HASS加工中心四轴操作结构手册

HAAS的HA5C数字分度磁头是一种全自动的、可编程的、旋转定位装置。

这种装置由两个部分组成：一张夹持工件的机械工作台以及一个控制芯轴旋转的电子装置。

通过把角运动编入控制器的内存，然后按下前面板上的“循环起动”按钮，就能够实现对工件的定位。

本装置专门设计用来在二次加工（譬如铣、钻和攻丝）中迅速对部件进行定位。

本设备特别适用于自动机床，譬如数控铣床和自动化生产机床。

通过您的设备即可激活遥控，且无需人员帮助，从而实现全自动操作。

而且，一台装置可用于几种不同的机床，因此可以减少对多台装置的需求。

芯轴
通过一种专门接地的、自锁蜗杆和蜗轮装置就能够实现对芯轴的定位。

把蜗杆连接到一个伺服马达上。

您不再会受到24或者48位分度板的限制。

简单的编程操作就可以很容易地解决奇数螺栓圆周和不均匀的钻孔间距问题。

控制器
可以对控制器进行编程，以按照（顺时针或者逆时针方向）来旋转芯轴，步骤尺寸从0.001到999.999度。

内存中可存储99个不同步骤。

此外，可以重复（或者循环）每一个步骤多达999次。

控制器的内存是不易挥发，这样即使在切断电源时也可保存您的程序。

您可以存储7种不同的程序（程序0到程序6）。

可以编辑芯轴，使之按照每秒0.001度的给料速度来旋转，最高可达每秒270度（适用于快速定位）。

也可以编辑或者手控激活一种ZERO RETURN（归零）功能，即把芯轴返回到它的初始起动位置。

使用可选择的RS-232接口来上传、下载、输入数据，读取位置、起动和停止马达操作。

良好的机加工做法规定了严密固定的部件及其装配。

HA5C型的设计是按照3种方式来提供这种加工。

紧公差的蜗杆和蜗轮、芯轴与机身的大承压区域以及伺服马达提供了锁定。

要考虑蜗轮能够自行锁定，这是因为蜗杆可以驱动蜗轮，而反之却不行。

这个原则就象您试图通过推动工作台来转动您的铣床上的手柄。

伺服马达进一步保证了锁定运动，它可通过电子停止来防止任何细微的运动。

即使是会摧毁分度磁头的最严重的切削操作也不能导致芯轴旋转。

HA5C型的设计是对通常安装在标准5C夹头、步进夹头及小型固件内的小型部件进行分度。

无需过分的担心，即可容易地对直径2英寸且以通用合金制成的部件进行加工。

更大的部件可要求特别的固件或者卡盘，并且应当考虑部件和固件的重量以及材料拆卸的速度。

HA5C 可用于铣床、计算机数字控制器、EDM、拉床，以及任何需要对部件进行分度的机器。

它可用于垂直和水平位置。

它可用作您的计算机数字控制机床或者主控制器的从动装置，以专门用于钻孔操作。

通常您不得不自行判断在HA5C上您可以成功加工什么尺寸的部件。

我们已看过无数个已加工过的部件，但是它们还要求减少金属拆卸速度以与其相适应。

如果您熟悉一种典型的分度磁头，这有一种可使用的经验法则：如果您可以在手控磁头上工作的话，HA5C能够毫无问题地进行操作。

刚性设计
大型承压面支持在大型或者小型部件上施加巨大的切削力。

硬化的接地芯轴
适用于更高的精度
铝铜蜗轮
寿命长
硬化的地面蜗杆
以8620铬镍钼钢制成
交流电伺服驱动装置
闭合回路，0.75马力无刷交流电伺服马达，（或者1/2马力有刷直流电马达）
可变进给速率
可在0.001度/秒至270度/秒之间调节
分辨度
标准分辨度为0.001度
编程
绝对的或者渐增式编程。

