14春机电一体化系统综合实训报告

宁夏广播电视大学开放教育数控技术专业专科

课程实践报告

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工作单位

所在分校

指导教师

宁夏广播电视大学制

2015年 6 月

机电一体化系统综合实训

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

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。

一实训目的

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

三实训内容（步骤、方法及数据）

综合术应用

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.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

④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。

⑤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。

⑥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。

⑦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。

①按下控制面板上的“急停”按钮。

②断开空气开关QF2、QF3。

⑧断开空气开关QF4。

④断开空气开关QF1，断开380V电源。

表12 Y 坐标轴参数的设置

表13 Z 坐标轴参数的设置

④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

数控系统参数的调整。

1) 与主轴相关的参数的调整。

①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。

②检查主轴变频驱动器的参数是否正确。

③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。

④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。

①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；

②确认步进电动机拍数 ( 伺服内部参数 P[O]) 的正确性；

③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。

①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；

②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；

③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。

④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。

⑤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①～④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①～⑤参数调整，使得坐标轴的指令值与反馈值相同，