华中数控实训平台实验指导书

第一部分华中数控HNC21的基本操作211项目1华中数控机床控制面板的基本认知212项目2华中数控机床的基本操作故障5121子项目1上电故障5122子项目2复位故障6123子项目3返回机床参考点故障7124子项目4超程故障解除7126子项目5关机813项目3机床手动操作及故障9131子项目1坐标轴移动故障9132子项目2主轴控制系统及故障诊断10133子项目3机床锁住12134子项目4其他手动操作及故障12135子项目5手动数据输入MDI运行F4一F615136子项目6启动、暂停、中止、再启动16137子项目7空运行18138子项目8单段运行18139子项目9加工断点保存与恢复181310子项目10运行时干预20第二部分华中数控HNC21的基本连接及故障诊断2121项目1系统连接的注意事项21211子项目1图形说明21212子项目2接线的基本要求22213子项目3运行与调试22214子项目4使用22215子项目维修23216子项目产品型号2322项目2系统连接23221子项目1综合接线图25222子项目2功能描述27223子项目3电源2923开关量输入/输出接口31231开关量输入接口引脚定义32232开关量输出接口特性32233HNC21本机开关量输出接口33234直接连接到数控装置36235通过I/0端子板连接3624PLC地址定义3825连接标准手持单元40251与手持单元相关的参数设置4126数控装置与主轴装置的连接42261主轴控制接口XS942262与主轴控制相关的输入/输出开关量43263主轴连接实例一交流变频主轴44264主轴连接实例伺服驱动主轴45265与主轴相关的参数设置45266典型车床主轴连接图4827数控装置与进给驱动装置的连接48271模拟进给驱动接口48272连接HSV16系列交流伺服驱动装置49274伺服电机规格51275信号与功能52276典型系统的连接图53277典型故障分析及故障诊断5428电磁兼容设计58281数控系统电磁兼容性主要内容58282接地技术58第一部分华中数控HNC21的基本操作11项目1华中数控机床控制面板的基本认知华中世纪星HNC21T是一基于PC的车床CNC数控装置，是武汉华中数控股份有限公司在国家八五、九五科技攻关重大科技成果。为满足市场要求，开发的高性能经济型数控装置。HNC21T采用彩色LCD液晶显示器，内装式PLC，可与多种伺服驱动单元配套使用。具有开放性好、结构紧凑、集成度高、可靠性好、性能价格比高、操作维护方便的特点。本章主要介绍HNC21T的基本配置、技术规格、操作台构成以及软件操作界面。结构如图11所示。MDI键盘急停按钮液晶显示器图11控制面板结构图手摇脉冲发生器采用增量式进给方式控制进给轴，它的结构如图12软件操作面板如图13所示。图12手摇脉冲发生器的结构图机床控制面板功能键图13软件操作面板圈形显示窗口菜单命令条运行程序索引选定坐标系F的坐标德工件坐标零点倍率修调辅助功能当前加工程序行当前加工方式、系统运行状态和当前时间图14菜单层次图15菜单的功能结构12项目2华中数控机床的基本操作故障本节主要介绍机床、数控装置的上电、关机、急停、复位、回参考点、超程解除等操作。121子项目1上电故障1机床上电的基本步骤和操作（1）检查机床状态是否正常；（2）检查电源电压是否符合要求，接线是否正确；（3）按下“急停”按钮；（4）机床上电；（5）数控上电；（6）检查风扇电机是否运转正常；（7）检查面板指示灯是否正常。上电完成以后显示图13所示，机床状态为“急停”。2典型故障机床无法启动（1）故障分析数控机床无法启动，表明系统的控制程序出现问题，控制系统的程序包括系统程序和用户程序，其中用户程序包括加工程序和PLC程序。数控机床出现此类故障一般为用户程序故障为常见。（2）故障排除思路和方法数控机床程序此类故障时先排除用户程序故障，方法为将系统的内存条从数控机床取出，接入电脑将原有的程序删除，将备份的用户程序重新拷贝。重新启动数控机床，观察现象。如故障排除，则判定为用户程序故障中的PLC故障。如不能排除故障，则重新将电脑的系统进行格式化，重新拷贝系统程序。122子项目2复位故障系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需左旋并拔起操作台右上角的“急停”按扭使系统复位，并接通伺服电源。系统默认进入“回参考点”方式，软件操作界面的工作方式变为“回零”。数控机床的典型故障。（1）故障分析数控机床出现无法复位，出现此类故障一般为急停回路出现断路故障。电路图如图16所示。（2）故障排除方法和思路检查急停回路和限位开关控制回路是否出现断路。特别检查急停按钮是否接触良好。图16急停回路解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。注意在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电流冲击。123子项目3返回机床参考点故障控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。方法如下（1）如果系统显示的前工作方式不是回零方式，按一下控制面板上面的“回零”按键，确保系统处于“回零”方式；（2）根据X轴机床参数“回参考点方向”，按一下“X”回参考点方向为“”或“X”（回参考点方向为“”）按键，X轴回到参考点后，“X”或“X”按键内的指示灯亮；（3）用同样的方法使用“Z”、“Z”按键，使Z轴回参考点。