最多可在内存中存储99个不同步骤，而且每个步骤可循环超过999次。

对HAAS控制器进行编程的方便性与灵活性令单一的设备可以多种方式来为您服务。

简单编辑
要编辑一项程序，只需要在现有的步骤进行编写，或者在各步骤之间插入或删除一道命令行（或者几道命令行），同时程序命令行会自动重新编号。

子程序
允许你重复指令至多999次，以节约编程时间和内存空间。

自动循环分割
你可以编写一个步骤，使之自动把某个循环分割成任意数量的相等部分（介于2至999之间）。

可编程参数
通过执行你自己的基本编程，你可以修改许多基本特点。

程序存储
存储并且调用至多7种不同程序。

内存
一种永久存储器即使在关闭电源时也能够保存您的程序。

它还可记忆当前的芯轴位置和步骤编号。

对接
通过使用一种备用的M功能，即在铣床和HA5C之间提供一种作为信号的切换闭合器，大多数计算机数控铣床就能够迅速且容易地与HA5C实现对接。

紧急停止/暂停
你可使用“紧急停止”来暂停芯轴的运动，而不会由于重新启动而丧失位置。

归零
“自动归位”的位置可把芯轴从任何点送回初始起动位置。

线性与螺旋铣床加工
适用于半个第四轴的能力
快速装配
所有连接器均是“快速断开的”，确保迅速且方便的装配。

标准电源
在115V AC±5%@15安培条件下运行。

RS-232接口
适用于计算机对发送和接收程序进行控制。

12个月保证期
防止材料或者工艺上的任何缺陷。

可替换的夹头键
通过铸件前面的进入孔，可以容易地更换断裂的夹头键。

芯轴
高度从芯轴中心到基座为4.000±0.001
扭矩60英寸-磅，无刷；20英尺-磅，HA5CSB（45英尺-磅，有刷）
偏转0.0004T.I.R.
后冲40弧度·秒
速度给料速度可从0.001度/秒到330度/秒范围进行选择。

对于HA5CSB：0.001度/秒到800度/秒。

（0.001度/秒到270度/秒，有刷型）
前端螺纹 2 3/16-10
夹头标准5C
分度
分度精度在一个方向上为+/-30秒
可重复性在10弧度秒内
分辨度0.001度
马达
马力3/4马力交流电伺服马达，无刷（1/2马力直流电伺服马达，有刷）
齿轮齿数比60：1自锁蜗轮（33：1HA5CSB）
运行技术规格
电力要求120V AC +/-5%@15安培
油料要求美孚SHC630（合成）
工作温度范围41℉至104℉（5℃至40℃）存储温度范围-4℉至158℉（-20℃至70℃）环境湿度：小于90%的相对湿度，无冷凝
海拔：0 – 7000英尺
1．6机床尺寸
HA5C—单根芯轴
HA5C2、3和4
1.7可选伺服控制器支架
其设计专用于HAAS计算机数控机床生产线。

