714铣床改造世纪星数控系统改造方案.doc

四坐标714铣床改造世纪星数控系统配置方案 一、系统简介 机床：四坐标铣床，X、Y、Z直线坐标轴+A旋转坐标轴（数控转台）； 控制柜结构：强电控制柜+吊挂箱； 主轴：变频器，液压换档，分高速、低速两档。 表1 铣床数控系统设计主要器件 序号 名称 规格 主要用途 备注 1 数控装置 HNC-21MC 控制系统 华中数控 2 软驱单元 HFD-2001 数据交换 华中数控 3 手持单元 HWL-1001 手摇控制 华中数控 4 控制变压器 AC380/220V 300W /110V 250W /24V 100W /24V 100W 伺服控制电源、开关电源供电 华中数控 热交换器及交流接触器电源 照明灯电源 HNC-21MC电源 5 伺服变压器 3相AC380/200V 7.5KW 为HSV-11型电源模块供电 华中数控 6 开关电源 AC220/DC24V 50W 开关量及中间继电器 明玮 7 开关电源 AC220/DC24V 100W 升降轴抱闸及电磁阀 明玮 8 伺服电源模块 HSV-11P 为伺服驱动器供强电 华中数控 9 伺服驱动器 HSV-11D075 X、Y、Z轴电机驱动装置 华中数控 10 伺服驱动器 HSV-11D050 A轴电机驱动装置 华中数控 11 主轴变频器 CIMR-G5A45P51A 5.5KW 主轴电机驱动装置 安川（用户自购） 14 主轴电机 4KW 矢量控制变频电机 河北（用户自购） 13 伺服电机 130STZ15-1 （15NM ） X、Y轴进给电机 华中数控 15 伺服电机 130STZ15-1-B（15NM 抱闸 ） Z轴进给电机 华中数控 16 伺服电机 130STZ6-1（6NM） A轴进给电机 华中数控 二、总体框图 三、输入输出开关量的定义 以下为典型铣床数控系统对输入输出开关量的定义，在本章的例子中，有些开关量虽然给出了定义但并未使用。 XS8插座中的I30—I39、O28—O31信号与XS11和XS21插座中各同名信号均为并联关系，留给手持单元使用，直接由XS8引出。 对输入I和输出O重新标号为X和Y，是为了与PLC状态显示相一致，在PLC编程中也更方便。X0.0、X0.1…X1.2与I00、I01…I10相对应。即X0代表PLC输入第0个字节，X1代表PLC输入第1个字节；X1.3代表PLC输入第1个字节的第三位，即输入开关量的I11 。 XS21（DB25/F）未用。 XS8（DB25/F头针座孔）手持单元接口： 引脚号 信号名 标号 定义 13 5V地 手摇脉冲发生器+5V电源地 25 +5V 手摇脉冲发生器+5V电源 12 HB 手摇脉冲发生器B相 24 HA 手摇脉冲发生器A相 11 O28 Y3.4 未定义； 23 O29 Y3.5 未定义； 10 O30 Y3.6 手持单元工作指示灯， 低电平有效； 22 O31 Y3.7 未定义 9 I32 X4.0 手持单元坐标选择输入X轴，常开点，闭合有效； 21 I33 X4.1 手持单元坐标选择输入Y轴，常开点，闭合有效； 8 I34 X4.2 手持单元坐标选择输入Z轴，常开点，闭合有效； 20 I35 X4.3 手持单元坐标选择输入A轴，常开点，闭合有效； 7 I36 X4.4 手持单元增量倍率输入X1， 常开点，闭合有效； 19 I37 X4.5 手持单元增量倍率输入X10， 常开点，闭合有效； 6 I38 X4.6 手持单元增量倍率输入X100，常开点，闭合有效； 18 I39 X4.7 手持单元使能输入，常开点，闭合有效； 5 空 17 ESTOP3 ES3 手持单元急停按钮串接到急停回路的端子 4 ESTOP2 ES2 手持单元急停按钮串接到急停回路的端子 3,16 +24V 24V 为手持单元的输入输出开关量供电的DC24V电源 1,2,14,15 24V地 24G 为手持单元的输入输出开关量供电的DC24V电源地 l XS10（DB25/F头针座孔）输入接口（I0～I19）： 引脚号 信号名 标号 信号定义 13 I0 X0.0 X轴正向超程限位开关，常开点，闭合有效； 25 I1 X0.1 X轴负向超程限位开关，常开点，闭合有效； 12 I2 X0.2 Y轴正向超程限位开关，常开点，闭合有效； 24 I3 X0.3 Y轴负向超程限位开关，常开点，闭合有效； 11 I4 X0.4 Z轴正向超程限位开关，常开点，闭合有效； 23 I5 X0.5 Z轴负向超程限位开关，常开点，闭合有效； 10 I6 X0.6 