華中8型數(shù)控裝置連接說明書-V1.0

1、 前言 版權所有 © 2012 武漢華中數(shù)控股份有限公司。保留所有權利 I-1 前 言非常感謝您選用了武漢華中數(shù)控生產(chǎn)的HNC-8系列數(shù)控裝置。本說明書介紹了該系列產(chǎn)品的功能特點、接口定義、電氣設計、使用注意事項等。在使用本產(chǎn)品前，請先仔細閱讀本說明書，以達到最佳使用效果。請妥善保存說明書，并交最終使用者認真閱讀。武漢華中數(shù)控股份有限公司2012.5 特點與功能概述特點與功能概述1、HNC-8系列數(shù)控裝置簡介該系列產(chǎn)品是全數(shù)字總線式數(shù)控裝置，采用模塊化、開放式體系結構，基于具有自主知識產(chǎn)權的NCUC工業(yè)現(xiàn)場總線技術。支持總線式全數(shù)字伺服驅動單元和絕對值式伺服電機，支持總線式遠程I/O

2、單元，集成手持單元接口，采用電子盤程序存儲方式，支持CF卡、USB、以太網(wǎng)等程序擴展和數(shù)據(jù)交換功能。采用LED液晶顯示屏，包括8.4、10.4、15三種規(guī)格。主要應用于數(shù)控車削中心、銑削中心、車銑復合、多軸、多通道等高檔數(shù)控機床。HNC-8系列數(shù)控裝置特點：最大通道數(shù)為10通道，每通道最大聯(lián)動軸數(shù)為9軸，每通道最多主軸數(shù)為4軸。最大同時運動軸數(shù)為64軸?？蛇x配各種類型的全數(shù)字交流伺服驅動單元及主軸電機（同步、異步、直線、力矩電機）。支持手持單元接口。采用LED彩色液晶顯示器，全漢字操作界面、故障診斷與報警、加工軌跡圖形顯示和仿真，操作簡便，易于掌握和使用。A系列：8.4LED液晶顯示器，分辨率

3、為800*600；B系列：10.4LED液晶顯示器，分辨率為800*600；C系列：15LED液晶顯示器，分辨率為1024*768；插補周期為4ms 0.125ms。最小輸入單位10-6 mm/deg/inch。加工斷點保存/恢復功能。反向間隙和單、雙向螺距誤差補償功能。內(nèi)置RS232通訊接口，輕松實現(xiàn)機床數(shù)控通訊。支持高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換。1MB程序斷電存儲區(qū)，支持CF卡擴展，最大至2GB。支持USB熱插拔。1GB RAM加工內(nèi)存緩沖區(qū)。自定義G代碼功能。后臺編輯和藍圖編程功能（選件）。采用國際標準G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動編程系統(tǒng)兼容。具有直線插補、圓弧插補、極坐標插補、圓柱

4、面插補、螺旋線插補等，支持旋轉、縮放、鏡像、固定循環(huán)、螺紋切削、刀具補償、用戶宏程序、軟限位等功能。支持龍門軸同步、動態(tài)軸釋放/捕獲、通道間同步等功能。小線段連續(xù)加工功能，特別適合于CAD/CAM設計的復雜模具零件加工。采用總線式PLC I/O單元，輸入/輸出最多分別支持1024點?？偩€設備間最大距離可達50米。2、系統(tǒng)選件 手持單元（選件）標準手搖脈沖發(fā)生器標準2坐標或3坐標選擇（3軸以上可選配）3種倍率選擇緊急停止按鈕工作指示燈 總線式I/O單元通過總線最多可擴展16個I/O單元；支持NCUC（火線接口、光纖接口可選）；HIO-1000A型I/O單元可提供1個通訊子模塊和8個功能子模塊插槽

5、；HIO-1000B型I/O單元可提供1個通訊子模塊和5個功能子模塊插槽；功能子模塊包括開關量輸入/輸出子模塊、模擬量輸入/輸出子模塊、軸控制子模塊等；開關量輸入/輸出子模塊-提供16路開關量輸入或輸出信號；模擬量輸入/輸出子模塊-提供4通道A/D信號和4通道的D/A信號；軸控制子模塊-提供2個軸控制接口，包含脈沖指令、模擬量指令和編碼器反饋接口；開關量輸入子模塊NPN、PNP兩種接口可選，輸出子模塊為NPN接口，每個開關量均帶指示燈。版權所有 © 2012 武漢華中數(shù)控股份有限公司。保留所有權利 -3 圖形符號說明圖形符號說明注：本手冊中重要的部分，也常用黑體字表示。版權所有 &#

6、169; 2012 武漢華中數(shù)控股份有限公司。保留所有權利 -1 IV 目錄目錄第1章 使用前注意事項1-11.1 安全告示1-11.1.1 運輸與儲存1-11.1.2 安裝1-11.1.3 接線1-21.1.4 運行與調(diào)試1-31.1.5 使用1-41.1.6 維修1-51.1.7 廢品處理1-51.1.8 一般說明1-51.2 開箱檢查1-61.2.1 打開包裝后請1-61.2.2 核查產(chǎn)品型號1-61.2.3 外觀尺寸1-71.3 安裝形式1-101.4 環(huán)境要求1-121.4.1 氣候環(huán)境1-121.4.2 海拔高度1-121.4.3 運輸和存放1-121.4.4 機械環(huán)境1-121.