这种支架把伺服控制器安放在操作人员容易够着的地方，从而很容易就可以在HAAS机床与旋转工作台之间进行编程。

请与您的HAAS 经销商联系，以便订购。

（HAAS部件编号：SCPB）
2.安装分度磁头与控制器
2.1一般安装
1.填写保证书并且寄给我们。

（极为重要）。

2.把分度器安放在您的机床上。

确定磁头电缆的走线，以避免刀具变换器和工作台挪动。

必须让电缆松弛，以便机床的活动。

如果电缆被切断，马达就会过早出现故障；立即更换受损的电缆。

如下图所示，把HA5C分度器固定到您机床的T形槽工作台上：
1．把分度器安放在一个没有切屑和冷却剂的区域，这样空气可以自由流通。

不准让切屑在马达外罩上堆积，因为这样会阻止恰当的冷却。

小心：不准带电连接或者断开电缆！这样马上会导致故障！
2．连接分度器，按照整个第4轴或者半个第4轴的情况来运行。

参见下图。

对于整个第4 轴的情况，在标有“A轴”的连接器上，把分度器直接连接到HAAS铣床控制器，而这是所要求的连接。

注意：HAAS铣床必须有第4轴的选项，以按照整个第4轴方式运行，而且其配置必须为有刷的或者无刷的，以便与分度器相兼容。

无刷型铣床使用第4轴端口上的两根电缆和两个接线柱。

有刷型铣床使用控制器的第4轴端口上的一根电缆和一个接线柱。

3．把电缆绕到铣床金属薄板的背后，并且安装电缆夹。

在把电缆夹安装到铣床之前，必须卸去电缆夹组件的底板。

如图所示，把电缆夹安装到铣床上。

4．如果为某种HAAS铣床增加一个分度器，那么必须为具体的工作台确定设置。

请参见铣床手册内的说明或者致电HAAS公司服务部。

5．半个第4轴：按照你在介绍章节结尾部分所看到的方式，把伺服控制器固定在伺服悬架内（HAAS部件编号为SCPB）。

不准覆盖控制器的任何表面，因为它会迅速过热。

不准把装置安放在其它热电控制器的顶部。

8．把工作台中粗大的黑色电缆连接到控制器。

小心：不准带电连接或者断开电缆！这样马上会导致故障！
9．半个第4轴：把交流电源线连接到一个120伏交流电接地插座。

电源线是三线接地型，而且必须接地。

功率是120伏交流电。

供电业务必须持续供给至少15安培的电流。

导线的口径必须为12或者更大，而且至少在20安培时熔断。

如果要使用一根延长电线的话，请使用三线接地型，而且必须连接地线。

避免有大电流马达连接到电源插座。

只能使用可承受20安培负荷的大功率12口径延长电线。

长度不准超过30英尺。

10．半个第4轴：连接远程接口线。

参见“与其它设备对接”章节。

11．把工作台连接到一个标准的空气管路（最大为120PSI）。

没有规定管路对制动器的压力。

不准超过最大压力。

注意：HAAS公司建议对所有的工作台使用一个内嵌的空气过滤器/调节器。

空气过滤器可避免空气电磁阀受到污染。

12．检查油位。

如果它过低的话，添加油料。

使用美孚SHC630合成齿轮油（粘度级别为ISO220）。

对于HRT210SHS，使用美孚SHC-626合成齿轮油（粘度级别为ISO68）。

13．保存包装材料，以便您在运输装置时需要使用。

14．在一天的工作结束或者换班时，很重要的是清洁旋转工作台。

工作台应当没有任何切屑或者污垢。

用一把切屑刷来清洁，并且涂上一层防锈剂。

小心：不准在前密封或者后密封周围使用气枪。

如果使用任何气枪来吹去切屑的话，切屑会损坏密封。

