5 数控系统的通讯与接口
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4 :ESTOP1
XS21(头孔座针)
25:O17 24:O19 23:O21 22:O23 21:O25 20:O27 19:O29 18:O31 17:空 16:空 15:24VG 14:24VG
信号名 说明
3 :OTBS1 2 :24VG 1 :24VG
13:O16 25:O1 12:O18 24:O3 11:O20 23:O5 10:O22 22:O7 9 :O24 21:O9 8 :O26 20:O11 7 :O28 19:O13 6 :O30 18:O15 5 :空 17:ESTOP3 16:OTBS2 4 :空 15:24VG 3 :空 14:24VG 2 :24VG 1 :24VG
13
25
18:I39 19:I37 20:I35 21:I33 22:O31 23:O29 24:HA 25:+5V
手持盒
XP8(DB25)
(头针座孔)
主轴控制接口
8:GND 7:GND 6:AOUT1 5:GND 4:+5V 3:SZ+ 2:SB+ 1:SA+ 15:GND 14:AOUT2 13:GND 12:+5V 11:SZ10:SB9 :SA-
RE1 6-13
RE1 6-9 RE1 6-12
D16
1N4 001
RE1 6-14
LED 16 R16 3.3K
源自文库
RE1 6-4 RE1 6-8
RE1 6 HH 52B
RE1 6-1 RE1 6-5
远程I/O板
模拟接口式、脉冲接口式伺服驱动器控制 接口: XS30-XS33
XS30~XS33(头孔座针)
4.PLC固化
+24V 24VG X0.0 X0.1 X0.2 X0.3 X0.4 X0.5 X0.6 X0.7 X1.0 X1.1 X1.2 X1.3 X1.4 X1.5 X1.6 X1.7 X2.0 X2.1 X2.2 X2.3 X2.4
XS7:手持单元接口(DB25 头针座孔)
信号名
1 :24VG 2 :24VG 3 :+24V 1 14 4 :X3.7 5 :X2.7 6 :X3.6 7 :X3.4 8 :X3.2 9 :X3.0 10:Y2.5 11:Y2.7 13 25 12:HB 13:5VG 14:24VG 15:24VG 16:+24V 17:24VG 18:X2.6 19:X3.5 20:X3.3 21:X3.1 22:Y2.4 23:Y2.6 24:HA 25:+5V
发送数据
接收数据 空置 空置 接收数据
7
8
BI_D4+
BI_D4-
空置
空置
以太网口与外部计算机的连接
通过以太网口与外部计算机连接是一种快捷、可靠的方式:
1.与外部计算机直接电缆连接 2.也可以先连接到HUB(集线器),再经HUB连入局域网,与局 域网上的其他任何计算机连接
直接电缆 连接:
PC 计算机
+24V,24VG X2.6 X2.7 X3.0 X3.1 X3.2 X3.3 X3.4 X3.5 X3.6 X3.7 空 Y2.4 Y2.5 Y2.6 Y2.7 空 HA HB +5V、5VG
4.PLC固化
XS9:PLC 输出接口(DB25 头孔座针)
13:Y0.0 12:Y0.2 11:Y0.4 10:Y0.6 9 :Y1.0 8 :Y1.2 7 :Y1.4 6 :Y1.6 5 :Y2.0 4 :Y2.2 3 :空 2 :24VG 1 :24VG 25:Y0.1 24:Y0.3 23:Y0.5 22:Y0.7 21:Y1.1 20:Y1.3 19:Y1.5 18:Y1.7 17:Y2.1 16:Y2.3 15:空 14:24VG
TXD
RXD GND
数据接收
信号地
世纪星18i/19i
集成度更高; 电源外置; 接口直联;
HNC-18i/19i数控装置接口
XS6:PLC 输入接口(DB25 头针座孔)
信号名
1 :24VG 2 :24VG 3 :X2.4 1 14 4 :X2.2 5 :X2.0 6 :X1.6 7 :X1.4 8 :X1.2 9 :X1.0 10:X0.6 11:X0.4 13 25 12:X0.2 13:X0.0 14:24VG 15:X2.5 16:X2.3 17:X2.1 18:X1.7 19:X1.5 20:X1.3 21:X1.1 22:X0.7 23:X0.5 24:X0.3 25:X0.1