7、4.5 環(huán)境污染1-13第2章 連接2-12.1 綜合接線2-12.2 功能描述2-42.2.1 數(shù)控裝置2-42.2.2 IPC單元2-82.2.3 UPS開關電源2-82.2.4 總線式I/O單元2-92.2.4.1通訊子模塊功能及接口2-122.2.4.2 開關量輸入/輸出子模塊功能及接口2-122.2.4.3模擬量輸入/輸出子模塊功能及接口2-142.2.4.4 軸控制子模塊功能及接口2-152.2.3 手持單元（選件）2-162.3 供電與接地2-172.3.1 數(shù)控裝置電源接口2-172.3.2 供電要求2-172.3.3 接地2-182.4 數(shù)控裝置與外部計算機的連接2-192.

8、4.1 通過RS232接口與外部計算機連接2-192.4.2 通過以太網(wǎng)接口與外部連接2-192.5 數(shù)控裝置與總線式伺服驅動單元的連接2-202.6 數(shù)控裝置與總線式I/O單元的連接2-20第3章 車床典型設計舉例3-13.1 數(shù)控系統(tǒng)的典型連接3-13.2 數(shù)控系統(tǒng)典型設計概述3-13.3 車床數(shù)控系統(tǒng)設計舉例3-23.3.1系統(tǒng)簡介3-23.3.2 總體框圖3-33.3.3 輸入輸出開關量的定義3-33.3.4 電氣原理圖簡介3-73.3.4.1 電源部分3-73.3.4.2 繼電器與輸入輸出開關量3-93.3.4.3 驅動器接線圖3-12第4章 銑床典型設計舉例4-14.1 數(shù)控系統(tǒng)的

9、典型連接4-14.2 數(shù)控系統(tǒng)典型設計概述4-14.3 銑床數(shù)控系統(tǒng)設計舉例4-24.3.1系統(tǒng)簡介4-24.3.2 總體框圖4-34.3.3 輸入輸出開關量的定義4-34.3.4 電氣原理圖簡介4-74.3.4.1 電源部分4-74.3.4.2 繼電器與輸入輸出開關量4-94.3.4.3 驅動器接線圖4-12第5章 附錄5-15.1設備型號5-15.2 接口定義5-15.3 外觀尺寸5-25.3.1 數(shù)控裝置的外觀尺寸圖5-25.3.2 IPC單元的外觀尺寸圖5-55.3.3 總線式I/O單元的外觀尺寸圖5-6版權所有 © 2012 武漢華中數(shù)控股份有限公司。保留所有權利 IV-3

10、第1章 使用前注意事項第1章 使用前注意事項注意：在使用本產(chǎn)品前，請仔細閱讀下述安全注意事項，以確保人身安全和設備安全。1.1 安全告示1.1.1 運輸與儲存本產(chǎn)品必須按其重量正確運輸；堆放產(chǎn)品不可超過規(guī)定數(shù)量；不可在產(chǎn)品上攀爬或站立，也不可在上面放置重物；不可用與產(chǎn)品相連的電纜或器件對產(chǎn)品進行拖動或搬運；前面板和顯示屏應特別防止碰撞與劃傷；儲存和運輸時應注意防潮； 如果產(chǎn)品儲存已經(jīng)超過限定時間，請及時與武漢華中數(shù)控股份有限公司聯(lián)系；1.1.2 安裝數(shù)控裝置的機殼非防水設計，產(chǎn)品應安裝在電柜中無雨淋和直接日曬的地方。本產(chǎn)品與控制柜機殼或其他設備之間，必須按規(guī)定留出間隙； 產(chǎn)品安裝、使用應注意通

11、風良好，避免可燃氣體和研磨液、油霧、鐵粉等腐蝕性物質的侵襲，避免讓金屬、機油等導電性物質進入其中。不可將產(chǎn)品安裝或放置在易燃易爆物品附近； 產(chǎn)品安裝必須牢固，無振動。安裝時，不可對產(chǎn)品進行拋擲或敲擊，不能對產(chǎn)品有任何撞擊或負載；1.1.3 接線參加接線與檢查的人員，必須具有完成此項工作的能力。數(shù)控裝置必須可靠接地，接地電阻應小于4歐姆。切勿使用中性線代替地線。否則可能會因受干擾而不能穩(wěn)定正常地工作。接線必須正確、牢固，否則可能產(chǎn)生誤動作；數(shù)控裝置到驅動單元的通訊電纜，速度位置傳感器到驅動單元的反饋電纜，均不要通過端子和插頭進行轉接。否則數(shù)控裝置可能因易受干擾而不能正常工作。任何一個接線插頭上的

12、電壓值和正負（+、-）極性，必須符合說明書的規(guī)定，否則可能發(fā)生短路或設備永久性損壞等故障；PLC輸出DC+24V繼電器線圈受數(shù)控裝置PLC輸出信號控制的直流繼電器上的電涌吸收二極管，必須按規(guī)定方向（如圖）連接，否則可能損壞數(shù)控裝置。在插拔插頭或扳動開關前，手指應保持干燥，以防觸電或損壞數(shù)控裝置。連接電線不可有破損，不可受擠壓，否則可能發(fā)生漏電或短路。不能帶電插拔插頭或打開數(shù)控裝置機箱。1.1.4 運行與調(diào)試運行前，應先檢查參數(shù)設置是否正確。錯誤設定會使機器發(fā)生意外動作；參數(shù)的修改必須在參數(shù)設置允許的范圍內(nèi)，超過允許的范圍可能會導致運轉不穩(wěn)定及損壞機器的故障；檢查伺服電機的電纜與碼盤線是否一一對