15．接通铣床（和伺服控制器，如果适用的话）的电源，并且按下“归零”按钮，使工作台归位。

2.2
对接是一个不太友好的词汇，因为它会让大多数非电力从业人员感到恐惧。

事实上，你无时无刻不在连接事物。

为立体声系统、计算机或者录像机等要求许多接线或者接口的装置接通电源。

把电灯插头插入墙上的电源插座，并且打开开关，事实上您正把一个100瓦的白炽灯与一座15兆瓦的发电厂相连接。

尽管白炽灯与发电公司之间有着数以百计的连接，但这确实是一个简单的过程。

HAAS控制器就是这么简单。

可安装控制器来以两种不同的方式与您的铣床进行通信：RS-232接口或者计算机数控接口电缆。

在以下章节会详细介绍这些连接。

半个第4轴的操作
HAAS控制器有两个信号：一个输入，而另一个是输出。

您的设备告诉HAAS控制器指示（一个输出），于是它指示了输出，然后向您的设备发回一个信号，表明已完成（一个输出）的指示。

这些信号仅仅是关闭开关，或者在机械意义上进行中继。

关闭您的机床内部的某个开关（中继）就是告诉我们要进行分度，于是我们进行了分度，然后关闭我们控制器内部的某个开关（中继），从而告诉您的机床我们已完成了工作。

这种接口要求四根线；每个信号各两根。

它们来自HAAS控制器背面及您的设备或者计算机数控机床的远程输入。

控制器内部的继电器的最大额定功率是在30伏直流电/120伏交流电时为2安培。

它可被编程为一个常开的或者常闭的继电器，可在循环期间或者循环后关闭（参见“参数”章节）。

它可用于驱动其它逻辑的或者小型的继电器。

它不能驱动其它马达、磁力起动器或者超过100瓦特的负荷。

如果您使用反馈继电器来驱动另一个直流继电器（或者任何电感负荷）的话，请记着安装一个减震器二极管，使之按照与继电器线圈电流相反的方向穿过线圈。

没有在电感负荷上安装这类二极管或者其它消弧电路的话，无论电感负荷是多么的小，它们都将会在极短的时间内导致继电器触点的电弧放电。

为了测试继电器，使用一个电阻表来测量横穿1号与2号插头的电阻。

当关闭控制器时，读数应当是无穷大。

如果测量到一个较低的电阻，那么触点已失效而且必须更换继电器。

RadioShack出售的一种继电器可用作替代品（Cat.#275-247）。

这个部件应当只能由一位合格的技术人员来更换。

自动钻孔应用
HA5C磁头的通常用途是进行钻孔操作，而控制器是主要装置。

它利用远程输入。

把循环起动线路连接到一个微动开关，它会在钻孔磁头收缩时关闭；而且把结束线路连接到钻孔磁头的开始线路。

在这儿，操作人员推动控制器上的CYCLE START（循环起动）以开始循环。

HA5C进行分度，而且在到位时，可利用反馈继电器闭合来触发钻孔磁头以钻孔。

然后，当钻孔装置收缩时，安装在钻孔磁头顶部的微动开关会触发HA5C进行分度。

这样会导致HA5C触发钻孔装置且钻孔装置触发HA5C的死循环。

为了打断循环，把G97
代码插入HA5C控制器的最后一步。

G97是一种No Op（无操作）代码，它告诉控制器不要发送反馈继电器闭合，这样就可以停止循环。

2.4
计算机数控接口电缆为非HAAS铣床与HAAS伺服控制器/旋转磁头之间的通信提供了一种基本方法。

由于大多数的计算机数控机床刀具均装配有备用的M代码，通过把计算机数控接口电缆的某个端子与任意一个备用继电器（开关）相连接，同时把其它端子与HAAS伺服控制器相连接，就可以实现半个第4轴的加工。

