机电一体化系统综合实训报告整理版本

机电一体化系统综合实训机电一体化系统综合实训 一 课程性质 目的和任务一 课程性质 目的和任务 机电一体化系统综合实训 是数控技术专业 专科 的重要的 综合实践课之一 本课程 4 学分 课内学时为 72 本实训环节是在课程试验的基础上 以机电一体化系统的硬件 连接 控制原理 控制软件编制 安装调试与操作的综合实训 通过本环节的实训 能够使学生对机电一体化系统的基本组成 控制方式 控制对象的基本特征及工作机理 有更进一步全面地了 解 并能够综合运用所学的基本知识与技能 完成对典型机电一体 化系统的组装 连接 调试 实现其基本控制功能 从而培养学生 独立分析问题和解决问题的能力及工程实践的能力 二 基本要求基本要求 通过本课程的教学 要达到以下基本要求 1 了解控制对象的基本工作原理 及运动与动作特征 2 能够根据控制要求 正确地选择控制系统 并掌握其主要技 术性能指标 3 掌握系统的硬件连接 安装 调试的基本方法 并能进行正 确的操作与维护 4 掌握典型控制程序的编制方法 实现基本控制功能 一一 实训目的实训目的 1 熟悉 HED 21S 数控系统综合试验台各个组成部件的接口 2 读懂电气原理图 通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间 的连接 3 了解数控系统的调试运行方法 二二 实训设备 环境 用具 材料实训设备 环境 用具 材料 数 HED 21S 控系统综合实验台 万用表 工具 三三 实训内容 步骤 方法及数据 实训内容 步骤 方法及数据 综合技术应用综合技术应用 包括数控装置 由变频器和三相异步电机构成主轴驱动系统 由交 流伺服单元和交流伺服电机构成的进给伺服驱动系统 由步进电机 构成的进给伺服驱动系统等的数控系统 可实现主轴驱动系统的速 度控制 进给伺服驱动系统的开环 半闭环 闭环控制 1 电源部分 图 1 电源部分接线图 2 继电器与输入 输出开关量 图 2 继电器部分接线图 图 3 继电板部分接口 图 4 输入开关量接线图 图 5 输出开关量接线图 3 数控装置与手摇单元和光栅尺 图 6 手摇单元接线图 图 7 数控装置与光栅尺连接 4 数控装置与主轴的连接 图 8 数控装置与主轴连接 5 数控装置与步进驱动单元连接 图 9 数控装置与步进驱动单元的连接 6 数控装置与交流伺服单元的连接 图 10 数控系统与交流伺服单元的连接 7 数控系统刀架的连接 1 数控系统的连接 1 电源回路的连接 按前图接线 并用万用表检查电源电压和变压器输出端电压 2 数控系统继电器的输入 输出开关量连接 按前图连接继电器和接触器 以及输入 输出开关量 3 数控装置和手摇单元的连接 按前图连接手摇单元和光栅尺 4 数控装置和变频主轴的连接 连接变频器和主轴电机强电电缆 以及数控装置和变频器信号线 确保地线可靠 5 数控装置和交流伺服器的连接 按前图连接交流伺服电机的强电电缆和码盘信号线 接入伺服单元 电源 地线可靠正确接地 6 数控装置和步进电机驱动器的连接 按前图连接步进电机驱动器和步进电机 以及驱动器电源 7 数控系统刀架电动机的连接 连接刀架电机 2 数控系统调试 1 线路检查 由强到弱 按线路走向顺序检查以下各项 变压器规格和进出线的方向和顺序 主轴电动机 伺服电动机强电电缆的相序 DC24V 电源极性的连接 步进电动机驱动器 或称步进驱动器 直流电源极性的连接 所有地线的连接 2 系统调试 1 通电 按下急停按钮 断开系统中所有空气开关 合上空气开关 QF1 检查变压器 TC1 电压是否正常 合上控制电源 Dc24V 的空气开关 QF4 检查 DC24V 是否正常 HNC 一 21TF 数控装置 通电 检查面板上的指示灯是否点亮 HC5301 8 开关量接线端 子和 HC5301 一 R 继电器板的电源指示灯是否点亮 用万用表测量步进驱动器直流电源 V 和 GND 两脚之间电压 应为 DC 35V 左 右 合上控制步进驱动器直流电源的空气开关 QF3 合上空气开关 QF2 检查变压器 TC1 的电压是否正常 检查设备用到的其他部分电源的电压是否正常 通过查看 PLC 状态 检查输入开关量是否和原理图一致 2 系统功能检查 左旋并拔起操作台右上角的 急停 按钮 使系统复位 系统默 认进人 手动 方式 软件操作界面的工作方式变为 手动 按住 X 或 X 键 指示灯亮 X 轴应产生正向或负向的 连续移动 松开 X 或 X 键 指示灯灭 X 轴即减速运动 后停止 以同样的操作方法使用 Z 一 Z 键可使 Z 轴产生 正向或负向的连续移动 在手动工作方式下 分别点动 X 轴 Z 轴 使之压限位开关 仔 细观察它们是否能压到 限位开关 若到位后压不到限位开关 应立 即停止点动 若压到限位开关 仔细观察轴是否立即停止运动 软 件操作界面是否出现急停报警 这时一直按压 超程解除 按键 使该轴向相反方向退出超程状态 然后松开 超程解除 按键 若 显示屏上运行状态栏 运行正常 