所有轴回参考点后，即建立了机床坐标系。注意事项（1）在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；（2）同时按下”Z”、”X”轴选择按键，可使X、Z轴同时返回参考点；（3）在回参考点前，应确保回零轴位丁参考点的“回参考点方向”相反侧如X轴的回参考点方向为正，则回参考点前，应保证X轴当前位置在参考点的负向侧；否则应手动移动该轴直到满足此条件；（4）在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制而板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。故障现象执行回参考点操作时，系统在参考点无法执行回参考点运行模式，直接运行到超程限位处停止，同时机床出现报警信号，显示回参考点动作无法执行和超程报警信息，系统处于急停状态。故障分析系统回参考点过程中，机床轴压动回参考点挡块时，当该信号有效时，系统执行回参考点动作，如该挡块信号无效时，机床轴会一直前行，直至触动限位开关，系统会提示出错，同时提供以上报警信息。故障排除方法和思路如果出现以上报警信息时，要考虑回参考点挡块信号是否有无，同时检查该信号是否有效，即进入“扩展菜单”“PLC”“输入输出”，发现相应的参考点（X10、X11）没有转为高电平。通过此方法确定是否挡块信号有效。如果无效，检查挡块触点是否灵活有效；同时检查线路是否断开。直至故障排除。124子项目4超程故障解除在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程“超程解除”按键内指示灯亮时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须1松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”或“于摇”方式；2一直按着“超程解除”按键控制器会暂时忽略超程的紧急情况；3在手动手摇方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；4松开“超程解除”按键；5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，可以继续操作注意在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。1超程解除故障现象当进给轴压下限位开关时，系统急停，“超程解除”灯亮。但按下“超程解除”按键不能使系统复位。即“超程解除”按键失效。2故障排除方法和思路根据故障现象判定为超程失效，结合图16，检查OTBS1和OTBS2与超程按钮之间是否联通。即检查XS20接口的3号16号接口是否相通，超程解除按钮触点是否接触良好。3超程故障现象当X00、X01、X02、X03信号（即限位开关的接入信号），在进给轴压下相应的限位开关后，软件操作界面的加工方式显示为“急停”，系统运行状态显示为“运行正常”。系统运行状态没有显示为“出错”，但数控机床的轴已经超过限位开关设定的极限位置。因此判定为限位开关故障。4超程故障排除方法和思路进入“扩展菜单”“PLC”“输入输出”，发现相应的输入点（X00、X01、X02、X03）没有转为高电平。判定为机床方向轴出现超程限位开关故障，“超程解除”灯没有亮。按住“超程解除”和对应超程轴的相反方向按钮，手动退出超程位置，当限位开关弹回之后系统即恢复正常。同时进行检查限位开关的可靠性和限位开关输入信号线是否连接可靠。系统工作原理图如图17所示。图17系统限位系统图126子项目5关机1按下控制而板上的“急停”按钮，断开伺服电源2断开数控电源3断开机床电源13项目3机床手动操作及故障本章介绍机床的于动操作，主要包括如下一些内容手动移动机床坐标轴点动、增量、手摇；手动控制主轴启停、点动；机床锁住、刀具转换、卡盘松紧、冷却液启停手动数据输入MDI运行机床于动操作蕾要由于持单元图12和机床控制而板共同完成，机床控制面板如图18所示。图18机床操作面板131子项目1坐标轴移动故障手动移动机床坐标轴的操作由手持单元和机床控制而板上的方式选择、轴手动、增量倍率、进给修调、快速修调等按键共同完成。1点动进给按一下“手动”按键指示灯亮，系统处于点动运行方式，可点动移动机床坐标轴下面以点动移动X轴为例说明。按压“X”或“X”按键指示灯亮，X轴将产生正向或反向的连续运动；松开“X”或“X”按键指示灯灭，X轴将停止正向或反向的连续运动。同理可以控制“Z”轴或同时控制“X”和“Z”。2点动快速移动在点动进给时，若同时按压“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。3点动进给速度选择在点动进给时，进给速率为系统参数“最高快移速度”的值乘以进给修调选择的进给31倍率。点动快速移动的速度为系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。按压进给修调或快速修调右侧的“100”按键指示灯亮，进给或快速修调倍牢被置为100，按一下“”按键，修调倍率递增5，按一下“”按键，修调倍率递减5。