用于旋转装置的分度指令仅可存储于伺服控制器的内存中，而且主机的继电器的每一次脉冲触发控制器指示它的下一个所编程的位置。

在完成定位之后，伺服控制器发出了它已完成定位并且为下一次脉冲做好了准备的信号。

在控制装置的背面板上提供了一个远程插座。

远程输入包括一个循环起动线路和一个循环结束线路。

为了与远程设备连接，您需要一个由HAAS公司供给的连接器（或者一个从当地获得的连接器），它可用于从任意一个来源触发控制器。

所用的电缆接线柱是一种阳性四针DIN接线柱。

电缆接头部件编号是703-91-T-3300-1。

控制盒内面板插座的部件编号是703-91-T-3303-9。

循环起动
图4显示从控制装置后面板角度看去的连接器。

当互为连接3号和4号插头持续最少0.1秒时，控制器将为磁头分度一个循环或者步骤。

为了再次分度，必须打开3号和4号插头最少0.1秒。

在任何情况下都不能给3号和4号插头接通电源。

在把控制器与您的设备相对接时，把继电器关闭是最安全的方式。

以下解释如何实施循环起动的电气详细情况：3号插头的阳极在20毫安条件下供给12伏电源，而4号插头则连接到一个通过底盘接地的光隔离器的二极管上。

把3号插头连接到4号插头会导致电流流经光隔离器的二极管，从而触发控制器。

如果在高频设备（例如电焊机或者电感应加热器）周围使用控制器的话，您将需要使用屏蔽电线来防止被放射出来的电磁干扰而错误触发控制器。

屏蔽电线必须接地。

循环结束
如果您采用一台自动化机床（譬如一台计算机数控铣床）的话，应当使用反馈线路（1号和2号插头）。

把1号和2号插头连接到控制器内部的某个继电器的触点上，并且不给它们施加任何极性或者接通电源。

它们可用于使自动化设备与控制器同步。

反馈线路通过HAAS控制盒内部的某个继电器来提供开关闭合，以便让您的机床了解工作台何时完成分度。

这种继电器可用于“控制给料”的数控机床的运动，或者它可用于撤消M功能。

如果您的机床没有配备这类选项的话，那么另一种替代选项的停顿时间可能会长于它让控制器给磁头分度的时间。

继电器可触发除了不运行代码97以外的所有循环起动闭合。

2.5
当您希望对设备进行分度，但不使用前面板上的起动开关的话，您可使用远程连接。

它可让操作人员不用接触控制器就能够起动分度。

例如，使用我们为布里奇波特牌铣床设计的可选远程套管轴式开关（HAAS部件编号为RQS），每当套管轴式手柄缩进时，它会碰到夹具上的一个微动开关，于是分度磁头就会自动旋转。

