān)的輸入/輸出開關(guān)量信號(hào)</p><p>　　使用主軸變頻器或主軸伺服時(shí)，需要在用戶PLC程序中根

90、據(jù)不同的檔位確定主軸速度指令（模擬電壓）的值。</p><p>　　車床通常為手動(dòng)換檔，如果安裝了主軸編碼器，則需要在用戶PLC程序中根據(jù)主軸編碼器反饋的主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速自動(dòng)判斷主軸目前的檔位，以調(diào)整主軸速度指令（模擬電壓）的值。</p><p>　　2.3.7.6主軸編碼器連接：</p><p>　　通過(guò)主軸接口XS9可外接主軸編碼器，用于螺紋切割、攻絲等，本數(shù)控裝置

91、可接入兩種輸出類型的編碼器，差分TTL方波或單極性TTL方波。</p><p>　　一般使用差分編碼器，從而確保長(zhǎng)的傳輸距離的可靠行及提高抗干擾能力。</p><p><b>　　編碼器規(guī)格要求：</b></p><p>　　1．+5V電源（200mA以內(nèi)，若超過(guò)200mA需要設(shè)計(jì)外部電源供電）；</p><p>　　2

92、．TTL電平輸出；</p><p>　　3．差分A、B、Z信號(hào)輸出。</p><p>　　常用主軸編碼器型號(hào)為：LEC-□BM-G05D（L、H）</p><p>　　2.3.8數(shù)控裝置與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的連接：</p><p>　　HNC-21數(shù)控裝置提供了三類軸控制接口：串行接口、脈沖接口、模擬接口，可與目前流行的大多數(shù)驅(qū)動(dòng)裝置連接，其對(duì)應(yīng)關(guān)

93、系如表。</p><p><b>　　表. </b></p><p>　　2.3.8.1接口定義：</p><p>　　2.3.8.1.1串行進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口：</p><p>　　串行進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口是與HSV-11系列交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置連接的專用接口。它的特點(diǎn)是連接簡(jiǎn)便，抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)漂移。</p><p

94、>　　HNC-21□C和HNC-21□F最多可提供4個(gè)串行進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口XS40、XS41、XS42、XS43（第4軸是選項(xiàng)）。</p><p><b>　　1.信號(hào)定義：</b></p><p><b>　　2.技術(shù)規(guī)格：</b></p><p><b>　　電平：RS232</b></p

95、><p>　　通訊波頻率：9600</p><p>　　2.3.8.1.2脈沖進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口：</p><p>　　脈沖式接口使用脈沖信號(hào)，傳遞位置指令，可控制各種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、脈沖接口伺服驅(qū)動(dòng)裝置。其特點(diǎn)是通用性強(qiáng)，信號(hào)傳遞抗干擾能力強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生漂移，但構(gòu)成全閉環(huán)需在驅(qū)動(dòng)裝置中完成。</p><p>　　HNC-21□D和HNC-21□F最多

96、可提供4個(gè)脈沖進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口，連接插座為XS30、XS31、XS32、XS33（第4軸是選項(xiàng)）。</p><p><b>　　1.信號(hào)定義：</b></p><p>　　注：OUTA模擬指令信號(hào)在HNC-21□D型號(hào)中無(wú)效。</p><p><b>　　2.技術(shù)規(guī)格：</b></p><p>　　最高

97、脈沖頻率：800KHZ；</p><p>　　編碼器電源：+5V 150mA；</p><p>　　編碼器信號(hào)：RS422電平；</p><p><b>　　3.等效電路：</b></p><p><b>　　脈沖指令輸出：</b></p><p>　　圖42 脈沖指令輸

98、出接口等效電路</p><p><b>　　碼盤信號(hào)輸入：</b></p><p>　　圖43 碼盤信號(hào)輸入接口等效電路</p><p><b>　　4.脈沖形式：</b></p><p>　　在數(shù)控裝置內(nèi)部，通過(guò)修改硬件配置參數(shù)，可以將脈沖輸出形式設(shè)定為脈沖加方向，雙脈沖，兩項(xiàng)正交三種模式。<