4增量进给当手持单元的坐标轴选择波段开关置丁“OFF”档时，按一下控制面板上的“增量”按键指示灯亮，系统处于增量进给方式，可以增量移动机床坐标轴下面以增量进给X轴为例说明按一下“X”或“X”按键指示灯亮，X轴将向正向或负向移动一个增量值；同理可以控制Z轴的运动。也可以同时控制X轴和Z轴的同时增量进给。5手摇进给当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“X”、“Y”、“Z”、“4TH”档对车床而言，只有“X”、“Z”有效时，按一下控制面板上的“增量”按键指示灯亮，系统处于手摇进给方式，可手摇进给机床坐标轴下面以手摇进给X轴为例说明1手持单元的坐标轴选择波段开关置于“X”档；2顺时针逆时针旋转手摇脉冲发生器一格，可控制X轴向正向或负向移动一个增量值。用同样的操作方法使用手持单元，可以控制Z轴向正向或负向移动一个增量值。手摇进给方式每次只能增量进给1个坐标轴。7手摇倍率选择手摇进给的增量值手摇脉冲发生器每转一格的移动量由手持单元的增量倍率波段开关“1”，“10”，“100”控制。增量倍率波段开关的位置与增量值的对应关系如下表。进给轴方向信号典型故障现象X轴DIR故障时，手动运行X轴时负向运行正常。正向运行时，系统出错并自动急停。进入“故障诊断”“报警显示”，会有一条报警信息X轴定位误差太大。X轴DIR故障时，手动运行X轴时正向运行正常。负向运行时，系统出错并自动急停。进入“故障诊断”“报警显示”，会有一条报警信息X轴定位误差太大。Z轴DIR故障时，手动运行X轴时负向运行正常。正向运行时，系统出错并自动急停。进入“故障诊断”“报警显示”，会有一条报警信息X轴定位误差太大。Z轴DIR故障时，手动运行X轴时正向运行正常。负向运行时，系统出错并自动急停。进入“故障诊断”“报警显示”，会有一条报警信息X轴定位误差太大。故障排除方法和思路如果“X”或“Z”轴一个方向出现以上报警信号，而另一方向并没有出现，此时应判定为方向信号故障，进行检查方向信号是否有效，航空插头是否可靠连接，如果是线路出现断线，更换该信号线，如果是编码器出现问题更换编码器。132子项目2主轴控制系统及故障诊断1主轴基本操作主轴手动控制由机床控制面板上的主轴手动控制按键完成。数控机床的主轴为恒速控制，控制的速度由程序给定或手动给定两种。其中手动给定方式分为主轴正转及反转，主轴正转及反转的速度可通过主轴修调调节，按压主轴修调右侧的“100”按键指示灯亮，主轴修倍率被置为100，按一下“”按键，主轴修调倍率递增5，一下“”按键，主轴修调倍率递减5。机械齿轮换档时，主轴速度不能修调。2主轴正转在手动方式下，按一下“主轴正转”按键指示灯亮，主电机以机床参数设定的转速正转，直到按压“主轴停止”或“主轴反转”按键。3主轴反转在手动方式下，按一下“主轴反转”按键指示灯亮，主电机以机床参数设定的转速反转，直到按压“主轴停止”或“主轴主转”按键。4主轴停止在手动方式下，按一下“主轴停止”按键指示灯亮，主电机停止运转。注意“主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”这几个按键互锁，即按一下其中一个指示灯亮，其余两个会失效指示灯灭。5主轴点动在手动方式下，可用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键，点动转动主轴1按压“主轴正点动”或“主轴负点动”按键指示灯亮，主轴将产生正向或负向连续转动；2松开“主轴正点动”或“主轴负点动”按键指示灯灭，主轴即减速停止。6主轴控制系统原理图变频主轴系统由变频器，主轴电机和反馈编码器等组成。主轴系统与控制器的连接如图19所示。主轴系统采用三凌变频器，变频器的速度控制信号为010V，反馈给变频器的信号为奥托米克八线长驱型光电编码器。A车床主轴系统连接图B铣床主轴系统连接图图19主轴系统接线图6主轴典型故障现象。（1）按下“主轴正转”、“主轴反转”，主轴电机不转。变频器的“RUN”指示灯亮。（2）主轴电机速度达不到给定速度。7典型故障分析主轴不转有两个原因，一个为主轴变频器的控制电源失压，给变频器的控制器没有电源，变频器不能正常工作，同时变频器的指示灯RUN不亮，或变频器本身的故障，对于此类故障采用检查变频器控制输入断的电源是否为380V，如果变频器的输入电源有，判定为变频器本身的故障，此时检查变频器内部的控制线路，排除故障；第一个为变频器RUN灯亮，但是电机不转，对于此类故障一般为控制变频器正转和反转的信号线断线，此时检查对应的STF和STR输入信号是否为低电平。线路原理为如图19所示。主轴转速不能达到指定的加工速度，一般情况为控制速度信号的线路出现故障，或控制线路的接线是否正确。如图19中的AOUT1或AOUT2是否与控制转速的信号相对应。或模拟电压值是否符合要求。8其他故障及分析如主轴超速或不可控133子项目3机床锁住机床锁住禁止机床所有运动。在手动运行方式下，按一下“机床锁住”按键指示灯亮再进行手动操作，系统继续执行，显示屏上的坐标轴何置信息化，但不输出伺服轴的移动指令，所以机床停止不动。134子项目4其他手动操作及故障1刀位转换在手动方式下，按一下“刀位转换”按键，转塔刀架转动一个刀位。如图110所示。图110华中数控操作面板图111刀架控制系统图故障现象系统利用程序或手动转换刀架时，如果刀架出现故障，按“刀位转换”时，刀架只是正转不能相应刀的位置。PLC提示换刀超时。