13、應。1.1.5 使用使用人員必須具備能勝任本項工作的能力；插入電源前，確保開關在斷電的位置上，避免偶然起動。進行電氣設計時，應考慮數(shù)控裝置的急停按鈕能在系統(tǒng)發(fā)生故障時，切斷伺服、主軸及其他移動部件的動力電源。 在設計或修改PLC程序時，應注意在復位報警信號之前，必須確認運行信號已經(jīng)關斷。例如，在復位主軸報警信號時，應保證主軸旋轉控制信號是關閉的（詳見PLC編程手冊）。不可對設備進行改裝；系統(tǒng)附近如有其他電子設備，則可能產(chǎn)生電磁干擾，應接入一個低通濾波器以削弱其影響；不可對系統(tǒng)頻繁通、斷電。停電或斷電后，若須重新通電，間隔時間至少為3分鐘。操作時，操作者應保持手指干燥、清潔、無油污。建議用戶保留

14、操作面板上的透明保護薄膜。按鍵操作時，用力不可過猛、過大。嚴禁采用扳手、工件等尖、硬物品敲擊鍵盤。設備運行時，操作人員不得離開設備。1.1.6 維修在檢修、更換和安裝元器件前，必須切斷電源。發(fā)生短路或過載時，應檢查并排除故障后，方可通電運行；發(fā)生警報后，必須先排除故障，方可重新啟動。系統(tǒng)受損或零件不全時，不可進行安裝或操作；由于電解電容器老化，可能會引起系統(tǒng)性能下降。為了防止由此而引發(fā)故障，在通常環(huán)境下應用時，電解電容器最好至少每5年或3萬小時更換一次。有關問題，請隨時與武漢華中數(shù)控股份有限公司聯(lián)系。1.1.7 廢品處理將廢品作為普通工業(yè)廢品處理。1.1.8 一般說明產(chǎn)品投入使用時，必須按照產(chǎn)

15、品說明書的要求，將蓋板和安全防護安裝好，并按照產(chǎn)品說明書的規(guī)定進行操作。應仔細閱讀本說明書第二章電氣設計一節(jié)針對各部分提出的注意事項。1.2 開箱檢查1.2.1 打開包裝后請 l 確認是否是您所購買的產(chǎn)品；l 檢查產(chǎn)品在運輸途中是否有損壞；l 對照清單，確認各部件、附件是否齊全，有無損傷；如存在產(chǎn)品不符、缺少附件或運輸損壞等情況，請及時與我公司聯(lián)系。1.2.2 核查產(chǎn)品型號請對照數(shù)控裝置型號編號說明核查產(chǎn)品型號，編號如下：1.2.3 外觀尺寸（1）A系列數(shù)控裝置外觀尺寸圖a) A系列上面板b) A系列下面板圖1.1 A系列數(shù)控裝置外觀尺寸（2）B系列數(shù)控裝置外觀尺寸圖圖1.2 B系列數(shù)控裝置外

16、觀尺寸（3）C系列數(shù)控裝置安裝尺寸圖a) C系列數(shù)控裝置上面板b) C系列數(shù)控裝置下面板圖1.3 C系列數(shù)控裝置外觀尺寸圖1.3 安裝形式圖1.4 數(shù)控裝置安裝示意圖（以A系列為例）電柜指：吊掛、操作臺、電控柜等，在設計時應注意：1) 如圖1.4所示，數(shù)控裝置的電柜內(nèi)空要求至少120毫米，以便插接與數(shù)控裝置相連的電纜；便于電柜內(nèi)空氣流通和散熱。2) 必須采用正確的螺釘安裝，以避免損壞數(shù)控裝置面板。a) 、C系列為背面安裝，盲埋M4螺母，應采用長度不超過8毫米的M4組合螺釘(鍍鉻)。b) B系列為正面安裝，通孔直徑3.5毫米，應采用M3組合螺釘，螺釘頭、墊片等直徑最大處不得超過6毫米。3) 電柜

17、的結構必須達到IP54防護等級，特別注意下列要求：a) 制造電柜的材料應能承受機械、化學和熱應力以及正常工作中碰到的濕度影響b) 在電柜門等接縫處，應貼密封條，密封所有縫隙。c) 電纜入口應密封，同時也要考慮便于現(xiàn)場維修。d) 采用風扇、熱交換器、空調(diào)等對電柜散熱，或對流內(nèi)部空氣。e) 若采用風扇散熱，在進風/出風口必須使用空氣過濾網(wǎng)。f) 粉塵、切削液、霧可能從微小縫隙和通風口進入數(shù)控裝置，依附在電路板上，使絕緣老化，而導致故障，因而需注意通風孔側的環(huán)境和空氣流向，流出氣體應該朝向污染源。圖1.5 機柜設計空氣流向示意圖4) 電柜內(nèi)部溫度應不高于45。否則，應采用更有效的散熱措施。5) 數(shù)控

18、裝置面板必須安裝在冷卻液等液體直接濺射不到的地方。6) 減少電磁干擾，使用50V以上直流或交流供電的部件和電纜，應與數(shù)控裝置保留100mm以上的距離。7) 設計時應考慮將數(shù)控裝置安裝在易于調(diào)試、維修的地方。1.4 環(huán)境要求1.4.1 氣候環(huán)境數(shù)控裝置在以下氣候環(huán)境中能正常工作。l 環(huán)境溫度 045l 相對濕度 30%95%（無冷凝水）l 大氣壓強 86106kPa1.4.2 海拔高度數(shù)控裝置在海拔高度1000m以下均能正常工作。1.4.3 運輸和存放數(shù)控裝置能在4055溫度范圍內(nèi)運輸和存放，并能經(jīng)受溫度高達70、時間不超過24h的短期運輸和存放。但應采取防潮、防振和抗沖擊措施，以免損壞數(shù)控裝置