数控系统的接口与通讯
孙海亮
主要内容:
数控系统的接口类型 常见数控系统的接口 数控系统的通讯方式 数控机床常见通讯故障
常见接口类型
电源接口 键盘类接口 通讯类接口(以太网接口、串口接口、软驱接口) 扩展类接口(远程I/O板、SV板扩展) 手持单元接口 主轴控制类接口 I/O类开关量接口 进给轴控制类接口(模拟式、脉冲式、串行式)
8:DIR7:CP6:OUTA 5:GND 4:+5V 3:Z+ 2:B+ 1:A+ 15:DIR+ 14:CP+ 13:GND 12:+5V 11:Z10:B9 :A信号名 A+、AB+、BZ+、Z说 明
编码器A相位反馈信号 编码器B相位信反馈信号 编码器Z脉冲反馈信号
+5V,GND
OUTA CP+、CP-
HNC-21
数控装置通过以太网口与外部计算机局域网连接(没有软驱单元的情况)
软驱接口:XS4
软驱单元
XS5’:RS232 转接 口 软驱 XS2’:PC 键盘转接 口 软驱 XS2:PC 键盘接口 XS4’:软驱转接 口 XS3’:以太网转接口
XS5:RS232 接口
XS3:以太网接口
前视图
后视图
说明 18T/19T 18M/19M PLC DC24V 电源 第二循环启动 第二进给保持 X 轴选择 未定义 Y 轴选择 Z 轴选择 未定义 手摇倍率 X1 手摇倍率 X10 手摇倍率 X100 第二急停 该脚无功能 U4 U5 第二循环启动灯 第二进给保持灯 该脚无功能 手摇 A 相 手摇 B 相 手摇 DC5V 电源
8
9
DoutDin-
数据输出
数据输入
手持单元接口:XS8
1 :24VG 2 :24VG 3 :24V
4 :ESTOP2
1 14
14:24VG 15:24VG 16:24V
17:ESTOP3
5 :空 6 :I38 7 :I36 8 :I34 9 :I32 10:O30 11:O28 12:HB 13:5VG
西门子RS232接口
远程I/O接口:XS6
引脚号 信号名 说明
1:EN+ 2:SCK+ 3:DOut+ 4:Din+ 5:GND 6:EN7:SCK8:DOut9:DIn-
1
2 3 4 5 6 7
EN+
SCK+ Dout+ Din+ GND ENSCK-
使能
时钟 数据输出 数据输入 地 使能 时钟
典型应用电路 (1)驱动发光二极管
可使用NPN输出或PNP输出。需串联一个电阻,控制流经发光二极管的 电流,一般约为10mA。
华中数控
(2) 驱动灯丝型指示灯
使用NPN输出或PNP输出,需外接一预热电阻,以减少导通时的 电流冲击,预热电阻阻值大小以不致于指示灯亮为原则。
用输出开关量驱动灯丝型指示灯
若使用软驱单元则XS2、XS3、XS4、XS5 为 软驱单元的转接口。
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。需要通过转接线与HNC-21 数控装置连接使用。
RS232接口
1:-DCD 2: RXD 3: TXD 4:-DTR 5: GND 6:-DSR 7:-RTS 8:-CTS 9:-R1
华中数控 “世纪星” HNC-21的接口
电源接口 DC24V DC36V AC220V
键盘接口
引脚号 1 2 3 4 5 6
信号名 DATA 空 GND VCC CLOCK 空
说明 数据 电源地 电源 时钟
以太网接口
引脚号 1 信号名 TX_D1+ 说明 发送数据
2
3 4 5 6
TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2-
以太网口
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D41 2 3 4 5 6 7 8
数控装置
<50 米
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8 TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3HNC-21 RX_D2BI_D4+ BI_D4-