典型故障分析及故障排除对于此类故障，可以进入PLC，观察系统输入状态，对应的输入点X12X15的电平是否转变，如果对应刀架的输入状态发生变化，说明刀架系统没有问题，如果输入状态没有发生变化，说明系统的刀架接线出现问题或刀架霍尔传感器出现问题，排除此类故障，对应刀架故障原因进行相应的查找。系统工作原理图如图111所示。系统的输入输出状态的检查方式如下机床输入到PMCX，操作如如图112所示，PMC输入输出点状态窗口默认为二进制显示，每位一组，每一位代表外部一位开关量输入或输出信号。例如通常X00的8位数字量从右往左依次代表开关量输入I00I07，同样输出量Y00的8位数字量从右往左依次代表开关量输入Y00Y07以此类推。PLC功能子菜单和状态选择子菜单图112机床输入到PMCX的状态显示2冷却启动与停止在手动方式下，按一下“冷却开停”按键，冷却液开默认值为冷却液关，再按一下又为冷却液关，如此循环。3卡盘松紧在手动方式下，按一下“卡盘松紧”按键，松开工件默认值为夹紧，可以进行更换工件操作；再按一下又为夹紧工件，可以进行加工工件操作，如此循环。135子项目5手动数据输入MDI运行F4一F6在图13所示的主操作界面下，按F4键进入MDI功能子菜单。命令行与菜单条的显示如图112所示。图112MDI功能子菜单在MDI功能子菜单下按F6，进入MDI运行方式，命令行的底色变成了白色，并且有光标在闪烁，如图113所示。这时可以从NC键盘输入并执行一个G代码指令段，即“MDI运行”。图113MDI运行自动运行过程中，不能进入MDI运行方式，可在进给保持后进入。1输入MDI指令段MDI输入的最小单位是一个有效指令字。因此，输入一个MDI运行指令段可以有下述两种方法1一次输入，即一次输入多个指令字的信息；2多次输入，即每次输入一个指令字信息。例如要输入“G00X100Z1000”MDI运行指令段，可以直接输入“G00X100Z1000”并按ENTER键，图113显示窗口内关键字G、X、Z的值将分别变为00、100、1000先输入“G00”并按ENTER键，图113显示窗口内将显示大字符“G00”，再输入“X100”并按ENTER键，然后输入“Z1000”并按ENTER键，显示窗口内将依次显示大字符“X100”、“Z1000”。在输入命令时，可以在命令行看见输入的内容，在按ENTER键之前，发现输入错误，可用BS、键进行编辑；按ENTER键后，系统发现输入错误，会提示相应的错误信息。2运行MDI指令段在输入完一个MDI指令段后，按一下操作面板上的“循环启动”键，系统即开始运行所输入的MDI指令。如果输入的MDI指令信息不完整或存在语法错误，系统会提示相应的错误信息，此时不能运行MDI指令。3修改某一字段的值在运行MDI指令段之前，如果要修改输入的某一指令字，可直接在命令行上输入相应的指令字符及数值。例如在输入“X100”并按ENTER键后，希望X值变为109，可在命令行上输入“X109”并按ENTER键。4清除当前输入的所有尺寸字数据在输入MDI数据后，按F7键可清除当前输入的所有尺寸字数据其他指令字依然有效，显示窗口内X、Z、I、K、R等字符后面的数据全部消失。此时可重新输入新的数据。5停止当前正在运行的MDI指令在系统正在运行MDI指令时，按F7键可停止MDI运行。136子项目6启动、暂停、中止、再启动1启动自动运行系统调入零件加工程序，经校验无误后，可正式启动运行1按一下机床控制面板上的“自动”按键指示灯亮进入程序运行方式；2按一下机床控制面板上的“循环启动”按键指示灯亮，机床开始自动运行调入的零件加工程序。2暂停运行在程序运行的过中，需要暂停运行，可按下述步骤操作（1）在程序运行子菜单下，按F7键，弹出如图114所示对话框图114在程序运行过程中停止运行（2）按N键则暂停程序运行，并保留当前运行程序的模态信息。暂停运行后，可按暂停后的再启动方法从暂停处重新启动运行。3中止运行在程序运行的过程中，需要中止运行，可按下述步骤操作1在程序运行子菜单下，按F7键，弹出如图114所示对话框；2按Y键则中止程序运行，并卸载当前运行程序的模态信息中止运行后，可按重新运行所述的方法从程序头重新启动运行。4暂停后的再启动在自动运行暂停状态下，按一下机床控制面板上的“循环起动”按键，系统将从暂停前的状态重新启动，继续运行。5重新运行在当前加工程序中止自动运行后，希望从程序头重新开始运行时，可按下述步骤操作（1）在程序运行子菜单下，按F4键，弹出如图115所示对话框；115自动方式下运行重新运行程序（2）按Y键则光标将返回到程序头，按N键则取消重新运行。（3）按机床控制面板上的“循环启动”按键，从程序首行开始重新运行当前加工程序。6从任意行执行在自动运行暂停状态下，除了能从暂停处重启动继续运行外，还可控制程序从任意行处执行。（1）从红色行开始运行从红色行开始运行的操作步骤如下在程序运行子菜单下，按F7键，然后按N键暂停程序序运行；用、PGUP、PGDN键移动蓝色亮条到开始运行行，此时蓝色亮条变为红色亮条；在程序运行子菜单下，按F8键，弹出如图116所示对话框。图116暂停运行时从任意行开始运行用、选择键选择“从红色行开始运行F1”，系统弹出图117对话框。图117从红色行开始运行从指定行开始运行从指定行开始运行的操作步骤如下在程序运行子菜单下，按F7键，然后按N键暂停程序运行；在程序运行子菜单下，按F8键，弹出如图114所示对话框；用、键选择“从指定行开始运行”选项，弹出如图118所示输入框；图118从指定行开始执行输入开始运行行号，弹出如图117所示对话框；按Y或ENTER键，蓝色亮条移动到指定行；按机床控制面板上的“循环启动”按键，程序从指定行开始运行。