19、。1.4.4 機械環(huán)境數(shù)控裝置應盡量遠離振源安裝或采取附加措施，以防止振動、沖擊和碰撞的不良影響。如果數(shù)控裝置只能安裝在振源附近，必須采取措施保證不會引起數(shù)控裝置共振，振幅必須小于0.15毫米（頻率范圍：555赫茲）。1.4.5 環(huán)境污染 數(shù)控裝置在運輸、存放和使用時，應采取措施避免強微波輻射和強電磁干擾。防止超量污染物（如灰塵、酸類物、腐蝕性氣體、鹽類物等）侵入和工作在強振動環(huán)境中。版權所有 © 2012 武漢華中數(shù)控股份有限公司。保留所有權利 1-13第2章 連接第2章 連接摘要：本章介紹HNC-8系列數(shù)控裝置的接口功能及其與其它裝置、單元的連接與使用。 2.1 綜合接線圖2.1

20、.1所示為HNC-8系列數(shù)控裝置與其它裝置、單元連接的總體框圖。圖2.1.1a HNC-8 A系列總體框圖圖2.1.1b HNC-8B系列總體框圖圖2.1.1c HNC-8 C系列總體框圖注：l 如圖2.1.1所示，HNC-8系列數(shù)控裝置采用NCUC工業(yè)現(xiàn)場總線，以串聯(lián)的方式通過IPC單元總線接口PORT0PORT3控制總線 I/O單元、總線伺服驅動單元等總線設備，最多支持128個設備。l HNC-8系列數(shù)控裝置采用UPS電源（HPW-145U）供電，該電源具有掉電檢測功能和UPS功能。l HNC-8系列數(shù)控裝置僅在手持單元接口(XS8)中有少量PLC輸入/輸出信號，因此，需要通過總線I/O單

21、元擴展外部PLC輸入/輸出信號。l 通過總線最多可擴展16個總線I/O單元，其中HIO-1000A型I/O單元可提供1個通訊子模塊和8個功能子模塊插槽；HIO-1000B型I/O單元可提供1個通訊子模塊和5個功能子模塊插槽；功能子模塊包括開關量輸入/輸出子模塊、模擬量輸入/輸出子模塊、軸控制子模塊等。l HNC-8系列數(shù)控裝置的手持單元為選件配置；2.2 功能描述2.2.1 數(shù)控裝置HNC-8系列目前包括A、B、C三個系列，其中：l A系列為分體式結構，采用8.4英寸彩色液晶屏，分辨率為800*600； l B系列為一體式結構，采用10.4英寸彩色液晶屏，分辨率為800*600；l C系列為分

22、體式結構，采用15英寸彩色液晶屏，分辨率為1024*768；三個系列的最大控制軸數(shù)均為：64軸，最大聯(lián)動軸數(shù)：9軸。接口如下：圖2.2.1a A系列數(shù)控裝置接口圖-上面板正面XS2：標準PS/2鍵盤接口；XS5：RS232串行接口；XS7：USB接口（USB2.0）；圖2.2.1b A系列數(shù)控裝置接口圖-下面板背面XS6A、XS6B：NCUC總線接口；XS8：手持單元接口；圖2.2.2a B系列數(shù)控裝置接口圖-正面XS2：標準PS/2鍵盤接口；XS5：RS232串行接口；XS7：USB接口（USB2.0）；圖2.2.2b B系列數(shù)控裝置接口圖-背面板XS6：NCUC總線接口XS8：手持單元接口

23、XT1：外部電源開、電源關、急停接口圖2.2.3a C系列數(shù)控裝置接口圖-上面板正面XS7A：USB1.1接口XS7B：USB2.0接口圖2.2.3b C系列數(shù)控裝置接口圖-上面板背面XS5：RS232接口NCP：上下面板接口圖2.2.3c C系列數(shù)控裝置接口圖-下面板背面 NCP：上下面板接口XS8：手持單元接口XS6A、XS6B：NCUC總線接口。2.2.2 IPC單元IPC單元是HNC-8系列數(shù)控裝置的核心控制單元，接口如圖2.2.4所示。圖2.2.4 IPC單元的接口示意圖POWER：24V電源接口；ID SEL：設備號選擇開關；PORT0 3：NCUC總線接口；USB0：外部USB1

24、.1接口；RS232：內(nèi)部使用的串口；VGA：內(nèi)部使用的視頻信號口；USB1&USB2：內(nèi)部使用的USB2.0接口；LAN：外部標準以太網(wǎng)接口。2.2.3 UPS開關電源UPS開關電源(HPW-145U)是HNC-8系列數(shù)控系統(tǒng)所需的開關電源，該開關電源具有掉電檢測及UPS功能。共有6路額定輸出電壓DC +24V，總額定輸出電流6A，額定功率145W，具有短路保護、過流保護。UPS開關電源的接口示意圖及定義如圖2.2.5所示。信號名說明PE保護地J1：交流電輸入端口信號名說明AC1220V交流輸入AC2220V交流輸入J2、J3：DC +24V輸出端口信號名說明+24VDC +24V輸