1.等效电路
NPN开关量输入
24V +5V
IF=5~9mA
24VG
PNP开关量输入
输入开关量接口等效电路—NPN型
IF=5~9mA PNP开关输入公共点为24V
华中数控
输入开关量接口等效电路—PNP型
输入端子板
输入端子板接口
输入端子板接口图
开关量输出接口
XS20(头孔座针)
13:O0 12:O2 11:O4 10:O6 9 :O8 8 :O10 7 :O12 6 :O14 5 :空
HNC-21
数控装置通过以太网口与外部计算机直接电缆连接(没有软驱单元的情况)
通过局域 网连接:
HUB(集线器) 接口
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D41 2 3 4 5 6 7 8
数控装置
<50 米
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8 TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3HNC-21 RX_D2BI_D4+ BI_D4-
DC5V电源
模拟指令输出 (-20mA~+20mA) 指令脉冲输出(A相)
DIR+、DIR-
指令方向输出(B相)
串行接口式伺服驱动器控制接口: XS40--XS43
XS40~XS43(头孔座针)
信号名 说 明 数据发送
5:GND 4:空 3:TXD 2:RXD 1:空
9:空 8:空 7:空 6:空
XS11(头针座孔)
1 :24VG 2 :24VG 1 14 3 :空 4 :I38 5 :I36 6 :I34 7 :I32 8 :I30 9 :I28 10:I26 11:I24 13 25 12:I22 13:I20 14:24VG 15:24VG 16:I39 17:I37 18:I35 19:I33 20:I31 21:I29 22:I27 23:I25 24:I23 25:I21
说明 18T/19T PLC DC24V 电源 X 轴准备好 尾座进到位 Z 轴准备好 X 轴参考点 尾座退到位 Z 轴参考点 刀架锁紧到位 卡盘夹紧到位 1 号刀 2 号刀 3 号刀 4 号刀 5 号刀/主轴 4 档 6 号刀/主轴 3 档 7 号刀/主轴 2 档 8 号刀/主轴 1 档 超程输入 急停输入 外部报警 主轴报警 脚踏开关 18M/19M PLC DC24V 电源 X 轴准备好 Y 轴准备好 Z 轴准备好 X 轴参考点 Y 轴参考点 Z 轴参考点 刀具夹紧到位 刀具松开到位 主轴定向完成 主轴速度到达 主轴零速度 未定义 主轴 4 档 主轴 3 档 主轴 2 档 主轴 1 档 超程输入 急停输入 外部报警 主轴报警 未定义
华中数控
(3) 驱动电感性负载(如继电器) 可根据需要选择NPN或PNP型输出,须在线圈附近接入 续流二极管,以保护输出电路,减少干扰。(有些继电器 自带续流二极管) 注:应选择线圈电压为DC24V。
输出接线继电器板
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控制。
24VG
I0~I39 O0~O31
外部开关量DC24V电 源地
输入开关量 输出开关量
ESTOP1, 急停回路与超程回路 ESTOP3 的串联的接入端子 OTBS1, OTBS2 超程限位开关的接入 端子
输出端子板
输出端子板接口
输出端子板接口图
技术参数
(1)采用光电耦合技术,最大隔离电压2500VRMS(一分钟) (2) 电源电压24V (3) 最大输出电流100mA
主轴D/A选用接口AOUT1和AOUT2应注意: AOUT1的输出电压为-10V ~ +10V, AOUT2的输出电压为0V ~ +10V,
开关量输入接口
XS10(头针座孔)
1 :24VG 2 :24VG 1 14 3 :空 4 :I18 5 :I16 6 :I14 7 :I12 8 :I10 9 :I8 10:I6 11:I4 13 25 12:I2 13:I0 14:24VG 15:24VG 16:I19 17:I17 18:I15 19:I13 20:I11 21:I9 22:I7 23:I5 24:I3 25:I1