取代了 出 错 表示恢复正常 可以继续操作 检查完 X 轴 z 轴正 负限位开关后 以手动方式将工作台移回中 间位置 按一下 回零 键 软件操作界面的工作方式变为 回零 按 一下 X 和 Z 键 检 查 X 轴 Z 轴是否回参考点 回参考点 后 X 和 Z 指示灯应点亮 在手动工作方式下 按一下 主轴正转 键 指示灯亮 主轴电 动机以参数设定的转速 正转 检查主轴电动机是否运转正常 按住 主轴停止 键 使主轴停止正转 按一下 主轴反 转 键 指示 灯亮 主轴电动机以参数设定的转速反转 检查主轴电动机是否运 转正常 按住 主轴停止 键 使主轴停止反转 在手动工作方式下 按一下 刀号选择 键 选择所需的刀号 再按一下 刀位转换 键 转塔刀架应转动到所选的刀位 调入一个演示程序 自动运行程序 观察十字工作台的运行情况 3 关机 按下控制面板上的 急停 按钮 断开空气开关 QF2 QF3 断开空气开关 QF4 断开空气开关 QF1 断开 380V 电源 3 故 电动机转动一圈对应的输出脉冲当 量数 10 6000 0 件号 XSl0 输入的开关量部件号 制坐 1000 0 2500 伺服内部参数 O 设置为 0 O 伺服内部参数 1 反馈电子齿轮分子 I 伺服内部参数 2 反馈电子齿轮分母 1 表 12 Y 坐标轴参数的设置 参数名 参数说明 参数范围 伺服驱动型号 脉冲接口伺服驱动型号代码为 45 45 伺服驱动器部件号 该轴对应的硬件部件号 2 定位允差 O 最大跟踪误差 0 伺服内部参数 0 设置为 0 O Z 坐标轴参数的设置 Z 坐标轴参数的设置如表 13 所示 表 13 Z 坐标轴参数的设置 参数名 值 说 明 通道使能 1 0 通道 使能 X 轴轴号 O X 轴部件号 y 轴轴号 2 光栅尺部件号 z 轴轴号 1 z 轴部件号 移动轴拐角误差 20 禁止更改 旋转轴拐角误差 20 禁止更改 通道内部参数 0 禁止更改 通道参数的设置 标准设置选 0 通道 其余通道不用 参数设置如表 14 所 示 表 14 通道参数的设置 参数名 值 说 明 通道使能 1 0 通道 使能 X 轴轴号 O X 轴部件号 y 轴轴号 2 光栅尺部件号 z 轴轴号 1 z 轴部件号 移动轴拐角误 20 禁止更改 旋转轴拐角误 20 禁止更改 通道内部参数 0 禁止更改 4 数控系统参数的调整 1 与主轴相关的参数的调整 确认主轴 D A 相关参数的设置 在 硬件配置参数 选项 和 PMC 系统参数 选项中 的正确性 检查主轴变频驱动器的参数是否正确 用主轴速度控制指令 S 指令 改变主轴速度 检查主轴速度 的变化是否正确 调整设置主轴变频驱动器的参数 使其处于最佳工作状态 2 使用步进电动机时有关参数的调整 确认步进驱动单元接收脉冲信号的类型与 HNC 21TF 所发脉冲类 型的设置是否一 致 确认步进电动机拍数 伺服内部参数 P O 的正确性 在手动或手摇状态下 使电动机慢速转动 然后 使电动机快速 转动 若电动机转动时 有异常声音或堵转现象 应适当增加快移 加减速时间常数 快移加速度时间常数 加工加减速时间常数 加 工加速度时间常数 3 使用脉冲接口伺服驱动单元时有关参数的调整 确认脉冲接口式伺服单元接收脉冲信号的类型与 HNC 21TF 所发 脉冲类型的设置是否一致 参阅参考文献中硬件配置参数设置说明 确认坐标轴参数设置中的电动机每转脉冲数的正确性 该参数应 为伺服电动机或伺服驱动装置反馈到 HNC 2lTF 数控装置的每转脉 冲数 确认电动机转动时反馈值与数控装置的指令值的变化趋势是否一 致 控制电动机转动一小段距离 根据指令值和反馈值的变化 修 改伺服内部参数 P 1 或伺服内部参数 P 2 的符 号 直至指令值 和反馈值的变化趋势一致 控制电动机转动一小段距离 如 0 1 mm 观察坐标轴的指令 值与反馈值是否相同 如果不同 应调整伺服单元内部的指令倍频 数 通常有指令倍频分子和指令倍频分母两个参数 直到 HNC 21TF 数控装置屏幕上显示的指令值与反馈值相同 使调试的坐标轴运行 10 mm 或 10 mm 的整数倍的指令值 观察 电动机是否每 10Mmm 运行一周 如果不是 应该同时调整轴参数中 的伺服内部参数 1 伺服内部参数 2 和伺服单元内部的指令 倍频数参数 例如 在完成上述步骤 后 已知数控装置给出 64 mm 的指令 要求电动机运行一周 应如何调整 原伺服内部参数 1 原伺服内部参数 2 l 2 原伺服单元内部的指令倍频数参数等于 2 调整后新的相关参数为 伺服内部参数 1 伺服内部参数 2 的值减小为原来的 10 64 即 1 2 10 64 5 64 伺服单元内部的指令倍频数参数增加为原来的 64 10 倍 即 2 1 64 10 64 5 通过以上步骤 参数调整 使得坐标轴的指令值与反馈值相同 并且 HNC 21TF 数控装置每发出坐标轴运动 l0 mm 的指令 伺 服电动机运转一周 此后 连接工作台时为适应丝杠螺距 传动比的变化 还需要调整 轴参数中