25、出GND電源地PE保護地J4、J5：帶UPS功能的DC +24V輸出端口信號名說明+24VUPS帶UPS功能的DC +24V輸出GND電源地SGND信號地ACFail掉電檢測信號輸出PE保護地圖2.2.5 UPS開關電源接口示意圖及定義2.2.4 總線式I/O單元總線I/O單元特性簡介：l 通過總線最多可擴展16個I/O單元；l 采用不同的底板子模塊可以組建兩種I/O單元，其中HIO-1009型底板子模塊可提供1個通訊子模塊插槽和8個功能子模塊插槽，組建的I/O單元稱為HIO-1000A型總線式I/O單元；HIO-1006型底板子模塊可提供1個通訊子模塊插槽和5個功能子模塊插槽，組建的I/O單

26、元稱為HIO-1000B型總線式I/O單元；l 功能子模塊包括開關量輸入/輸出子模塊、模擬量輸入/輸出子模塊、軸控制子模塊等；開關量輸入/輸出子模塊-提供16路開關量輸入或輸出信號；模擬量輸入/輸出子模塊-提供4通道A/D信號和4通道的D/A信號；軸控制子模塊-提供2個軸控制接口，包含脈沖指令、模擬量指令和編碼器反饋接口；l 開關量輸入子模塊NPN、PNP兩種接口可選，輸出子模塊為NPN接口，每個開關量均帶指示燈。各子模塊名稱及型號如下表2.2所示。表2.2 HIO-1000系列子模塊的型號規(guī)格子模塊名稱子模塊型號說明底板9槽底板子模塊HIO-1009提供1個通訊子模塊和8個功能子模塊插槽6槽

27、底板子模塊HIO-1006提供1個通訊子模塊和5個功能子模塊插槽通訊NCUC協(xié)議通訊子模塊（1394-6火線接口）HIO-1061必配（火線接口通訊方式下）；支持的系統(tǒng)：華中8型NCUC協(xié)議通訊子模塊（SC光纖接口）HIO-1063必配（光纖接口通訊方式下）；支持的系統(tǒng)：華中8型軸控制增量脈沖式軸控制子模塊HIO-1041選配，每個子模塊提供2個軸控制接口每個接口包含：脈沖指令；D/A模擬電壓指令；編碼器反饋指令絕對值式軸控制子模塊HIO-1042選配，每個子模塊提供2個軸控制接口模擬量模擬量輸入/輸出子模塊HIO-1073選配，每個子模塊提供4路模擬量輸入和4路模擬量輸出開關量NPN型開關量

28、輸入子模塊HIO-1011N選配，每個子模塊提供16路NPN型PLC開關量輸入信號接口，低電平有效PNP型開關量輸入子模塊HIO-1011P選配，每個子模塊提供16路PNP型PLC開關量輸入信號接口，高電平有效NPN型開關量輸出子模塊HIO-1021N選配，每個子模塊提供16路NPN型PLC開關量輸出信號接口，低電平有效總線I/O單元接口和各子模塊接口(HIO-1000A型和HIO-1000B型)如圖2.2.6a、2.2.6b所示。圖2.2.6a HIO-1000A型總線I/O單元接口圖圖2.2.6b HIO-1000B型總線I/O單元接口圖2.2.4.1通訊子模塊功能及接口通訊子模塊(HIO

29、-1061)負責完成與HNC-8系列數(shù)控系統(tǒng)的通訊功能(X2A、X2B接口)并提供電源輸入接口(X1接口)，外部開關電源輸出功率應不小于50W。其功能及接口圖如圖2.2.6c所示。信號名說明24V直流24V電源24VG直流24V電源地PE接大地 信號名說明24V直流24V電源GNDTXD+數(shù)據(jù)發(fā)送TXD-RXD+數(shù)據(jù)接收RXD-圖2.2.6c 通訊子模塊接口定義圖注意：由通訊子模塊引入的電源為總線式I/O單元的工作電源，該電源應該與輸入/輸出子模塊涉及的外部電路（即PLC電路，如無觸點開關、行程開關、繼電器等）分別采用不同的開關電源，后者稱PLC電路電源；輸入/輸出子模塊GND端子應該與PLC

30、電路電源的電源地可靠連接；2.2.4.2 開關量輸入/輸出子模塊功能及接口l 開關量輸入子模塊功能及相關接口開關量輸入子模塊包括NPN型 (HIO-1011N)和PNP型(HIO-1011P)兩種，區(qū)別在于：NPN型為低電平有效，PNP型為高電平（+24V）有效，每個開關量輸入子模塊提供16路開關量信號輸入。開關量輸入接口XA、XB（灰色）定義如圖2.2.6d所示。信號名說明HIO-1011NXA、XBHIO-1011PXA、XB07NPN輸入N0N7低電平有效PNP輸入P0P7高電平有效GNDDC24V地注意：GND必須PLC電路開關電源的電源地可靠連接。圖2.2.6d 開關量輸入子模塊接口

31、定義圖l 開關量輸出子模塊功能及接口開關量輸出子模塊(HIO-1021N)為NPN型，有效輸出為低電平，否則輸出為高阻狀態(tài)，每個開關量輸出子模塊提供16路開關量信號輸出。開關量輸出接口XA、XB（黑色）定義如圖2.2.6e所示。信號名說明07NPN輸出O0O7低電平有效GNDDC24V地注意：GND必須PLC電路開關電源的電源地可靠連接。圖2.2.6e 開關量輸出子模塊接口定義圖2.2.4.3模擬量輸入/輸出子模塊功能及接口模擬量輸入/輸出（A/D-D/A）子模塊(HIO-1073)負責完成機床到數(shù)控系統(tǒng)的A/D信號輸入和數(shù)控系統(tǒng)到機床的D/A信號輸出。每個A/D-D/A子模塊提供4通道12位