99、;/p><p>　　2.3.8.1.3模擬進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口：</p><p>　　模擬式接口使用模擬量信號(hào)傳遞速度指令控制控制伺服驅(qū)動(dòng)裝置，可連接各種交、直流伺服驅(qū)動(dòng)裝置。其特點(diǎn)是通用性強(qiáng)，可構(gòu)成全閉環(huán)控制；缺點(diǎn)是容易被干擾，發(fā)生漂移，不適合長(zhǎng)距離連接。</p><p>　　HNC-21□A和HNC-21□F最多可提供4個(gè)模擬量軸接口，連接插座為與脈沖式接口相同，為XS30

100、、XS31、XS32、XS33（第4軸是選項(xiàng)）。</p><p><b>　　1.信號(hào)定義：</b></p><p>　　注：CP+、CP-、DIR-脈沖指令信號(hào)在HNC-21□A型號(hào)中無(wú)效。</p><p><b>　　2.技術(shù)規(guī)格：</b></p><p>　　速度指令輸出范圍：-20mA~+2

101、0mA（電流型）；</p><p>　　編碼器電源：+5V 150mA；</p><p>　　編碼器信號(hào)：RS422電平；</p><p><b>　　3.等效電路：</b></p><p><b>　　速度指令輸出：</b></p><p>　　圖44 速度指令輸出接口等

102、效電路</p><p>　　碼盤信號(hào)輸入接口的等效電路見圖43。</p><p>　　2.3.8.2連接HSV-11系列交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置</p><p>　　使用HSV-11系列交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置，需選用HNC-21□C或HNC-21□F數(shù)控裝置，通過(guò)XS40~XS43軸通訊接口連接HSV-11伺服驅(qū)動(dòng)裝置，最多可連接4臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)裝置。</p><

103、p>　　圖45 為HNC-21連接HSV-11伺服驅(qū)動(dòng)裝置的總體框圖。</p><p>　　圖45 HNC-21控制HSV-11系列交流伺服驅(qū)動(dòng)器的總體框圖</p><p>　　圖46 是HNC-21連接HSV-11伺服驅(qū)動(dòng)的一個(gè)實(shí)例。</p><p>　　圖46 HNC-21與HSV-11型伺服驅(qū)動(dòng)器的連接</p><p>　　2.3

104、.9急停與超程解除的設(shè)計(jì)</p><p>　　HNC-21數(shù)控裝置操作面板和手持單元上，均設(shè)有急停按鈕，用于：</p><p>　　當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)或數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)緊急情況，需要使數(shù)控機(jī)床立即停止運(yùn)動(dòng)或切斷動(dòng)力裝置（如伺服驅(qū)動(dòng)器等）的主電源；</p><p>　　當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警信息后，須按下急停按鈕。待查看報(bào)警信息并排除故障后，再松開急停按鈕，使系統(tǒng)復(fù)位并恢復(fù)正常。

105、該急停按鈕及相關(guān)電路所控制的中間繼電器（KA）的一個(gè)常開觸點(diǎn)應(yīng)該接入HNC-21數(shù)控裝置的開關(guān)量輸入接口，以便為系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)。</p><p>　　HNC-21數(shù)控裝置操作面板設(shè)有超程解除按鈕，用于機(jī)床壓下超程限位開關(guān)后，手工操作解除超程狀態(tài)。</p><p>　　HNC-21數(shù)控裝置為此設(shè)計(jì)了接口電路，相關(guān)信號(hào)如表所示。</p><p><b>　　

