华中数控综合试验台认识华中数控综合试验台试验指导书.docx

1、华中数控综合试验台认识华中数控综合试验台试验指导书创新与选作实验华中数控综合实验台认识实验方案设计2学时，实验方案实施2学时。一、实验设计参考目标1了解数控系统的特点、基本组成和应用。2了解数控系统常用部件的原理及作用。3 熟悉数控系统综合实验台；4了解数控系统综合实验台的连接和基本操作二、实验设计参考原理1华中数控综合实验台组成图1-2是华中数控综合实验台组成框图，图中除电源接口外，其它接口均可 选用。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 自由选配各种类型的脉冲接

2、口、模拟接口的交流伺服单元或步进电动机驱动器。HNC-21TF数控装置与其它单元的连接见图 1-3。HNC-21TF数控装置各接 口见图14 HNC-21TF数控装置软驱单元接口见图1-5,软驱单元提供3.5”软盘 驱动器、RS232接口、PC键盘接口、以太网接口（该接口需要通过转接线才能 与数控装置连接使用）。2） 变频调速主轴单元变频主轴采用西门子 MICROMASTER 440系列的SE6440-2UD21-5AA0变频器配三相异步电机图1-3数控装置与其它单元连接图3总体框图变频器采用矢量控制，三相交流 380V电源，功率范围（恒转矩）1.5KW , 输入电流（恒转矩）3.9A，最大输

3、出电流（恒转矩）4.0A，两个模拟量输入0 10V，020mA或 一1010V，020mA。电机采用普通三相异步电机，功率 0.55KW，转速 1390r/m。3）交流伺服驱动单元交流伺服和交流伺服电机采用松下 MINAS A系列的MSDA023A1A伺服单图1-4 HNC-21TF数控装置接口图XS1 电源接口 XS2 外接PC键盘接口 XS3 以太网接口 XS4 软驱接口，XS5 RS232接口 XS6 远程I/O板接口 XS8 手持单元接口 XS9 主轴控制接口 XS10、XS11 输入开关量接口 XS20，XS21 输出开关量接口XS30XS33 模拟式、脉冲式（含步进式）进给轴控制接

4、口 XS40XS43 串行式HSV-11型伺服轴控制接口图1-5软驱单元接口图元和MSMA022A1C伺服电动机。MSDA023A1A 与MSMA022A1C构成闭环控 制系统，提供位置控制、速度控制、转矩控制三种控制方式（需设置交流伺服参 数，并修改相应连线）。MSMA022A1C为小型小惯量电机，配11线2500P/r增量式码盘，功率200W， 额定转速3000r/min，额定转矩0.64Nm。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。M535是细分型高 性能步进驱动器，适合驱动中小型的任何两相或四相混合式步进电机。电流控制 采用先进的双极性等角度恒力矩技术

5、，每秒两万次的斩波频率。驱动器侧边装有一排拨码开关组，可以用来选择细分精度，以及设置动态 工作电流和静态工作电流。57HS13是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。5）输入与输出装置图1-6是HC5301-8开关量输入接线端子板；图1-7是HC5301-R开关量输 出继电器板。端子板有20个NPN或PNP开关量信号输入接线端子，最多可接 20路NPN或 PNP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 ，最多可接 16路NPN开关量信号输出及急停（两位）与超程（两位）信号，其中 8路NPN 开关量信号输出用于控制八个单刀单

6、投继电器，剩下的 8路NPN开关量信号输 出通过接线端子引出，可用来控制其它电器，两个双刀双投继电器可由外部单独服电机、光栅尺和笔架。 图1-7 HC5301-R输出继电器板控制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。丫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

7、成一个位置闭环控制系统。三、实验设备、仪器、工具或材料1数控系统综合实验台一套2专用连接线一套3示波器一台4万用表一个四、实验主要内容设计1 感性认识华中数控综合实验台各组成部分。1） 数控系统综合实验台各个组成部件、原理及作用2） 数控系统综合实验台各个组成部件之间的连接3） 各个信号线来源和去向。2了解数控系统综合实验台基本操作。1） 数控系统综合实验台上电顺序；2） HNC-21TF车床数控装置基本操作；3） 进入数控系统，运行演示程序。五、实验设计注意事项请注意图1-8 图1-19所示各接口引脚信号及其意义c 匚 1； DATAo 亠4 * 3 3： GND( J 55： CLOCK2