XS21(头孔座针)
25:O17 24:O19 23:O21 22:O23 21:O25 20:O27 19:O29 18:O31 17:空 16:空 15:24VG 14:24VG
信号名 说明
3 :OTBS1 2 :24VG 1 :24VG
13:O16 25:O1 12:O18 24:O3 11:O20 23:O5 10:O22 22:O7 9 :O24 21:O9 8 :O26 20:O11 7 :O28 19:O13 6 :O30 18:O15 5 :空 17:ESTOP3 16:OTBS2 4 :空 15:24VG 3 :空 14:24VG 2 :24VG 1 :24VG
13
25
18:I39 19:I37 20:I35 21:I33 22:O31 23:O29 24:HA 25:+5V
手持盒
XP8(DB25)
(头针座孔)
主轴控制接口
8:GND 7:GND 6:AOUT1 5:GND 4:+5V 3:SZ+ 2:SB+ 1:SA+ 15:GND 14:AOUT2 13:GND 12:+5V 11:SZ10:SB9 :SA-
RE1 6-13
RE1 6-9 RE1 6-12
D16
1N4 001
RE1 6-14
LED 16 R16 3.3K
源自文库
RE1 6-4 RE1 6-8
RE1 6 HH 52B
RE1 6-1 RE1 6-5
远程I/O板
模拟接口式、脉冲接口式伺服驱动器控制 接口: XS30-XS33
XS30~XS33(头孔座针)
4.PLC固化
+24V 24VG X0.0 X0.1 X0.2 X0.3 X0.4 X0.5 X0.6 X0.7 X1.0 X1.1 X1.2 X1.3 X1.4 X1.5 X1.6 X1.7 X2.0 X2.1 X2.2 X2.3 X2.4
XS7:手持单元接口(DB25 头针座孔)
信号名
1 :24VG 2 :24VG 3 :+24V 1 14 4 :X3.7 5 :X2.7 6 :X3.6 7 :X3.4 8 :X3.2 9 :X3.0 10:Y2.5 11:Y2.7 13 25 12:HB 13:5VG 14:24VG 15:24VG 16:+24V 17:24VG 18:X2.6 19:X3.5 20:X3.3 21:X3.1 22:Y2.4 23:Y2.6 24:HA 25:+5V
发送数据
接收数据 空置 空置 接收数据
7
8
BI_D4+
BI_D4-
空置
空置
以太网口与外部计算机的连接
通过以太网口与外部计算机连接是一种快捷、可靠的方式:
1.与外部计算机直接电缆连接 2.也可以先连接到HUB(集线器),再经HUB连入局域网,与局 域网上的其他任何计算机连接
直接电缆 连接:
PC 计算机
+24V,24VG X2.6 X2.7 X3.0 X3.1 X3.2 X3.3 X3.4 X3.5 X3.6 X3.7 空 Y2.4 Y2.5 Y2.6 Y2.7 空 HA HB +5V、5VG
4.PLC固化
XS9:PLC 输出接口(DB25 头孔座针)
13:Y0.0 12:Y0.2 11:Y0.4 10:Y0.6 9 :Y1.0 8 :Y1.2 7 :Y1.4 6 :Y1.6 5 :Y2.0 4 :Y2.2 3 :空 2 :24VG 1 :24VG 25:Y0.1 24:Y0.3 23:Y0.5 22:Y0.7 21:Y1.1 20:Y1.3 19:Y1.5 18:Y1.7 17:Y2.1 16:Y2.3 15:空 14:24VG
TXD
RXD GND
数据接收
信号地
世纪星18i/19i
集成度更高; 电源外置; 接口直联;
HNC-18i/19i数控装置接口
XS6:PLC 输入接口(DB25 头针座孔)
信号名
1 :24VG 2 :24VG 3 :X2.4 1 14 4 :X2.2 5 :X2.0 6 :X1.6 7 :X1.4 8 :X1.2 9 :X1.0 10:X0.6 11:X0.4 13 25 12:X0.2 13:X0.0 14:24VG 15:X2.5 16:X2.3 17:X2.1 18:X1.7 19:X1.5 20:X1.3 21:X1.1 22:X0.7 23:X0.5 24:X0.3 25:X0.1