这样就不需要把您的手从套管轴上移开。

使用这种节时程序就能极大地增加产量。

使用一个磁性底座、一个铝架以及一个微动开关，您就可以在任意一个地方让设备进行分度。

使用这个开关来对您正在加工的装置进行分度。

每当工作台回到某个位置时，工作台上的一个螺栓就能够轻易地关闭开关，从而定位装置。

参见图4，通过把3号和4号插头简单地连接在一起，控制器就可以定位了。

请注意：您不能对这些线路接通电源（仅限3号和4号插头）。

您不需要接通1号和2号反馈插头的电源，除非您想让控制器起动另一个机制，譬如一个自动钻头。

（1号和2号）反馈插头不需要连接到待运行的控制器上。

现有以颜色编码的远程接口电缆以供选择，从而帮助用户理解M功能的接线图。

它们的编码如下所示：
1=红色3=黑色
2=绿色4=白色
注意：所有HAAS控制器的标配中有1根计算机数控接口电缆。

可以
订购额外的计算机数控接口电缆（HAAS部件编号为CNC）
计算机数控机床拥有的杂项功能被称之为M功能。

这些功能控制可打开或者关闭部件（例如：芯轴、冷却剂等等）的外部开关（继电器）。

大多数的计算机数控控制器在某种程度上提供使用M功能的权限，而最新型号的机床就是出于这种目的而提供了几个备用的继电器。

HAAS 远程循环起动线路则接入一个备用的M功能继电器的常开触点。

我们的远程反馈线路则连接到M功能结束线路（MFIN），这通常是向计算机数控控制器提供一个输入，以撤消M功能并且进入下一个信息块。

在新型计算机数控机床上，与装置的对接则相对简单，如果您知道在哪儿可以连接的话。

我们的机器经销商则是这类信息的最佳来源。

有两个接线柱用于RS-232接口。

它们都是DB-25接线柱，一个阳性，另一个为阴性。

通过以菊链连接盒子的方式来把多个控制器连接起来。

来自计算机的电缆要连接到阴性接线柱。

另一根电缆可以把第一个盒子连接到第二个，其方式是把第一个盒子的阳性接线柱连接到第二个盒子的阴性接线柱。

最多可对9个控制器重复进行此类操作。

由于大多数电脑背面的RS-232接线柱是阳性的DB-9，只要求一种电缆连接到控制器上或者在控制器之间进行连接。

这种电缆在一个端子上必须是一种阳性DB-25，而在另一个端子上是阴性DB-9。

必须一个接一个地连接插头1、2、3、4、5、6、7、8和9。

它不能是无效的调制解调器电缆，它会颠倒插头2和3。

为了检查电缆类型，使用一种电缆测试器来检查通信线路是否正确。

控制器是一种数据通信设备。

这意味着它在RXD线路（插头3）上发送，并且在TXD线路（插头2）上接收。

在大多数电脑上的RS-232接线柱与数据终端设备相连接，因此不需要任何特殊的跳接。

当使用一个以上控制器时，只可使用下行线路（RS-232输出）DB-25接线柱。

第1个控制器的下行线路（RS-232输出）接线柱连接到第2控制器的上行线路（RS-232输入）接线柱。

RS-232接口发送并接收7个数据位、偶数奇偶校验和2个停止位。

数据率可以介于每秒110至19200位之间。

当使用RS-232时，很重要的是确保在控制器与电脑内把参数26（RS-232速度）与33（X-on/X-off使能）设置为相同的数值。

参数12必须被设置为3，以便协调铣床与控制器的运动。

这样会防止在手柄轻推模式时，出现辅助轴的位置不匹配报警（355）。

如果把参数33设置为on，控制器使用X-on和X-off代码来控制接收的话，那么确保您的计算机能够处理这些数据。

它还可在发送X-off的同时结束CTS（5号插头），并且在发送X-on 时恢复CTS。

RTS线路（4号插头）可被控制器用来起动/停止传输，或者可使用X-on/X-off 代码。

DSR（数据准备好）线路（6号插头）可在控制器接通电源时被激活，而且不使用DTR （数据终端准备好）线路（来自电脑的20号插头）。

如果参数33为0，仍然可以使用CTS 线路以使输出同步。

当使用菊花链来连接一个以上HAAS控制器时，电脑发送的数据可以同时进入所有控制器。

那就是为什么要求一个轴选择代码（参数21）的原因。

把数据从控制器发送回电脑也是运行的要求，因为如果有一个以上盒子在进行传输的话，数据会发生混淆。

有鉴于此，每一个控制器的轴选择代码必须是独一无二的。

在一个远程指令代码中可以使用串行接口，或者只把串行接口作为一个上传/下载通路。

RS-232远程指令代码
对于要运行的远程指令代码来说，参数21必须是非零的，因为控制器要查找本参数所定义的一个轴选择代码。

控制器还必须处于RUN模式，以对本接口做出回应。

由于控制器是在RUN 模式下接通电源的，所以也有可能实现无人看管的远程操作。

可以用ASCII代码把指令发送到控制器，并且用回车来终止。

换行是可选的且可被忽略的。

由于某些指令而发生的反应也应当以ASCII代码表示，并且以回车和换行来终止。

除了一种指令以外的所有指令必须在前面加上轴选择代码（U,V,W,X,Y,Z），并且在下列清单中用一个x来替换。

只有B指令并不要求选择代码，因为它可用于同时激活所有轴。

通过RS-232来进行控制的ASCII代码是：
RS-232指令
xSnn.nn 规定步骤尺寸或者绝对位置
xFnn.nn规定以单位/秒计的给料速度
xGnn 规定G代码
xLnnn规定回路总数
xP规定伺服状态或者位置。

（本指令造成所强调的控制器在可能实施正常运行的情况下对伺服
位置作出回应，或者对伺服状态作出回应。

）
xB在X轴开始所编程的步骤。

B在所有轴上立刻开始所编程的步骤。

xH返回原位，或者用作原位调整。

xC把伺服位置归零，并且建立零点。

xO打开伺服。

xE关闭伺服，其中x是所选的轴。

RS-232反应
xP指令是目前唯一以数据作出回应的指令。

它将反馈单一的指令行，包括以下内容：xnnn.nnn（伺服在nnn.nnn位置处于静止状态）或者
xnnn.nnnR（伺服在经过nnn.nnn位置时处于运动状态）或者
xOn（伺服在原因n下关闭）或者
xLn （伺服在原因n下失去原位）
2.8 FANUC计算机数字控制器的远程操作
FANUC控制器安装要求
在把一台HAAS伺服控制器与FANUC受控铣床对接之前，必须满足几个要求。

以下是这些要求：
1．FANUC控制器配有惯例宏指令以及参数6001，数位1和4被设置为“1”。

2．在运行DPRNT程序的同时，FANUC控制器上必须提供一个串行端口以专门供HAAS伺服控制器使用。

3．单轴HAAS伺服控制器和分度器/旋转工作台。

注意：一个双轴控制器将不会用于本应用，因为RS-232通信端口正被用于内部通信。

4．RS-232屏蔽电缆为25’DB25M/DB25M（不要求假调制解调器），Radio Shack目录编号为RSU 10524 114（参见下面的引出线）
5．屏蔽的M代码继电器电缆（HAAS自动化公司部件编号为CNC）
DB25 引出线：1-1 2-2
3-3 4-4
5-5 6-6*
7-7 8-8*
20-20*
*在无刷控制器内未连接。