32、差分/單端模擬信號輸入和4通道12位差分/單端模擬信號輸出。A/D輸入接口XA：（綠色）；D/A輸出接口XB：（橙色）。其接口定義如圖2.2.6f所示。信號名說明0+、0-4通道A/D輸入A/D0A/D3（輸入范圍：-10V +10V）1+、1-2+、2-3+、3-GND地信號名說明0+、0-4通道D/A輸出D/A0D/A3（輸出范圍：-10V +10V）1+、1-2+、2-3+、3-GND地圖2.2.6f 模擬量輸入/輸出子模塊接口定義圖2.2.4.4 軸控制子模塊功能及接口軸控制子模塊(HIO-1041)可提供2路主軸模擬接口和2路脈沖式進給軸接口。軸控制接口XA、XB：（26芯高密），其

33、接口定義如圖2.2.6g所示。 信號名說明Vcmd1+、Vcmd1-模擬輸出(-10V+10V)PA+、PA-編碼器A相反饋信號PB+、PB-編碼器B相反饋信號PZ+、PZ-編碼器Z相反饋信號24V、24VGDC24V電源CP+、CP-指令脈沖輸出(A相)DIR1+ 、DIR1-指令方向輸出(B相)24VBDC24VS-RDY準備好S-MS方式切換S-EN使能5V、5VGDC5V電源NC空圖2.2.6g軸控制子模塊接口定義圖2.2.3 手持單元（選件）手持單元提供急停按鈕、使能按鈕、工作指示燈、坐標選擇（OFF、X、Y、Z、4）、倍率選擇（X1、X10、X100）及手搖脈沖發(fā)生器。手持單元僅有

34、一個DB25的接口，如圖2.2.7所示。圖2.2.7 手持單元接口圖手持接口插頭連接到HNC-8系列數(shù)控裝置的手持控制接口XS8上。2.3 供電與接地2.3.1 數(shù)控裝置電源接口數(shù)控裝置電源接口有兩個：IPC單元電源接口和面板電源接口。采用AMP的5芯電源插座：D-3100S-178295-2(彎)和D-3100S-1-178315-2(直)，如圖2.3.1所示。圖2.3.1 數(shù)控裝置電源接口2.3.2 供電要求電源容量：數(shù)控裝置（外部電源1）：DC24V，50W，具有UPS功能和掉電檢測功能。總線式I/O單元（外部電源2）：DC24V，50W。PLC電路（外部電源3）：DC24V，功率根據(jù)P

35、LC外接開關量的數(shù)量及PLC有源器件確定。電 源 線：采用屏蔽電纜，屏蔽層覆蓋率不少于80%。外部電源1 ：采用HPW-145U開關電源的J4或J5電源輸出接口供電（具備UPS和掉電檢測功能）。掉電檢測電路在異常掉電后通知系統(tǒng)啟動相關保護操作，此時，UPS功能能夠在一段時間內(nèi)持續(xù)給數(shù)控裝置供電，以便系統(tǒng)執(zhí)行相關保護操作，保存當前數(shù)據(jù)；數(shù)控裝置不與其它外部設備共用此路電源。外部電源2：采用HPW-145U開關電源的J2或J3電源輸出接口供電。外部電源3 用普通開關電源供電；電源地必須與總線式I/O單元輸入/輸出子模塊（HIO-1011N、HIO-1011P、HIO-1021N）的GND端子可靠連

36、接。外部電源1經(jīng)過數(shù)控裝置內(nèi)部開關電源變換后，l 由XS8向手持單元上的元器件提供DC24V和DC5V電源；l 由IPC單元的NCUC總線接口（PORT0PORT3）和HNC-8B系列數(shù)控裝置面板上的NCUC總線接口XS6向外部提供DC24V電源（請勿超過12W）；其余的總線接口不提供DC24V電源。l UPS開關電源能夠通過以上接口提供的電源容量最大為：DC24V：6A；l 若超過上述容量，請增加額外電源，同時斷開接口電纜內(nèi)通過相應接口供電的線路，而采用額外電源供電。2.3.3 接地為減少干擾，請采用截面積不小于2.5平方毫米的黃綠銅導線作為地線將數(shù)控裝置的機殼接地端子 與電柜及機床的保護地

37、可靠連接。輸入/輸出開關量控制或接收信號的元器件（如繼電器、按鈕燈、接近開關、霍爾開關）的供電電源應該是單獨的，其供電電源的電源地必須與總線式I/O單元的輸入/輸出子模塊的GND端子可靠連接。否則，數(shù)控裝置不能通過輸出開關量可靠地控制這些元器件，或從這些元器件接收信號。2.4 數(shù)控裝置與外部計算機的連接2.4.1 通過RS232接口與外部計算機連接圖2.4.1 數(shù)控裝置通過RS232接口與PC計算機連接2.4.2 通過以太網(wǎng)接口與外部連接可以通過以太網(wǎng)接口與外部計算機直接連接（見圖2.4.2），也可以通過HUB（集線器）連入局域網(wǎng)，再與局域網(wǎng)上的其他任何計算機連接（見圖2.4.3）。連接電纜請