（3）从当前行开始运行从当前行开始运行的操作步骤如下在程序运行子菜单下，按F7键，然后按N键暂停程序运行；用、PGUP、PGDN键移动蓝色亮条到开始运行行，此时蓝色亮条变为红色亮条；在程序运行子菜单下，按F8键，弹出如图117所示对话框用、键选择“从当前行开始运行”选项，弹出如图118所示对话框按Y或ENTER键，红色亮条消失，蓝色亮条回到移动前的位置；按机床控制面板上的“循环启动”按键，稃序从蓝色亮条处开始运行。137子项目7空运行在自动方式下，按一下机床控制面板上的“空运行”按键指示灯亮，CNC处于空运行状态。程序中编制的进给速率被忽略，坐标轴以最大快移速度移动。空运行不做实际切削，目的在于确认切削路径及程序。在实际切削时，应关闭此功能，否则可能会造成危险。此功能对螺纹切削无效。138子项目8单段运行按一下机床控制面板上的“单段”按键指示灯亮，系统处于单段自动运行方式，程序控制将逐段执行1按一下“循环启动”按键，运行一程序段，机床运动轴减速停止，刀具、主轴电机停止运行2再按一下“循环启动”按键，又执行下一程序段，执行完了后又再次停止。139子项目9加工断点保存与恢复一些大零件，其加工时间一般都会超过一个工作日，有时甚至需要好几天。如果能在零件加工一段时间后，保存断点让系统记住此时的各种状态，关断电源；并在隔一段时间后，打开电源，恢复断点让系统恢复上次中断加工时的状态，从而继续加工，可为用户提供极大的方便。1保存加工断点F1F5保存加工断点的操作步骤如下在程序运行子菜单下，按F7键，弹出如图17所示对话框；按N键暂停程序运行，但不取消当前运行程序；按F5键，弹出如图119所示对话框；选择断点文件的路径；在“文件名”栏输入断点文件的文件名，如“PARTBRKL”；按ENTER键，系统将自动建立一个名为“PARTBRKLBPL”的断点文件。图119输入断点的文件名2恢复断点F1F6恢复加工断点的操作步骤如下（1）如果在保存断点后，关断了系统电源，则上电后首先应进行回参考点操作，否则直接进入步骤2；2按F6键，弹出如图120所示对话框；图120选择要恢复断点运行的文件名3选择要恢复的断点文件路径及文件名，如当前目录下的“PARTBRKLBPL”；4按ENTER键，系统会根据断点文件中的信息，恢复中断程序运行时的状态，并弹出如图120或图121所示对话框图121需要重新对刀图122需要返回断点5按Y键，系统自动进入MDI方式。3定位至加工断点F4F4如果在保存断点后，移动过某些坐标轴，要继续从断点处加工，必须先定位至加工断点1手动移动坐标轴到断点位置附近，并确保在机床自动返回断点时不发生碰撞；2在MDI方式子菜单下按F4键，自动将断点数据输入MDI运行程序段；3按“循环启动”键启动MDI运行，系统将移动刀具到断点位置；4按F10键退出MDI方式。定位至加工断点后，按机床控制面板上的“循环启动”键即可继续从断点处加工了。注意在恢复断点之前，必须装入相应的零件程序，否则系统会提示不能成功恢复断点。4重新对刀F4F5在保存断点后，如果工件发生过偏移需重新对刀，可使用本功能，重新对刀后继续从断点处加工1手动将刀具移动到加工断点处；2在MDI方式子菜单下按F5键，自动将断点处的工作坐标输入MDI运行程序段；3按“循环启动”键，系统将修改当前工件坐标系原点，完成对刀操作；4按F10键退出MDI方式。重新对刀并退出MDI方式后，按机床控制面板上的“循环启动”键即可继续从断点处加工。1310子项目10运行时干预1进给速度修调在自动方式或MDI运行方式下，当F代码编程的进给速度偏高或偏低时，可用进给修调右侧的“100”和“”、“”按键，修调程序中编制的进给速度。按压“100”按键指示灯亮，进给修调倍率被置为100，按一下按键，进给修调倍率递增5，按一下“一”按键，进给修调倍率递减5。2快移速度修调在自动方式或MDI运行方式下，可用快速修调右侧的“100”和“”、“一”按键，修调G00快速移动时系统参数“最高快移速度”设置的速度。按压“100”按键指示灯亮，快速修调倍率被置为100，按一下“”按键，快速修调倍率递增5，按一下“一”按键，快速修调倍率递减5。3主轴修调在自动方式或MDI运行方式下，当S代码编程的主轴速度偏高或偏低时，可用主轴修调右侧的“100”和“”、“”按键，修调程序中编制的主轴速度。按压“100”按键指示灯亮，主轴修调倍率被置为100，按一下“”按键，主轴修调倍率递增5，按一下“”按键，主轴修调倍率递减5。机械齿轮换档时，主轴速度不能修调。4机床锁住禁止机床坐标轴动作。在自动运行开始前，按一下“机床锁住”按键指示灯亮，再按“循环启动”按键，系统继续执行程序，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动指令，所以机床停止不动。这个功能用于校验程序。注意1即便是G28、G29功能，刀具不运动到参考点；2机床辅助功能M、S、T仍然有效；3在自动运行过程中，按“机床锁住”按键，机床锁住无效；4在自动运行过程中，只在运行结束时，方可解除机床锁住。5每次执行此功能后，须再次进行回参考点操作。