數(shù)控綜合實驗臺綜合介紹.ppt

1、,數(shù)控綜合實驗 臺綜合介紹 吳 毅,數(shù)控系統(tǒng)綜合實驗臺,華中數(shù)控,HED-21S數(shù)控系統(tǒng)綜合實驗臺的功能：,1.培養(yǎng)學生掌握數(shù)控系統(tǒng)的編程方法； 2.數(shù)控系統(tǒng)電氣設(shè)計、安裝、調(diào)試、維修等實際動手能力的一套實驗裝置； 3.可以使學員掌握數(shù)控系統(tǒng)控制原理、電氣原理、電氣設(shè)計方法、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.能夠讓學生熟悉數(shù)控機床常用的部件,以及這些部件的原理,調(diào)試方法和常見故障的維護維修 6.能夠模擬工業(yè)生產(chǎn)過程，達到工業(yè)現(xiàn)場實習效果。更好地培養(yǎng)學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

2、門子/日立變頻器及三相異步電機； 3.松下/三洋交流伺服及交流伺服電機； 4.雷塞步進電機驅(qū)動器及步進電機； 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)綜合實驗臺組成：,華中數(shù)控,數(shù)控系統(tǒng),綜合實驗臺數(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，或者是步進電機驅(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,采用先進的開放式

3、體系結(jié)構(gòu)； 嵌入式工業(yè)PC機； 配置7.7或.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電機驅(qū)動器；,華中數(shù)控,“世紀星” HNC-21TF數(shù)控裝置功能特點,華中數(shù)控,內(nèi)部已提供標準車床或銑床控制的PLC程序， 用戶也可自行編制PLC程序； 采用國際標準G代碼編程，與各種流行，直接加工高達2GB 的G 代碼程序； 具有直線、圓弧、螺紋切削、刀具補償、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

4、隙和單雙向螺距誤差補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,“世紀星” HNC-21的連接圖,華中數(shù)控,“世紀星” 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 XS30XS33：模擬式、脈沖式（含步進式）進給軸控制接口 XS40XS43：串行式HSV-11型伺服軸控制接口,華中數(shù)控,“世紀星” HNC-21的接口說明,華中數(shù)控,華中數(shù)控,“世紀星”

5、 HNC-21的內(nèi)部板卡,華中數(shù)控,“世紀星” HNC-21的內(nèi)部板卡:NC板,華中數(shù)控,“世紀星” HNC-21的內(nèi)部板卡:主板,華中數(shù)控,“世紀星” HNC-21的內(nèi)部板卡:電源板,華中數(shù)控,“世紀星” HNC-21的內(nèi)部板卡:鍵盤按鍵板,華中數(shù)控,“世紀星” 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:進給軸控制板卡,華中數(shù)控,HNC-2000的內(nèi)部板卡:進給軸控制板卡,華中數(shù)控,HNC-2000的內(nèi)部板卡:輸入輸出控制板卡,世紀星電源接口,華中數(shù)控,華中數(shù)控,注意：XS1的6腳在內(nèi)部已與數(shù)控裝置的機殼接地端子連通。由于電源線電纜中的地線較細，因此，必須單獨

6、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)控裝置的機殼接地端子相連。,華中數(shù)控,鍵盤接口：XS2,注意： 可以直接接PC鍵盤，也可以通過軟驅(qū)單元進行轉(zhuǎn)接。,華中數(shù)控,華中數(shù)控,以太網(wǎng)接口：XS3,華中數(shù)控,華中數(shù)控,以太網(wǎng)口與外部計算機的連接,通過以太網(wǎng)口與外部計算機連接是一種快捷、可靠的方式： 1.與外部計算機直接電纜連接（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)上的其他任何計算機連接（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

7、,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,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,HNC-21數(shù)控裝置可以通過RS232與外部計算機連接，并進行數(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行轉(zhuǎn)接。,華中數(shù)控,通過RS232口與

8、外部計算機連接,華中數(shù)控,華中數(shù)控,遠程I/O接口：XS6,華中數(shù)控,華中數(shù)控,手持單元接口：XS8,華中數(shù)控,華中數(shù)控,手持單元中坐標選擇、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（O28O31）、開關(guān)量輸入中的8路輸入（I32I39）。 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,主軸D/A選用接口AOUT1和AOUT2應(yīng)注意： AOUT1的輸出電壓為-10V +10V，

9、AOUT2的輸出電壓為0V +10V， 如果主軸系統(tǒng)是采用給定的正負模擬電壓實現(xiàn)主軸電機的正反轉(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=59mA,24VG,24V,+5V,輸入開關(guān)量接口等效電路NPN型,IF=59mA,PNP開關(guān)輸入公共點為24V,PNP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,華中數(shù)控,華中數(shù)控,輸出端子板

10、,華中數(shù)控,輸出端子板接口,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氣件的供電電源是單獨的，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。

11、,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

12、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控制。,華中數(shù)控,21,20,23,22,25,24,J1,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,

13、華中數(shù)控,串行接口式伺服驅(qū)動器控制接口： XS40-XS43,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1360Hz，適用電機容量0.75KW。 三相異步電機采用普通三相異步電機。 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

14、內(nèi)部結(jié)構(gòu),（磁粉重量：10g 實驗轉(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 (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,步進驅(qū)動器和步進電機采用深圳雷塞M535和57HS13。 M535是細分型高性能步進驅(qū)動器，適合驅(qū)動中小型的任何兩相或四相混合式步進電機。 在驅(qū)動器的側(cè)邊裝有一排撥碼開關(guān)組，可以用來選擇細分精度，以及設(shè)置動態(tài)工作電流和靜態(tài)工作電流。 57HS13是兩相相混合式步進電機，步進角為1.8度,靜轉(zhuǎn)矩1.3Nm,額定相電流2.8A 。,華中數(shù)控,步進驅(qū)動單元,XY工作臺集成了雷塞57HS13四相混合式步進電機, MSMA022A1C交流伺服電機,光柵尺，筆架。 機械部分采用滾珠絲杠傳動的模塊化十字工作臺，用于實現(xiàn)目標軌跡和動作。 X軸執(zhí)行裝置采用2相混合式步進電機，步進電機沒有傳感器，不需要反饋，用于實現(xiàn)開環(huán)控制。 Y軸執(zhí)行裝置采用交流伺服電機，,華中數(shù)控,十字滑臺,電動刀架,轉(zhuǎn)位刀架是一種刀具儲存裝置，可以同時安裝4、6、8、12把刀具不等。 電動刀架的電氣控制分強電和弱電兩部分，,華中數(shù)控,華中數(shù)控,加工中心目前大量使用的是帶刀庫的自動換刀系統(tǒng): 轉(zhuǎn)塔頭式（通稱八角頭）加工中心，因主軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用逐漸減少。但