38、使用網(wǎng)絡專用電纜。以太網(wǎng)接口插頭型號均為RJ45。l 直接連接：圖2.4.2 數(shù)控裝置通過以太網(wǎng)接口與外部計算機直接電纜連接l 通過HUB（集線器）連接：圖2.4.3 數(shù)控裝置通過以太網(wǎng)接口與外部計算機局域網(wǎng)連接2.5 數(shù)控裝置與總線式伺服驅動單元的連接 采用NCUC總線，以串聯(lián)的方式連接，如圖2.5.1所示。 圖2.5.1 數(shù)控裝置與總線式伺服驅動單元的連接圖2.6 數(shù)控裝置與總線式I/O單元的連接采用NCUC總線，以串聯(lián)的方式連接，如圖2.6.1所示。圖2.6.1 數(shù)控裝置與總線式I/O單元的連接圖通過總線式I/O單元可以擴展PLC輸入/輸出接口、非總線式軸控制接口等。版權所有 ©

39、; 2012 武漢華中數(shù)控股份有限公司。保留所有權利 2-21第3章 車床典型設計舉例第3章 車床典型設計舉例摘要：本章介紹HNC-8系列數(shù)控裝置應用于數(shù)控車床的控制系統(tǒng)典型設計。3.1 數(shù)控系統(tǒng)的典型連接HNC-8系列數(shù)控裝置與總線I/O單元、總線式伺服驅動單元的典型連接，如圖3.1.1所示。圖3.1.1 數(shù)控裝置與總線式I/O單元、總線式伺服驅動單元的典型連接3.2 車床數(shù)控系統(tǒng)典型設計概述HNC-8系列數(shù)控裝置應用于不同的數(shù)控機床，主要有兩方面的區(qū)別：l 輸入輸出開關量之間的邏輯關系，即PLC編程不同。具體方法詳見PLC編程說明書一書；l 輸入輸出開關量的定義和電氣設計不同。-本章主要涉

40、及這部分內(nèi)容。輸入輸出開關量通常分兩類：連接在電柜內(nèi)部的開關量和連接到機床的開關量。在調(diào)試時，電柜調(diào)試和機電聯(lián)調(diào)一般是分別進行的。3.3 車床數(shù)控系統(tǒng)設計舉例3.3.1系統(tǒng)簡介機床：兩坐標車床，X、Z直線坐標軸；控制柜結構：強電控制柜+吊掛箱；主軸：主軸驅動器。典型數(shù)控系統(tǒng)設計的主要器件如表3.1所示。表3.1 典型數(shù)控系統(tǒng)設計的主要器件序號名稱規(guī)格主要用途備注1數(shù)控裝置HNC-818B-T系統(tǒng)控制華中數(shù)控2手持單元HWL-1002手搖控制華中數(shù)控3伺服變壓器3P AC380/220V 2.5KW為伺服電源模塊供電華中數(shù)控4控制變壓器AC380/220V 300W /110V 250W /24

41、V 100W伺服控制電源、開關電源供電華中數(shù)控熱交換器及交流接觸器電源照明燈電源5總線式I/O單元HIO-1061NCUC通訊子模塊華中數(shù)控HIO-1006底板子模塊（6槽）HIO-1011NPLC輸入子模塊：2塊共32路HIO-1021NPLC輸出子模塊：2塊共32路6開關電源HPW-145U數(shù)控裝置和總線I/O單元供電華中數(shù)控7開關電源AC220/DC24V 50W開關量及中間繼電器明瑋8開關電源AC220/DC24V 100W升降軸抱閘及電磁閥明瑋9伺服驅動器HSV-160UD-030X、Z軸電機驅動裝置華中數(shù)控10主軸驅動器HSV-180US-075 主軸電機驅動裝置華中數(shù)控11伺服電

42、機130ST-M07220LMBB(帶抱閘)X軸進給電機（多摩川絕對值編碼器）華大電機12伺服電機130ST-M07220LMBBZ軸進給電機（多摩川絕對值編碼器）華大電機13主軸電機GM71054SB61-H交流伺服主軸電機登奇機電14電抗器AC380V 5.5kVA驅動裝置電源進線隔離（1臺）華中數(shù)控3.3.2 總體框圖圖3.3.1 典型數(shù)控系統(tǒng)設計總體框圖3.3.3 輸入輸出開關量的定義華中8型數(shù)控系統(tǒng)除手持單元接口提供少量I/O信號外，其余的I/O信號由總線式I/O單元提供；本例中需要HIO-1000系列的輸入子模塊（HIO-1011N） 、輸出子模塊（HIO-1021N）各2塊。具體

43、定義如下表所示。XS8（DB25/F頭針座孔）手持單元接口：引腳號信號名定義135V地手搖脈沖發(fā)生器+5V電源地25+5V手搖脈沖發(fā)生器+5V電源12HB手搖脈沖發(fā)生器B相24HA手搖脈沖發(fā)生器A相11O3未定義；23O2未定義；10O1手持單元工作指示燈， 低電平有效；22O0未定義9I0手持單元坐標選擇輸入X軸，常開點，閉合有效；21I1手持單元坐標選擇輸入Z軸，常開點，閉合有效；8I2未定義；20I3未定義；7I4手持單元增量倍率輸入X1，常開點，閉合有效；19I5手持單元增量倍率輸入X10，常開點，閉合有效；6I6手持單元增量倍率輸入X100，常開點，閉合有效；4,18I7手持單元急停

44、按鈕；5空3,16+24V為手持單元的輸入輸出開關量供電的DC24V電源1,2,14,15,1724V地l 輸入接口(總線I/O單元輸入子模塊HIO-1011N)：X00：引腳號信號名信號定義0X0.0X軸正向超程限位開關，常開點，閉合有效；1X0.1X軸負向超程限位開關，常開點，閉合有效；2X0.2Z軸正向超程限位開關，常開點，閉合有效；3X0.3Z軸負向超程限位開關，常開點，閉合有效；4X0.4四工位電動刀架刀位15X0.5四工位電動刀架刀位26X0.6四工位電動刀架刀位37X0.7四工位電動刀架刀位4GND24V地外部直流24V電源地GND24V地外部直流24V電源地X01：引腳號信號名