106、表.</b></p><p>　　內(nèi)部電路關(guān)系和外部電路的設(shè)計(jì)如圖47 所示。</p><p>　　除數(shù)控裝置操作面板和手持單元處的急停按鈕外，系統(tǒng)還可根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置更多急停按鈕。所有急停按鈕的常閉觸點(diǎn)以串聯(lián)方式，連接到系統(tǒng)的急?；芈分?。在正常情況下，急停按鈕處于松開狀態(tài)，其觸點(diǎn)處于常閉狀態(tài)。按下急停按鈕后，其觸點(diǎn)斷開，使得系統(tǒng)的急?；芈匪刂频闹虚g繼電器KA斷電，而切斷移

107、動(dòng)裝置（如進(jìn)給軸電機(jī)、主軸電機(jī)、刀庫(kù)/架電機(jī)等）的動(dòng)力電源。同時(shí)，連接在PLC輸入端的中間繼電器KA的一組常開觸點(diǎn)，向系統(tǒng)發(fā)出急停報(bào)警。此信號(hào)在打開急停按鈕時(shí)則作為系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)。</p><p>　　圖47 急停與超程解除信號(hào)內(nèi)部電路關(guān)系和外部電路建議接法</p><p>　　系統(tǒng)中，各軸的正向、負(fù)向的超程限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)以串聯(lián)方式，連接到系統(tǒng)的超程回路中。同時(shí)，每個(gè)超程限位開關(guān)另有一

108、個(gè)常開觸點(diǎn)連接PLC輸入端，是系統(tǒng)能夠判斷各超程限位開關(guān)的狀態(tài)。在正常情況下，超程限位開關(guān)處于松開狀態(tài)。若用戶操作機(jī)床，不慎將某軸的超程限位開關(guān)壓下，其常閉觸點(diǎn)斷開，使得系統(tǒng)的超程回路斷開，同時(shí)，使急停回路中的中間繼電器KA斷電，而自動(dòng)切斷移動(dòng)裝置的動(dòng)力電源。超程限位開關(guān)連接在PLC輸入端的常開觸點(diǎn)向系統(tǒng)發(fā)出超程報(bào)警信息（發(fā)生超程的坐標(biāo)軸及超程方向），并使超程解除按鈕上的指使燈發(fā)光。</p><p>　　與急停報(bào)

109、警一樣，發(fā)生超程時(shí)，中間繼電器KA斷電也會(huì)斷電，中間繼電器KA的一組常開觸點(diǎn)也會(huì)通過(guò)PLC輸入端，向系統(tǒng)發(fā)出急停報(bào)警信號(hào)。但系統(tǒng)的PLC除檢測(cè)中間繼電器KA的常開觸點(diǎn)外，還檢測(cè)各超程限位開關(guān)的常開觸點(diǎn)的狀態(tài)，以此區(qū)分急停報(bào)警和超程報(bào)警。</p><p>　　發(fā)生超程后，系統(tǒng)處于超程報(bào)警狀態(tài)，各進(jìn)給裝置的動(dòng)力電源已被切斷。為了解除超程，用戶應(yīng)該按以下步驟操作：</p><p>　　1）按住數(shù)

110、控裝置操作面板上的超程解除按鈕，使系統(tǒng)復(fù)位。在解除超程前，不得松開超程解除按鈕；</p><p>　　2）手動(dòng)操作機(jī)床的進(jìn)給軸按正確的方向移動(dòng)，使被壓下的超程限位開關(guān)松開（此時(shí)，超程解除按鈕上的指示燈將熄滅）；</p><p>　　3）松開超程解除按鈕。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)建議：</b></p><p>　

111、　以上涉及的如系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)、超程按鈕燈點(diǎn)亮與熄滅、超程的坐標(biāo)軸及方向的判別需要有PLC程序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　在編制PLC程序，應(yīng)保證操作者解除超程時(shí)，若按錯(cuò)解除超程的方向，其進(jìn)給軸不得移動(dòng)。只有操作者按解除超程的正確方向時(shí)，進(jìn)給軸才會(huì)移動(dòng)。否則，可能會(huì)出現(xiàn)滾珠絲杠嚴(yán)重?fù)p壞的故障。</p><p>　　3.10電磁兼容設(shè)計(jì)</p><p>　　為了保證數(shù)控系

