【文章內(nèi)容簡介】 開關(guān)量從第六組即 I48 開始（ HNC21 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（ HNC21 占用四組： 00~031）。 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 。 圖 39 遠(yuǎn)程 I/O 端子板與 HNC21 數(shù)控裝置互聯(lián)線纜圖 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— 4— 6 管腳短接。 數(shù)控裝置與手持單元的連接 手持接口定義： HNC21 數(shù)控裝置通過 XS8 接口（ DB25 座孔）與手持單元連接。 XS8 的引腳定義如下： 圖 40 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（ 028— 031）、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(shí)，應(yīng)該通過 DB25 頭針插頭將 XS8 上的第 17 腳短接。 連接標(biāo)準(zhǔn)手持單元： 標(biāo)準(zhǔn)手持單元，接口為 DB25 頭針插頭，可以直接連接到 HNC21 數(shù)控裝置的 XS8 接口上。 針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)手持單元， HNC21 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： 表 . 手持接口標(biāo)準(zhǔn)引腳定 義（輸入 /輸出開關(guān)量） 若未安裝手持單元，則需要通過一個(gè) DB25 插頭短接手持單元控制接口 XS8上的 4（ ESTOP2）、 17（ ESTOP3）腳。否則， HNC21 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。 圖 41 數(shù)控裝置與手持單元連接圖 數(shù)控裝置與主軸裝置的連接： HNC21 數(shù)控裝置通過 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，還可以外接主軸編碼器，實(shí)現(xiàn)銑床上的剛性攻線功能。 與主軸相關(guān)的接口 定義 主軸控制接口 XS9 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。 信號(hào)特性： 1． 主軸速度模擬電壓信號(hào) 電壓范圍： AOUT1 10V~+10V AOUT2 0~+10V 負(fù)載電流：最大 10mA 2． 主軸編碼器接口 電源輸出： +5V 最大 200mA 編碼器信號(hào)： RS422 電平 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。 與主軸控制相關(guān)的輸入 /輸出開關(guān)量 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。 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： 表 . 與主軸控制有關(guān)的輸入 /輸出開關(guān)量信號(hào) 主軸啟停： 主軸啟?？刂朴?PLC 承擔(dān)，標(biāo)準(zhǔn)銑床 PLC 程序中關(guān)于主軸啟?？刂频男盘?hào)如下表所示。 表 . 與主軸啟停有關(guān)的輸入 /輸出開關(guān)量信號(hào) 利用 、 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) 接通時(shí)可控制主軸裝置正轉(zhuǎn)， 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 、 作為主軸單元的使能信號(hào)。 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。 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。 主軸速度控制： HNC21 通過 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)。 主軸定向控制： 實(shí)現(xiàn)主軸定向控制的方案一般有： 1． 采用帶主軸定向功能的主軸驅(qū)動(dòng)單元； 2． 采用伺服主軸即主軸工作在為控方式下； 3． 采用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)。 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)。 表 . 與主軸定向有關(guān)的輸入 /輸出開關(guān)量信號(hào) 由 PLC 發(fā)生主軸定向命令即 接通，主軸單元完成定向后送回主軸定向完成信號(hào) 。 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。 第三種控制方式，根據(jù)所采用的具體方式，用戶可自行定義有關(guān) PLC 輸入 /輸出點(diǎn)，并編制相應(yīng) PLC 程序。 主軸換檔控制： 主軸自動(dòng)換檔通過 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。 表 . 與主軸換檔控制有關(guān)的輸入 /輸出開關(guān)量信號(hào) 使用 主軸變頻器或主軸伺服時(shí)，需要在用戶 PLC 程序中根據(jù)不同的檔位確定主軸速度指令（模擬電壓）的值。 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。 主軸編碼器連接： 通過主軸接口 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。 一般使用差分編碼器，從而確保長的傳輸距離的可靠行及提高抗干擾能力。 編碼器規(guī)格要求： 1． +5V電源（ 200mA 以內(nèi)，若超過 200mA 需要設(shè)計(jì)外部電源供電）； 2． TTL 電平輸出； 3．差分 A、 B、 Z 信號(hào)輸出。 常用主軸編碼器型號(hào)為： LEC□ BMG05D（ L、 H） 數(shù)控裝置與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的連接： HNC21 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)系如表。 表 . 