A轴正向超程限位开关，常开点，闭合有效； 22 I7 X0.7 A轴负向超程限位开关，常开点，闭合有效； 9 I8 X1.0 X轴回参考点开关，常开点，闭合有效； 21 I9 X1.1 Y轴回参考点开关，常开点，闭合有效； 8 I10 X1.2 Z轴回参考点开关，常开点，闭合有效； 20 I11 X1.3 A轴回参考点开关，常开点，闭合有效； 7 I12 X1.4 冷却系统报警，常闭点，断开有效；（未用） 19 I13 X1.5 润滑系统报警，常闭点，断开有效； 6 I14 X1.6 压力系统报警，常闭点，断开有效； 18 I15 X1.7 未定义； 5 I16 X2.0 主轴一档（低速）到位，常闭点，断开有效； 17 I17 X2.1 主轴二档（高速）到位，常开点，闭合有效； 4 I18 X2.2 未定义； 16 I19 X2.3 未定义； 3 空 1,2,14,15 24V地 外部直流24V电源地 l XS11（DB25/F头针座孔）输入接口（I20～I39）： 引脚号 信号名 标号 信号定义 13 I20 X2.4 外部运行允许，常开点，闭合有效； 25 I21 X2.5 伺服电源准备好，常开点，闭合有效； 12 I22 X2.6 伺服驱动模块OK，常开点，闭合有效； 24 I23 X2.7 电柜空气开关OK，常开点，闭合有效； 11 I24 X3.0 主轴报警，常闭点，断开有效； 23 I25 X3.1 主轴速度到达，常开点，闭合有效； 10 I26 X3.2 主轴零速，常开点，闭合有效； 22 I27 X3.3 主轴定向完成，常开点，闭合有效；（未用） 9 I28 X3.4 未定义； 21 I29 X3.5 未定义； 8 I30 X3.6 未定义； 20 I31 X3.7 未定义； 4-7、 16-19 I32-I39 X4.0- X4.7 与XS8并联，用于手持单元的坐标选择输入、增量倍率输入、使能按钮输入； 3 空 1,2,14,15 24V地 外部直流24V电源地 l XS20（DB25/F头孔座针）O0～O15： 引脚号 信号名 标号 信号定义 13 O00 Y0.0 运行允许， 低电平有效； 25 O01 Y0.1 系统复位， 低电平有效； 12 O02 Y0.2 伺服允许， 低电平有效； 24 O03 Y0.3 SV_CWL（伺服减电流）， 低电平有效； 11 O04 Y0.4 升降轴抱闸， 低电平有效； 23 O05 Y0.5 冷却开，低电平有效； 10 O06 Y0.6 刀具松， 低电平有效； 22 O07 Y0.7 未定义； 9 O08 Y1.0 主轴正转（主轴使能），低电平有效； 21 O09 Y1.1 主轴反转（主轴使能）， 低电平有效； 8 O10 Y1.2 主轴制动， 低电平有效；（未用） 20 O11 Y1.3 主轴定向， 低电平有效；（未用） 7 O12 Y1.4 主轴一档（低速），低电平有效； 19 O13 Y1.5 主轴二档（高速）， 低电平有效；（未用） 6 O14 Y1.6 未定义；（主轴三档备用， 低电平有效。） 18 O15 Y1.7 未定义；（主轴四档备用， 低电平有效。） 5 空 17 ESTOP3 急停回路驱动KA继电器控制动力电源的输出端子 4 ESTOP1 急停回路与超程回路的串联的接入端子 16 OTBS2 超程限位开关的接入端子 3 OTPS1 超程限位开关的接入端子 1,2,1415 24V地 外部直流24V电源地 四、电气原理图简介 下面以示意图的形式，给出电气原理图的主要部分。对于线号，仅给出了在不同的页面均出现的线缆的线号。 1 电源部分 在本设计中，照明灯的AC24V电源和HNC-21的AC24V电源是各自独立的；工作电流较大的电磁阀用DC24V电源与输出开关量（如继电器、伺服控制信号等）用的DC24V电源也是各自独立的，且中间用一个低通滤波器隔离开来。 总电源进线、变压器输入端等处的抗干扰磁环和高压瓷片电容未在图中表示出来。 图2中QF0～QF4为三相空气开关；QF5～QF11为单相空气开关；KM1～KM4为三相交流接触器；RC1～RC3为三相阻容吸收器（灭弧器）；RC4～RC7为单相阻容吸收器（灭弧器）；KA1～KA10为直流24V 继电器；V1、V2、V3、VZ为续流二极管；YV1、YV2、YV3、YVZ为电磁阀和Z轴电机抱闸。 表示该部分信号在其他原理图中需要使用。 2 继电器与输入输出开关量 继电器主要是由输出开关量控制的，输入开关量主要是指进给装置、主轴装置、机床电气等部分的状态信息与报警信息。 