112、統(tǒng)在工業(yè)環(huán)境中能夠正常工作，系統(tǒng)必須達(dá)到GB8832-1999.5“數(shù)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件”中的電磁兼容性要求。</p><p>　　電磁兼容性（EMC）是指：</p><p>　　電氣設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾不應(yīng)超過(guò)其預(yù)期使用場(chǎng)合允許的水平。</p><p>　　設(shè)備對(duì)電磁干擾應(yīng)有足夠的抗擾度水平，以保證電氣設(shè)備在預(yù)期使用環(huán)境中可以正確運(yùn)行。</p><

113、;p>　　數(shù)控系統(tǒng)電磁兼容性主要內(nèi)容：</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)電磁兼容性主要包括以下四個(gè)方面：</p><p><b>　　電壓中斷和電壓暫降</b></p><p>　　在交流輸入電源任一周期內(nèi)的任一時(shí)刻中斷半周期；電壓暫降時(shí)間不超過(guò)一個(gè)周期，幅值降為額定值的40%，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。</p><p>

114、　　快速瞬變電脈沖群抗擾性</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)工作時(shí)，在交流供電電源端和保護(hù)地端之間進(jìn)行快速瞬變電脈沖群抗擾性試驗(yàn)，加入脈沖電壓峰值2KV，重復(fù)率5KHz，實(shí)驗(yàn)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)工作時(shí)，在I/O信號(hào)、數(shù)據(jù)和控制端口電纜用耦合加入峰值為1KV，重復(fù)率5KHz脈沖群，系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。</p><p><b>　

115、　浪涌抗擾性</b></p><p>　　在交流輸入電源中疊加峰值為1KV浪涌電壓，在交流輸入電源對(duì)地端疊加峰值為2KV浪涌電壓，系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。</p><p><b>　　靜電放電抗擾性</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)工作時(shí)，對(duì)操作人員經(jīng)常觸及的所有部位進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)，接觸放電電壓6KV，空氣放電電壓8KV，放電試驗(yàn)中

116、，系統(tǒng)應(yīng)能正常工作。</p><p>　　2.3.11數(shù)控銑床系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)：</p><p>　　2.3.11.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介：</p><p>　　機(jī)床：四坐標(biāo)銑床，X、Y、Z直線坐標(biāo)軸+A旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸（選項(xiàng)）；</p><p>　　控制柜結(jié)構(gòu)：強(qiáng)電控制柜+吊掛箱；</p><p>　　主軸：變頻器，液壓換檔，分高速、低速

117、兩檔。</p><p>　　表. 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要器件</p><p>　　2.3.11.2總體框圖：</p><p>　　圖48 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖</p><p>　　2．3.11.3輸入輸出開關(guān)量的定義：</p><p>　　以下為典型銑床數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸入輸出開關(guān)量的定義，有些開關(guān)量雖然給出了定義但并未使用。&l

118、t;/p><p>　　XS8插座中的I30—I39、028—031信號(hào)與XS11和XS21插座中各同名信號(hào)均為并聯(lián)關(guān)系，留給手持單元使用，直接由XS8引出。</p><p>　　對(duì)輸入I和輸出0重新標(biāo)號(hào)為X和Y，是為了與PLC狀態(tài)顯示相一致，在PLC編程中也更方便。X0.0、X0.1…X1.2與I00、I01…I10相對(duì)應(yīng)。即X0代表PLC輸入第0個(gè)字節(jié)，X1代表PLC輸入第1個(gè)字節(jié)；X1.3

119、代表PLC輸入第1個(gè)字節(jié)的第三位，即輸入開關(guān)量的I11。</p><p>　　XS21（DB25/F）未用。</p><p>　　XS8（DB25/F頭針座孔）手持單元接口：</p><p>　　XS10（DB25/F頭針座孔）PLC輸入接口（I0~I19）：</p><p>　　XS11（DB25/F頭針座孔）PLC輸入接口（I20~I39