数控系统的接口与通讯
孙海亮
主要内容:
数控系统的接口类型 常见数控系统的接口 数控系统的通讯方式 数控机床常见通讯故障
常见接口类型
电源接口 键盘类接口 通讯类接口(以太网接口、串口接口、软驱接口) 扩展类接口(远程I/O板、SV板扩展) 手持单元接口 主轴控制类接口 I/O类开关量接口 进给轴控制类接口(模拟式、脉冲式、串行式)
8:DIR7:CP6:OUTA 5:GND 4:+5V 3:Z+ 2:B+ 1:A+ 15:DIR+ 14:CP+ 13:GND 12:+5V 11:Z10:B9 :A信号名 A+、AB+、BZ+、Z说 明
编码器A相位反馈信号 编码器B相位信反馈信号 编码器Z脉冲反馈信号
+5V,GND
OUTA CP+、CP-
HNC-21
数控装置通过以太网口与外部计算机局域网连接(没有软驱单元的情况)
软驱接口:XS4
软驱单元
XS5’:RS232 转接 口 软驱 XS2’:PC 键盘转接 口 软驱 XS2:PC 键盘接口 XS4’:软驱转接 口 XS3’:以太网转接口
XS5:RS232 接口
XS3:以太网接口
前视图
后视图
说明 18T/19T 18M/19M PLC DC24V 电源 第二循环启动 第二进给保持 X 轴选择 未定义 Y 轴选择 Z 轴选择 未定义 手摇倍率 X1 手摇倍率 X10 手摇倍率 X100 第二急停 该脚无功能 U4 U5 第二循环启动灯 第二进给保持灯 该脚无功能 手摇 A 相 手摇 B 相 手摇 DC5V 电源
8
9
DoutDin-
数据输出
数据输入
手持单元接口:XS8
1 :24VG 2 :24VG 3 :24V
4 :ESTOP2
1 14
14:24VG 15:24VG 16:24V
17:ESTOP3
5 :空 6 :I38 7 :I36 8 :I34 9 :I32 10:O30 11:O28 12:HB 13:5VG
西门子RS232接口
远程I/O接口:XS6
引脚号 信号名 说明
1:EN+ 2:SCK+ 3:DOut+ 4:Din+ 5:GND 6:EN7:SCK8:DOut9:DIn-
1
2 3 4 5 6 7
EN+
SCK+ Dout+ Din+ GND ENSCK-
使能
时钟 数据输出 数据输入 地 使能 时钟
典型应用电路 (1)驱动发光二极管
可使用NPN输出或PNP输出。需串联一个电阻,控制流经发光二极管的 电流,一般约为10mA。
华中数控
(2) 驱动灯丝型指示灯
使用NPN输出或PNP输出,需外接一预热电阻,以减少导通时的 电流冲击,预热电阻阻值大小以不致于指示灯亮为原则。
用输出开关量驱动灯丝型指示灯
若使用软驱单元则XS2、XS3、XS4、XS5 为 软驱单元的转接口。
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。需要通过转接线与HNC-21 数控装置连接使用。
RS232接口
1:-DCD 2: RXD 3: TXD 4:-DTR 5: GND 6:-DSR 7:-RTS 8:-CTS 9:-R1
华中数控 “世纪星” HNC-21的接口
电源接口 DC24V DC36V AC220V
键盘接口
引脚号 1 2 3 4 5 6
信号名 DATA 空 GND VCC CLOCK 空
说明 数据 电源地 电源 时钟
以太网接口
引脚号 1 信号名 TX_D1+ 说明 发送数据
2
3 4 5 6
TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2-
以太网口
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D41 2 3 4 5 6 7 8
数控装置
<50 米
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8 TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3HNC-21 RX_D2BI_D4+ BI_D4-
1.等效电路