8、 1 E：牢引脚号信号名说明1、5AC24V1/2交流24V电源2DC24V直流24V电源3空4DC24V地6PE地7空图1-8 电源接口一 XS1引脚号信号名说明1DATA数据2空3GND电源地4VCC电源5CLOCK6空时钟图1-9 PC键盘接口一 XS28；7t B1IU4+ 6； KX_V2- 5；別旳4： BT D33： RX_D22： TX_D1-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h TX 01+5:+5V q i（）l4:L43:L32:L

9、21:L1 I 6 1115iL131Q：GND11：IJ29 : LB3：LII8 :L712: LIO7 :L6ll:L96 :L5引脚号信号名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1:-DCD 2: RXD 3: TXD 4:-DTR 5: GND 6:-DSR 7:-RTS 8:-CTS 9:-R1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5G

10、ND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振零指示图 1-12 RS232 接口一 XS5图1-11软驱接口一 XS41:EN+ 2:SCK+ 3:DOut+ 4:Di n+ 5:GND 6:EN- 7:SCK- 8:DOut- 9:DI n-引脚号信号名说明1r en+使能2SCK+时钟3Dout+数据输岀4Din+数据输入5P GND地6EN-使能7SCK-时钟8Dout-数据输岀9Din-数据输入1:24VG2:24VG3:24V4:ESTOP25:空6:I387:I368:I349:I321O:O3O11:O2812:HB13:5VG14:24VG1

11、5:24VG 16:24V 17:ESTOP3 18:I39 19:I37 20:I35 21:I33 22:O31 23:O29 24:HA 25:+5V: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P HA手摇A相HB手摇B相+5V、5VG手摇DC5V电源图1-14手持单元接口一 XS88:GND7:GND 6:A0UT15:GND4:+5V3:SZ+2:SB+1:SA+15:GND 14:AOUT2 13:GND 12:+5V11:SZ-10:SB-9 :SA-信号名说明SA+、S

12、A-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主轴模拟量指令输岀GND模拟量输出地图1-15主轴控制接口一 XS9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图1-16开关量输入接口一 XS10、XS11XS20 （头孔座针）13:0012:0211:0410:069 :088 :0107 :0126 :0145 :空4 :EST0P13 :0TBS

13、12 :24VG1 :24VG25:0124:0323:0522:0721:0920:01119:01318:015 17:EST0P3 16:0TBS2 15:24VG14:24VGXS21 （头孔座针）13:01610:02290248026702860305空4空3空224VG124VG11:02012:01825:01724:019 23:021 22:023 21:025 20:027 19:029 18:031 17:空 16:空 15:24VG 14:24VG信号名说明24VG外部开关量DC24V电源地I0 I39输入开关量00 031输出开关量EST0P1, EST0P3急停回

14、路与超程回路的串联的接入端子0TBS1, 0TBS2超程限位开关的接入端子图1-17开关量输出接口一 XS10、XS11XS3A XS33（头孔座针）8:DIR-7:CP- 6:0UTA 5:GND 4:+5V 3:Z+ 2:B+ 1:A+15:DIR+14:CP+13:GND12:+5V11:Z-10:B-9 :A-XS40- XS43（头孔座针）5:GND4:空3:TXD2:RXD1:空信号名说明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0UTA模拟指令输岀（-20mA +20mA）CP+、CP-指令脉冲输岀（A相）DIR+、DIR-指令方向输岀（B相）5 9、9:空8:空7:空6:空信号名说明TXD数据发送RXD数据接收GND信号地图1-19串行接口式（HSV-11系列）驱动器控制接口一 XS40伺服XS43六、实验数据、现象参考记录表序号实验数据实验现象七、实验实施过程思考点1.数控装置如何组成？2 画出HED-21S数控系统综合实验台结构框图。3. HED-21S数控系统综合实验台主要部件有哪些？各有什么作用?