数控系统的硬件和连接

第一章数控系统的硬件和连接

1.1 系统介绍

系统组成无论是哪个品牌的数控系统一般都是由以下几部分组成的：

.CNC控制器

集成式：将显示器、操作键盘、CNC控制器集成在一起

独立式：CNC控制器是独立的一个模块，不跟显示器、

操作键盘在一起

. 驱动器和电机

不同的系统会配置不同型号的电机。一个驱动器带一个电机

工作，双轴驱动器可同时带两个电机工作。

步进系统：步进驱动器驱动步进电机，根据系统的不同电机

又可分为三相（凯恩帝系统）、五相（西门子802S）。

伺服系统：伺服放大器驱动伺服电机。根据系统的不同伺服

电机又可分为模拟的（802C）、数字的（802D以上）。电机

的反馈装置可分为旋转变压器（802C）、脉冲编码器（802D

以上）。电机根据设计的需要分为带键、光轴、带抱闸、不

带抱闸等。

. 电缆

连接CNC控制器到驱动器的电缆为速度给定电缆和位置反

馈值电缆；连接驱动器到电机的电缆为编码器电缆和电机动

力电缆。

1.2 系统的硬件构成

下面两图分别为802S base lise和802C base lise的系统构成

802Se系统可控制2个或3个步进电机和一个变频主轴。步进电机的控制信号为脉冲、方向和使能，步距角为0.36度。

802Ce系统可控制2到3个1FK6×××…伺服进给轴和一个伺服主轴或变频主轴。

1.3 系统的连接

系统的接口布局

一般系统的接口都位于机箱的背面，802Se和802Ce具有不同的接口布置。

电源端子X1

系统的工作电源为直流24V电源，接线端子为X1。

通讯接口RS232-X2

在使用外部PC/PG与802S/Ce进行数据通讯或编写PLC程序时使用RS232接口。电缆的制作图如下：

NC和计算机之间的通讯电缆的连接与断开必须在断电状态下进行。

手轮接口X10

通过手轮接口X10可以在外部连接两个手轮。X10有10个接线端子，引脚见下表：

高速输入接口X20

通过接线端子X20可以连接3个接近开关，仅用于802S回零。参考点脉冲来自接近开关（PNP型），有效电平为24VDC。接线如下图所示：

数字输入/输出接口X100～X105,X200和X201

802S/Ce共有48个数字输入和16个数字输出接线端子。下表为数字输入接口X100～X105引脚分配和数字输出接口X200/X201的引脚分配：

驱动器接口X7

驱动器接口X7为芯针插座，另一端分别接至各轴驱动器的信号端子。802Se和802Ce的驱动接线略有不同。下面给出从CNC控制器到步进驱动的给定值电缆连接示意图：

.驱动器的连接

步进驱动器的连接

驱动电流设定

驱动器可以驱动不同扭矩的步进电机。在调试时需按照所使用电机的扭矩设定驱动器的驱动电流，设定方法如下;

第二章系统的主要功能和重要的参数

系统的主要功能

2.1回参考点运行

为了使系统在开机以后能够立即精确地识别机床零点，必须使系统与进给轴或主轴的位置测量系统进行同步，该过程就是所谓的回参考点的过程。对于使用步进电机的进给轴，尽管没有测量系统，但也要求回参考点过程。因此，把步进电机的进给轴视作具有“内部”位置测量系统。

2.1.1 回参考点的过程

在“Ref”方式下通过按各轴方向键可以对每个轴回参考点，可以同时对所有轴回参考点运行。如果要求进给轴按一定的顺序回参考点，则用户只需在启动时按照该顺序执行。当系统接到回参考点的命令后，轴按照指定的方向快速移动，当撞到减速档块后，轴减速运行寻找编码器的零脉冲信号作为同步信号。对于带步进电机的进给轴没有位置测量系统就用接近开关信号代替，该开关安装在电机轴上，电机每转一转它会发出一个信号，系统会采样接近开关的上升沿或上升沿和下降沿的中点作为零脉冲信号。

2.1.2 回参考点有关的参数

根据接近开关信号/零脉冲的位置，回参考点可以分为两种情况：

1）接近开关信号/零脉冲在减速开关之前：

MD35040=0 ,遇减速开关后，反向寻找接近开关/零脉冲信号；

2）接近开关信号/零脉冲在减速开关之后：

MD35040=1 ,遇减速开关后，同向寻找接近开关/零脉冲信号；

2.2静态极限监控

2.2.1 限位开关监控

每根轴每个加工方向都有一个硬件限位开关，以免工作台滑落。如果撞到限位开关 PLC会通知NC，NC即中断所有轴的运行，根

据方向发出21614报警

“硬件限位开关+或-”，这时运动方向的方向键被锁定。在JOG方式下用反向运动即可解除，按RESET键可消除报警。

2.2.2软件限位开关

它用于控制在正常加工方式下各坐标轴最大的加工范围。每根轴都拥有两对软件限位开关，它们在机床进给轴系统中通过下列参数设定：

MD36100= 轴负向第一个软限位值

MD36110= 轴正向第一个软限位值

MD36120= 轴负向第二个软限位值

MD36130= 轴正向第二个软限位值

当轴回参考点后，软件限位开关监控功能在所有操作方式下均有效。如果在处理程序段时发现轴应该到达的位置大于正向/负向限位开关值系统则发出下属报警之一：

10720 “软件限位开关+或-”

10620 “轴到达软件限位开关+或-”

如果在JOG方式下已经到达一个软件限位点，并将继续沿着该方向运行，则系统发出10621报警“轴位于软件限位开关处”，轴被制动。运行方向的方向键被锁定。

2.3使用接近开关监控步进电机旋转

利用丝杠每转一圈接近开关产生的脉冲对步进电机的输出脉冲进行监控，如果步进电机丢转系统即发出25201报警，参考丢失。