第二部分华中数控HNC21的基本连接及故障诊断21项目1系统连接的注意事项211子项目1图形说明212子项目2接线的基本要求1数控装置必须可靠接地，接地电阻应小于4欧姆。切勿使用中性线代替地线。否则可能会因受干扰而不能稳定正常地工作。2接线必须正确、牢固，否则可能产生误动作；3数控装置到伺服驱动单元的位置给定控制信号电缆，位置传感器到伺服驱动单元和数控装置的位置反馈电缆，均不要通过端子和插头进行转接。否则数控装置可能因易受于扰而不能正常工作。4任何一个接线插头上的电压值和正负、极性，必须符合说明书的规定，否则可能发生短路或设备永久性损坏等故障。5数控装置PLC输出信号控制的直流继电器上的电涌吸收二极管，必须按规定方向如图21连接，否则可能损坏数控装置。图21直流继电器的连接方法6在插拔插头或扳动开关前，手指应保持干燥，以防触电或损坏数控装置。7连接电线不可有破损，不能受挤压，否则可能发生漏电或短路。8不能带电插拔插头或打开数控装置机箱。213子项目3运行与调试1运行前，应先检查参数设置是否正确。错误设定会使机器发生意外动作；2参数的修改必须在参数设置允许的范围内，超过允许的范围可能会导致运转不稳定及损坏机器的故障；3检查伺服电机的电缆与码盘线是否一一对应。214子项目4使用1插入电源前，确保开关在断电的何置上，避免偶然起动；2进行电气设计时，应考虑数控装置的急停按钮能在系统发生事故时，切断伺服、主轴及其他移动部件的动力电源；3在设计或修改PLC程序时，应注意在复位报警信号之前，必须确认运行信号已经关断。例如，在复位主轴报警信号时，应保证主轴旋转控制信号是关闭的；4不可对设备进行改装；5为避免或减少电磁干扰对数控装置的影响，进行电气设计时，请参考电磁兼容设计；系统附近如有其他电子设备，则可能产乍电磁干扰，应接入一个低通滤波器以削弱其影响；6不可对系统频繁通、断电。停电或断电后，必须重新通电，间隔时间至少为3分钟。215子项目维修1在检修、更换和安装元器件前，必须切断电源；2发生短路或过载时，应检查并排除故障后，方可通电运行；3发生警报后，必须先排除事故后，方可重新启动；4系统受损或零件不全时，不可进行安装或操作；5由于电解电容器老化，可能会引起系统性能下降。为了防止由此而引发故障，在通常环境下应用时，电解电容器最好每10年更换一次。216子项目产品型号22项目2系统连接下图为华中HNC21数控装置与其他装置、单元连接的总体框图和连接图。图22总体框图221子项目1综合接线图A电源系统接线图B继电系统接线图C数控机床开关量接线图D数控机床开关量接线图图23总体连接图如图22和I图23所示，HNC21数控装置通过XS40XS43控制HSV11型伺服驱动器，通过XS30XS33控制其他类型的进给装置。一套系统中的进给装置类型可以相同，也可以不同，但最多只能连接四个进给轴。222子项目2功能描述1数控装置HNC21数控装置背面接口如24所示图24HNC21数控装置的接口图2软驱单元选件软驱单元提供35软盘驱动器、RS232接口、PC键盘接口、以太网接口。需要通过转接线与HNC21数控装置连接使用。软驱单元接口如图25所示图25软驱单元接口图前视图接口用于和外部计算机连接，后视图接口用于和HNC21连接。图25中各接口及转接口的引脚定义与图24中各同名接口相同。在软驱单元内部，已用电缆将XS5与XS5,XS2与XS2,XS3与XS3之间的对应引脚相连。3手持单元选件手持单元提供急停按钮、使能按钮、工作指示灯、坐标选择OFF,X,Y,Z,4、倍率选择X1,X10,X100及手摇脉冲发生器。手持单元仅有一个DB25的接口，如降26所示。图26手持单元接口图手持接口插头连接到HNC21数控装置的手持控制接口XS8上。223子项目3电源1电源要求电源容量数控装置外部电源1AC24V或DC24V100W。PLC电路外部电源2DC24V不低于50W。电源线采用屏蔽电缆或双绞线。外部电源1采用交流AC24V电源时参见供电方式一，建议数控装置不与其他外部设备共用电源。外部电源2建议采用直流DC24V/50W开关电源。若开关量输出信号控制的直流24V继电器较多，可适当增加电源容量，或另外提供电源，但必须与外部电源2共地。若Z轴抱闸和电磁阀也需DC24V供电，尽量不要与外部电源2共用，以减少电磁阀等器件对数控装置的干扰。外部电源1采用直流DC24V电源时，可以与外部电源2共用一个容量不低于150W的直流24V开关电源参见供电方式二。外部电源1,2经过数控装置内部电路，由XS8向手持单元上的开关元件及手摇脉冲发生器提供电源，如图27所示。远程工/0端子板上的输入/输出开关量可在本地单独使用电源。2供电方式一图27供电方式一3供电方式二图28供电方式二4接地接大地XS1的6脚在内部已与数控装置的机壳接地端子连通。由于电源线电缆中的地线较细，因此，必须单独增加一根截面积不小于25平方毫米的黄绿铜导线作为地线与数控装置的机壳接地端子相连。信号线接地XS1的4脚在数控装置内部已与XS10,XS11,XS20,XS21开关量接口的1,2,14,15脚连通。但为了提高开关量信号的抗干扰能力，XS10,XS11,XS20,XS21开关量接口的1,2,14,15脚应采用单独的电线连按到外部DC24V电源地上，以减少流过XS1的4脚24V地的电流，如图29所示。图29信号地接地示意图若某些输入/输出开关量控制或接收信号的电气元件如继电器、按钮灯、接近开关、霍尔开关的供电电源是单独的，则其供电电源必须与输入输出开关量的供电电源共地。