接口定義： 串行進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口： 串行進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口是與 HSV11 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 便，抗干擾能力強(qiáng)，無漂移。 HNC21□ C 和 HNC21□ F 最多可提供 4 個(gè)串行進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口 XSXS4 XS4 XS43（第 4 軸是選項(xiàng)）。 ： ： 電平： RS232 通訊波頻率： 9600 脈沖進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口： 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。 HNC21□ D 和 HNC21□ F 最多可提供 4 個(gè)脈沖進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口，連接 插座為 XS XS3 XS3 XS33（第 4 軸是選項(xiàng)）。 ： 注： OUTA 模擬指令信號(hào)在 HNC21□ D 型號(hào)中無效。 ： 最高脈沖頻率： 800KHZ； 編碼器電源： +5V 150mA； 編碼器信號(hào)： RS422 電平； ： 脈沖指令輸出： 圖 42 脈沖指令輸出接口等效電路 碼盤信號(hào)輸入： 圖 43 碼盤信號(hào)輸入接口等效電路 ： 在數(shù)控裝置內(nèi)部，通過修改硬件配置參數(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。 模擬進(jìn)給驅(qū)動(dòng)接口： 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，不適合長距離連接。 HNC21□ A 和 HNC21□ 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 XS XS3 XS3 XS33（第 4 軸是選項(xiàng)）。 ： 注： CP+、 CP、 DIR脈沖指令信號(hào)在 HNC21□ A 型號(hào)中無效。 ： 速度指令輸出范圍： 20mA~+20mA（電流型）； 編碼器電源： +5V 150mA； 編碼器信號(hào)： RS422 電平； ： 速度指令輸出： 圖 44 速度指令輸出接口等效電路 碼盤信號(hào)輸入接口的等效電路見圖 43。 連接 HSV11 系列交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置 使用 HSV11 系列交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置，需選用 HNC21□ C 或 HNC21□ F 數(shù)控裝置，通過 XS40~XS43 軸通訊接口連接 HSV11 伺服驅(qū)動(dòng)裝置，最多可連接 4臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)裝置。 圖 45 為 HNC21 連接 HSV11 伺服驅(qū)動(dòng)裝置的總體框圖。 圖 45 HNC21 控制 HSV11 系列交流伺服驅(qū)動(dòng)器的總體框圖 圖 46 是 HNC21 連接 HSV11 伺服驅(qū)動(dòng)的一個(gè)實(shí)例。 圖 46 HNC21 與 HSV11 型伺服驅(qū)動(dòng)器的連接 急停與超程解除的設(shè)計(jì) HNC21 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： 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； 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。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 HNC21 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)。 HNC21 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)。 HNC21 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。 表 . 內(nèi)部電路關(guān)系和外部電路的設(shè)計(jì)如圖 47 所示。 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)的急停回路所控制的中間繼電器 KA 斷電，而切斷移動(dòng)裝置（如進(jìn)給軸電機(jī)、主軸電機(jī)、刀庫 /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)。 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 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?；芈分械闹虚g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。 與急停報(bào)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 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 除檢測中間繼電器 KA 的常開觸點(diǎn)外，還檢測各超程限位開關(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。 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： 1）按住數(shù)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； 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）； 3）松開超程解除按鈕。 設(shè)計(jì)建議： 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)。 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。 電磁兼容設(shè)計(jì) 為了保證 數(shù)控系統(tǒng) 在工業(yè) 環(huán)境中 能夠正常 工作， 系統(tǒng)必 須達(dá)到“數(shù)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件”中的電磁兼容性要求。 電磁