NPN开关量输入
24V +5V
IF=5~9mA
24VG
PNP开关量输入
输入开关量接口等效电路—NPN型
IF=5~9mA PNP开关输入公共点为24V
华中数控
输入开关量接口等效电路—PNP型
输入端子板
输入端子板接口
输入端子板接口图
开关量输出接口
XS20(头孔座针)
13:O0 12:O2 11:O4 10:O6 9 :O8 8 :O10 7 :O12 6 :O14 5 :空
HNC-21
数控装置通过以太网口与外部计算机直接电缆连接(没有软驱单元的情况)
通过局域 网连接:
HUB(集线器) 接口
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D41 2 3 4 5 6 7 8
数控装置
<50 米
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8 TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3HNC-21 RX_D2BI_D4+ BI_D4-
DC5V电源
模拟指令输出 (-20mA~+20mA) 指令脉冲输出(A相)
DIR+、DIR-
指令方向输出(B相)
串行接口式伺服驱动器控制接口: XS40--XS43
XS40~XS43(头孔座针)
信号名 说 明 数据发送
5:GND 4:空 3:TXD 2:RXD 1:空
9:空 8:空 7:空 6:空
XS11(头针座孔)
1 :24VG 2 :24VG 1 14 3 :空 4 :I38 5 :I36 6 :I34 7 :I32 8 :I30 9 :I28 10:I26 11:I24 13 25 12:I22 13:I20 14:24VG 15:24VG 16:I39 17:I37 18:I35 19:I33 20:I31 21:I29 22:I27 23:I25 24:I23 25:I21
说明 18T/19T PLC DC24V 电源 X 轴准备好 尾座进到位 Z 轴准备好 X 轴参考点 尾座退到位 Z 轴参考点 刀架锁紧到位 卡盘夹紧到位 1 号刀 2 号刀 3 号刀 4 号刀 5 号刀/主轴 4 档 6 号刀/主轴 3 档 7 号刀/主轴 2 档 8 号刀/主轴 1 档 超程输入 急停输入 外部报警 主轴报警 脚踏开关 18M/19M PLC DC24V 电源 X 轴准备好 Y 轴准备好 Z 轴准备好 X 轴参考点 Y 轴参考点 Z 轴参考点 刀具夹紧到位 刀具松开到位 主轴定向完成 主轴速度到达 主轴零速度 未定义 主轴 4 档 主轴 3 档 主轴 2 档 主轴 1 档 超程输入 急停输入 外部报警 主轴报警 未定义
华中数控
(3) 驱动电感性负载(如继电器) 可根据需要选择NPN或PNP型输出,须在线圈附近接入 续流二极管,以保护输出电路,减少干扰。(有些继电器 自带续流二极管) 注:应选择线圈电压为DC24V。
输出接线继电器板
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控制。
24VG
I0~I39 O0~O31
外部开关量DC24V电 源地
输入开关量 输出开关量
ESTOP1, 急停回路与超程回路 ESTOP3 的串联的接入端子 OTBS1, OTBS2 超程限位开关的接入 端子
输出端子板
输出端子板接口
输出端子板接口图
技术参数
(1)采用光电耦合技术,最大隔离电压2500VRMS(一分钟) (2) 电源电压24V (3) 最大输出电流100mA
主轴D/A选用接口AOUT1和AOUT2应注意: AOUT1的输出电压为-10V ~ +10V, AOUT2的输出电压为0V ~ +10V,
开关量输入接口
XS10(头针座孔)
1 :24VG 2 :24VG 1 14 3 :空 4 :I18 5 :I16 6 :I14 7 :I12 8 :I10 9 :I8 10:I6 11:I4 13 25 12:I2 13:I0 14:24VG 15:24VG 16:I19 17:I17 18:I15 19:I13 20:I11 21:I9 22:I7 23:I5 24:I3 25:I1