否则，数控装置不能通过输出开关量可靠地控制这些元器件，或从这些元器件接收信号。5典型车床电源控制原理图图210典型车床电源控制原理图23开关量输入/输出接口世纪星HNC21数控开关量输入/输出接口，有本机输入/输出可通过输入/输出端子板转接和远程输入/输出两种，其中本机输入有40位，本机输出32位，远程输入/输出各128位选件。231开关量输入接口引脚定义232开关量输出接口特性等效电路NPN开关量输出接口图210输出开关量接口等效电路NPN型图211输出开关量接口等效电路PNP型注HNC21本机输出为NPN型输出；输出端子板可同时提供PNP和NPN型输出；远程输出端子板分为两种，可分别提供NPN型和PNP型两种端子；技术参数1采用光电藕合技术，最大隔离电压2500VRMS一分钟；2电源电压24V；3最大输出电流100MA。开关量输出接口引脚定义233HNC21本机开关量输出接口图212输出端子板接口图图213开关量输入输出接口定义图214典型车床输入输出开关量接线图一图215典型车床输入输出开关量接线图二234直接连接到数控装置可将外部的输入/输出信号，直接连接到世纪星HNC21装置上的X10，X11插座。这种连接方式一般用十所需工/0点较少，数控装置与电气柜一体的情况。具有成本低，连接简单的特点，缺点是不方便电缆拆装，没有PNP型输入、输出端子。图213开关量输入接线图图214开关量输出接线图235通过I/0端子板连接如图215所示，分线电缆将HNC21数控装置的XS10,XS11与输入端子板的J1；XS20,XS21与输出端子板的J1相连。NPN或PNP型开关量输入/输出元器件连接在端子板的J2上。该连接方式适用于所需用的I/O点不多，且数控装置与强电控制电路分装在不同机柜内的情况，具有电路调试、维护方便的优点。图215通过I/O端子板连接输入/输出开关量端子板每位开关量都有NPN,PNP两种接线端子，以及发光二极管指示灯，便于系统的调试和故障检测。输入/输出端子板的J1接口与HNC21数控装置的XS10,XS11,XS20,XS21接口之间互联电缆的连接方式如图216所示。图216输入/输出端子板与数控单元互联线缆图24PLC地址定义在系统程序、PLC程序中，机床输入的开关量信号定义为X即各接口中的工信号输出到机床的开关量信号定义为Y即各接口中的0信号。将各个接口HNC21本地、远程I/O端子板中的I/O输入/输出开关量定义为系统程序中的X,Y变量，需要通过设置参数中的硬件配置参数和PMC系统参数实现。HNC21数控装置的输入输出开关量占用硬件配置参数中的二个部件一般设为部件20,部件21,部件22，如下图217所示。图217硬件配置参数中关于输入输出开关量的设置说明主轴模拟电压指令输出的过程为PLC程序通过计算给出数字量、数字量由专用的硬件电路转化为模拟电压。PLC程序处理的是数字量，共16位占用两个字节即两组输出信号。因此主轴模拟电压指令也作为开关量输出信号处理。在PMC系统参数中再给各部件部件20,部件21,部件22中的输入输出开关量分配占用的X,Y地址，即确定接口中各I/O信号与X/Y的对应关系。如图218所示。部件21中的开关量输入信号设置为输入模块0，共30组，则占用X00X29；部件20中的开关量输入信号设置为输入模块1，共16组，则占用X30X45；输入开关量总组数即为30十1646组。部件21中的开关量输出信号设置为输出模块0，共28组，则占用Y00Y27；部件22中的开关量输出信号设置为输出模块1，共2组，则占用Y28Y29；部件20中的开关量输出信号设置为输出模块2，共8组，则占用Y30Y37；输出开关量总组数即为28十2十838组。图218PMC系统中关于输出开关量的设置在PMC系统参数中所涉及的部件号与硬件配置参数中是一致的。输入/输出开关量每8位一组占用一个字节。例如HNC21数控装置XS10接口的I0I7开关量输入信号占用X00组，I0对应于X00的第0位、I1对应于X00的第1位。按以上参数设置，I/O开关量与X/Y的对应关系如下表所示。HNC21数控装置的机床操作面板按钮共3排1第一排有15个按钮，输入开关量信号依次为X30和X31的第06位，指示灯输出开关量信号依次为Y30和Y31的第06位。2第二排有14个按钮，输入开关量信号依次为X32和X33的第05位，指示灯输出开关量信号依次为Y32和Y33的第05位。3第三排有15个按钮，输入开关量信号依次为X34和X35的第06位，指示灯输出开关量信号依次为Y34和Y35的第06位。25连接标准手持单元本公司提供标准手持单元，接口为DB25头针插头，可以直接连接到HNC21数控装置的XS8接口上。针对标准手持单元，HNC21手持接口提供标准引脚定义主要涉及输入/输出开关量，引脚定义见下表。若未安装手持单元则需要通过一个DB25插头短接手持单元控制接口XS8上的4ESTOP2，17ESTOP3脚。否则，HNC21数控装置将会因面板上的急停按钮不起作用，而导致数控装置出现急停报警。图219数控装置与手持单元连接图251与手持单元相关的参数设置手持单元上的输入/输出开关量与其他部分的输入/输出开关量的参数统一设置，不需要单独设置参数；手持单元上坐标选择、增量倍率选择开关等需要PLC程序的支持才能工作，请参见PLC编程手册。手持单元上的手摇脉冲发生器需要设置相关的硬件配置参数和PMC系统参数，如图220和221所示。