45、信號定義0X1.0八工位刀架、液壓刀架、動力刀架編碼點1X1.1八工位刀架、液壓刀架、動力刀架編碼點2X1.2八工位刀架、液壓刀架、動力刀架編碼點3X1.3八工位刀架、液壓刀架、動力刀架編碼點4X1.4保留5X1.5保留6X1.6保留7X1.7保留GND24V地外部直流24V電源地GND24V地外部直流24V電源地X02：引腳號信號名信號定義0X2.0液壓刀架壓緊到位信號1X2.1液壓刀架刀位信號2X2.2保留3X2.3腳踏卡盤4X2.4急停按鈕5X2.5保留6X2.6卡盤松到位7X2.7卡盤緊到位GND24V地外部直流24V電源地GND24V地外部直流24V電源地X03：引腳號信號名信號定義

46、0X3.0動力刀架分度信號1X3.1動力刀架鎖緊信號2X3.2保留3X3.3保留4X3.4保留5X3.5保留6X3.6保留7X3.7保留GND24V地外部直流24V電源地GND24V地外部直流24V電源地l 輸出接口(總線I/O單元輸出子模塊HIO-1021N)：Y00：引腳號信號名信號定義0Y0.0液壓輸出1Y0.1超程解除2Y0.2卡盤松開3Y0.3卡盤夾緊4Y0.4尾座松5Y0.5尾座緊6Y0.6潤滑7Y0.7冷卻GND24V地外部直流24V電源地GND24V地外部直流24V電源地Y01：引腳號信號名信號定義0Y1.0刀架正轉1Y1.1刀架反轉2Y1.2刀架夾緊3Y1.3刀架松開4Y1.

47、4工作燈5Y1.5保留6Y1.6X軸抱閘7Y1.7保留GND24V地外部直流24V電源地GND24V地外部直流24V電源地Y02：引腳號信號名信號定義0Y2.0排屑電機正轉1Y2.1排屑電機反轉2Y2.2保留3Y2.3保留4Y2.4保留5Y2.5保留6Y2.6保留7Y2.7保留GND24V地外部直流24V電源地GND24V地外部直流24V電源地Y03：引腳號信號名信號定義0Y3.0動力刀架模式選擇01Y3.1動力刀架模式選擇12Y3.2動力刀架模式選擇23Y3.3動力刀架刀選04Y3.4動力刀架刀選15Y3.5動力刀架刀選26Y3.6動力刀架刀選37Y3.7奇偶校驗GND24V地外部直流24V

48、電源地GND24V地外部直流24V電源地3.3.4 電氣原理圖簡介下面以示意圖的形式，給出電氣原理圖的主要部分。對于線號，僅給出了在不同的頁面均出現(xiàn)的線纜的線號。3.3.4.1 電源部分在本設計中，照明燈的AC24V電源和工作電流較大的電磁閥使用的DC24V電源、輸出開關量（如繼電器、伺服控制信號等）用的DC24V電源是各自獨立的，且中間用一個低通濾波器隔離開來?？傠娫催M線、變壓器輸入端等處的抗干擾磁環(huán)和高壓瓷片電容未在圖中表示出來。如圖3.3.2所示。圖3.3.2中QF0QF4為三相空氣開關；QF5QF11為單相空氣開關；KM1KM4為三相交流接觸器；RC0RC3為三相阻容吸收器（滅弧器）；

49、RC4RC12為單相阻容吸收器（滅弧器）；KA1KA14為直流24V 繼電器；V1、V2、V3、VZ為續(xù)流二極管；YV1、YV2、YV3、YVZ為電磁閥和X軸電機抱閘。圖3.3.2 典型數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-電源圖3.3.4.2 繼電器與輸入輸出開關量繼電器主要由輸出開關量控制；輸入開關量主要指進給驅動裝置、主軸驅動裝置、機床電氣等部分的狀態(tài)信息與報警信息。圖3.3.3為典型車床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-繼電器部分。輸入、輸出開關量接線分別如圖3.3.4和圖3.3.5所示。兩軸車床的開關量需要總線I/O單元中的輸入子模塊HIO-1011N 2塊，輸出子模塊HIO-1021N 2塊。圖3.3.3典型數(shù)控

50、系統(tǒng)電氣原理圖-繼電器部分100為圖3.3.2中DC24V 50W開關電源的地；圖3.4.4典型數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-NPN型輸入模塊圖3.3.5 典型數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-輸入輸出開關量23.3.4.3 驅動器接線圖圖3.3.6典型數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-驅動器接線圖NCUC總線的電纜線的連接見圖3.3.7。圖3.3.7典型數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-NCUC總線電纜線連接圖版權所有 © 2012 武漢華中數(shù)控股份有限公司。保留所有權利 3-11第4章 銑床典型設計舉例第4章 銑床典型設計舉例摘要：本章介紹HNC-8系列數(shù)控裝置應用于數(shù)控銑床的控制系統(tǒng)典型設計。4.1 數(shù)控系統(tǒng)的典型連接HNC-8系列數(shù)控裝置與總線I/O單元、總線式伺服驅動單元的典型連接，如圖4.1.1所示。圖4.1.1 數(shù)控裝置與總線