图中KA1～KA10为中间继电器； SQX-1、SQX-3分别为X轴的正、负超程限位开关的常闭触点； SQY-1、SQY-3分别为Y轴的正、负超程限位开关的常闭触点； SQZ-1、SQZ-3分别为Z轴的正、负超程限位开关的常闭触点； 440为来自伺服电源模块与伺服驱动模块的故障连锁； 100为图2中DC24V 50W开关电源的地； 图中100，为图2中DC24V 50W开关电源的地； 手持单元的部件标识为31，并由PMC系统参数中按其部件号来引用该设备。（参数设置见第三章） 3主轴单元接线图 4伺服驱动器接线图 用HSV-11型伺服驱动器驱动1FT6系列伺服电机时要特别注意： 伺服电机电源线V、W应该与图7所示的接法交换。 各电缆线的连接见图8。 五、配置与报价 1、基本配置 序号 订货号 功 能 数量 单价 总价（元） 1 HNC-21MC-08-F08 世纪星铣削数控装置(串行接口) 包括： 1. 工业控制机： l 7.5’ 液晶彩色显示器； l 配置486 CPU； l 8MB RAM； l 8MB电子盘； l 三组薄膜键盘； 2.华中世纪星铣床数控系统软件(三轴联动X、Y、Z)； 3．HSV-11型伺服控制模块(3轴)； 4．主轴控制模块(0-10V输出)； 5．内置PLC输入控制模块(40通道、光电隔离)； 6．内置PLC输出控制模块(32通道、光电隔离)； 7．标准工程面板：控制按扭、急停按扭、进给修调开关、状态指示灯等（用户可省去自制的操作面板） 1 17000 17000 2 HIO-3101 输入转接端子 2 600 1200 3 HIO-3201 输出转接端子 1 600 600 4 HNT-0021-4001 铣削数控系统使用说明书（中文） 1 50 50 5 HNT-0021-4002 铣削数控系统编程说明书（中文） 1 50 50 6 HCB-0021-3008-005 世纪星开关量输入电缆，5m 2 100+L*30 500 7 HCB-0021-3009-005 世纪星开关量输出电缆, 5m 1 100+L*30 250 8 HCB-0021-3007-005 世纪星-HSV11通讯电缆, 5m 3 50+L*20 450 9 HCB-9011-3002-003 HSV-11 –STZ 电机码盘电缆, 3m 1 200+L*50 350 10 HCB-9011-3002-005 HSV-11 –STZ 电机码盘电缆, 5m 1 200+L*50 450 11 HCB-9011-3002-007 HSV-11 –STZ 电机码盘电缆, 7m 1 200+L*50 550 12 HSV-11P 075 伺服电源模块 1 2500 2500 13 HSV-11D 075A 伺服驱动模块A型 3 6700 20100 14 130 STZ 15-1 伺服电机 1500转/分、15NM 2 4420 8840 15 130 STZ 15-1-B 伺服电机 1500转/分,15NM，抱闸 1 5200 5200 合计 58090 2、选件 1. HWL-1001 手持操作盒 1 2900 2900 2. HFD-1101 软驱单元 1 900 900 3. HNT-0021-2004 第4轴联动功能 1 5000 5000 4. HSV-11D 050A 伺服驱动模块A型 1 5500 5500 5. 110 STZ 6-1 伺服电机 2000转/分、6NM 1 3125 3125 6. HCB-0021-3007-005 世纪星-HSV11通讯电缆, 5m 1 50+L*20 150 7. HCB-9011-3002-005 HSV-11 –STZ 电机码盘电缆, 5m 1 200+L*50 450 合计 18025 3、电器控制柜 序号 订货号 功 能 数量 单价 总价（元） 1 35ARI 热交换器 1 1700 1700 2 AC380V-170V6KVA 伺服变压器 1 2300 2300 3 AC380V/220V/110V/24V/1070W 变压器 1 600 600 4 电器控制吊挂、机柜 1 3500 3500 5 S-50-24 开关电源 1 120 120 6 S-100-24 开关电源 1 160 160 7 空开、接触器、继点器、灭弧器、插接件、接线端子排、轴流风机、导线、电缆、标牌、卡轨、线槽、管接头等辅料。 1套 4000 4000 8 电柜装配 1 3000 3000 9 合计 15380 武汉华中数控股份有限公司 2001/11/20