通常在应件配置参数中部件24被标识为手摇脉冲发生器标识为31，配置0为5，并在PMC系统参数一中引用，如图221所示。图220手持单元硬件配置参数的设置图221手持单元PMC系统参数的设置26数控装置与主轴装置的连接HNC21数控装置通过XS9主轴控制接口和PLC输入/输出接口，可连接各种主轴驱动器，实现正、反转、定向，调速等控制，还可以外接主轴编码器，实现螺纹车削和铣床上的刚性攻线功能。261主轴控制接口XS9XS9主轴控制接口，包括主轴速度模拟电压指令输出和主轴编码器反馈输入，其信号定义如下表。信号特性主轴速度模拟电压信号电压范围AOUT110V10VAOUT2010V负载电流最大10MA主轴编码器接口电源输出5V最大200MA编码器信号RS422电平使用主轴变频器或主轴伺服单元时，在连接前一定要确认主轴单元模拟指令电压接口的类型，若为一10V10V，应使用AOUTL6脚和GND；若为010V，应使用AOUT214脚和GND。262与主轴控制相关的输入/输出开关量连接主轴装置时需要使用输入/输出开关量控制主轴电机的启停、及接收相关的状态与报警信息。263主轴连接实例一交流变频主轴采用交流变频器控制交流变频电机，可在一定范围内实现主轴的无级变速，这时需利用数控装置的主轴控制接口XS9中的模拟量电压输出信号，作为变频器的速度给定，采用开关量输出信号XS20,XS21控制主轴启、停或正、反转。一般连接如图222所示。图222HNC数控装置与主轴变频器的连接图采用交流变频主轴时，以兼顾低速特性和调速范围，由于低速特性不很理想，一般需配合机械换档。264主轴连接实例伺服驱动主轴采用伺服驱动主轴可获得较宽的调速范围和良好的低速特性，还可实现主轴定向控制。这时可利用数控装置上的主轴控制接口XS9中的模拟量输出信号模拟电压，作为主轴单元的速度给定、利用PLC输出控制启停或正、反转及定向。图223HNC21数控装置与主轴伺服的接线图（位置反馈来自外部编码器）265与主轴相关的参数设置与主轴控制相关的输入/输出开关量与数控装置其他部分的输入/输出开关量的参数统一设置，不需要单独设置参数。相关的输入/输出开关量的功能需要PLC程序的支持才能实现，请参见PLC编程手册。主轴控制接口XS9中包含两个部件主轴速度控制输出模拟电压和主轴编码器输入。需要在硬件配置参数、PMC系统参数和通道参数中设定。参数设置如图224、图225、图226和图227所示，详细的说明参考参数设置。通常在硬件配置参数中部件22被标识为主轴模拟电压输出标识为15，配置0为4，并在PMC系统参数中引用，如图225所示。图224主轴速度控制在硬件配置参数中的设计图225主轴速度控制在PMC系统参数中的设计主轴速度控制信号对应的数字量占用PLC开关量输出Y中两个字节共16位，如图226中所设，将占用Y28和Y29。在用户PLC程序中对该端口设定的两个字节输出开关量数字量，将转换为模拟电压指令由接口XS9的6,7,8,14,15脚输出其中7,8,15脚为信号地。输出控制量数字量与模拟电压的对应关系如下表所示。通常在硬件配置参数中部件23被标识为主轴编码器标识为32，配置0为4，并在通道参数中引用，如图227所示。图226主轴编码器输入接口在硬件配置参数中的设置图227主轴编码器在通道参数中的设置266典型车床主轴连接图图228典型系统主轴连接图27数控装置与进给驱动装置的连接HNC21数控装置提供了三类轴控制接口串行接口、脉冲接口、模拟接口，可与目前流行的大多数驱动装置连接，其对应关系如下表所示。271模拟进给驱动接口模拟式接口使用模拟量信号传递速度指令控制伺服驱动装置，可连接各种交、直流伺服驱动装置。其特点是通用性强，可构成全闭环控制；缺点是容易被干扰，发生漂移，不适合于长距离连接。HNC21口A和HNC21口F最多可提供4个模拟量轴接口，连接插座为与脉冲式接口相同，为XS30,XS31,XS32,XS33第4轴是选项。1信号定义图229XS30XS33接口定义272连接HSV16系列交流伺服驱动装置使用HSV16系列交流伺服驱动装置，需选用HNC21口C或HNC21口F数控装置，通过XS30XS33轴通讯接口连接HSV11伺服驱动装置，最多可连接4台伺服驱动装置。HSV16采用最新专用运动控制DSP、大规模现场可编程逻辑阵列FPGA和智能化功率模块IPM等当今最新技术设计，操作简单、可靠性高、体积小巧、易于安装。HSV16交流伺服驱动器具有以下特点1,控制简单、灵活。通过修改伺服驱动器参数，可对伺服驱动器系统的工作方式、内部参数进行修改，以适应不同应用环境和要求。2、状态显示齐全。HSV16设置了一系列状态显示信息，方便客户在调试、运用过程中浏览伺服驱动器的相关状态参数；同时也提供了一系列的故障诊断信息。3、宽调速比与电机及反馈元件有关。HSV16伺服驱动器的最高转速可设置为3000转/分，最低转速为05转/分调速比为16000。4、体积小巧，易十安装。HSV16伺服驱动器结构紧凑、体积小巧，非常易十安装、拆卸。273运行模式简介HSV16系列伺服驱动器有五种控制方式1位置控制方式脉冲量接口HSV16系列伺服驱动器可以通过内部参数设置接收二种形式的脉冲指令正交脉冲；脉冲方向；正、负脉冲。2速度控制方式模拟量接口HSV16系列伺服驱动器可以通过内部参数设置为速度控制方式，可接收幅值不超过10V的如10V10V模拟量。3转矩控制方式模拟量接口HSV16系列伺服驱动器可以通过内部参数设置为转矩控制方式，