主轴启停控制由PLC 承担,标准铣床PLC 程序和标准车床PLC 程序中关于主轴启停控制的信号如表1。
表1 与主轴启停有关的输入/输出开关量信号
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>信号说明
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>标号(X/Y地址)
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>所在接口
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>信号名
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>脚号
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>铣
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>车
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>输入开关量
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>主轴速度到达
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X3.1
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X3.1
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>XS11
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>I25
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>23
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>主轴零速
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X3.2
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>I26
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>10
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>输出开关量
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>主轴正转
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y1.0
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y1.0
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>XS20
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>O08
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>9
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>主轴反转
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y1.1
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y1.1
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>O09
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>21
部分主轴控制器有速度到达和零速信号,由此可使用主轴速度到达和主轴零速输入,实现PLC 对主轴运转状态的监控。
2.主轴速度控制 华中HNC-21通过XS9主轴接口中的模拟量输出可控制主轴转速,当主轴模拟量的输出范围为-10V~+10V,用于双极性速度指令输入主轴驱动单元或变频器,这时采用使能信号控制主轴的启、停。当主轴模拟量的输出范围为0~+10V,用于单极性速度指令输入的主轴驱动单元或变频器,这时采用主轴正转、主轴反转信号控制主轴的正、反转。模拟电压的值由用户PLC 程序送到相应接口的数字量决定。 3.主轴定向控制与主轴定向有关的输入/输出开关量信号见表2。实现主轴定向控制的方案及控制方式见表3。
表2 与主轴定向有关的输入/输出开关量信号
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>信号说明
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>标号(X/Y地址)
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>所在接口
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>信号名
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>脚号
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>铣
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>输入开关量
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>主轴定向完成
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X3.3
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>XS11
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>I27
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>27
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>输出开关量
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>主轴定向
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y1.3
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>XS20
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>O11
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>20
表3 主轴定向控制的方案及控制方式
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>序号
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>控制的方案
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>控制方式及说明
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>1
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>用带主轴定向功能的主轴驱动单元
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 9pt; TEXT-ALIGN: left" align=left>标准铣床PLC 程序中定义了相关的输入/输出的信号。由PLC 发生主轴定向命令,即Y1.3 接通主轴单元完成定向后送回主轴定向完成信号X3.3
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>2
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>用伺服主轴即主轴工作在位控方式下
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 9pt; TEXT-ALIGN: left" align=left>主轴作为一个伺服轴控制,可在需要时可由用户PLC程序控制定向到任意角度
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>3
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>用机械方式实现
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 9pt; TEXT-ALIGN: left" align=left>根据所采用的具体方式,用户可自行定义有关的PLC输入/输出点,并编制相应PLC 程序
通过主轴接口XS9可外接主轴编码器,用于螺纹切割、攻丝等,华中HNC-21数控装置可接入两种输出类型的编码器,即差分TTL方波或单极性TTL方波。一般使用差分编码器,确保长的传输距离的可靠性及提高抗干扰能力。华中HNC-21数控装置与主轴编码器的接线图如图1所示。
图1 数控装置与主轴变频器的接线图
(若没有主轴编码器则虚线框中的内容没有)
用无调速装置的交流异步电机作为主轴电机时,只需利用数控装置输出开关量控制中间继电器和接触器,便可控制主轴电机的正转、反转、停止,如图2所示。图2中KA3、KM3 控制电机正转,KA4、KM4 控制电机反转。
图2 数控装置与普通三相异步主轴电机的连接nextpage
华中HNC-21数控装置与普通三相异步主轴电机的连接,可配合主轴机械换档实现有级调速,还可外接主轴编码器实现螺纹车削加工或刚性攻丝。
(2)与交流变频主轴连接 采用交流变频器控制交流变频电机,可在一定范围内实现主轴的无级变速,这时需利用数控装置的主轴控制接口(XS9)中的模拟量电压输出信号,作为变频器的速度给定,采用开关量输出信号(XS20、XS21)控制主轴启、停(或正、反转)。华中HNC-21数控装置与主轴变频器的接线图如图3-13所示。 采用交流变频主轴时,由于低速特性不很理想,一般需配合机械换档以兼顾低速特性和调速范围。需要车削螺纹或攻丝时,可外接主轴编码器。 (3)与伺服驱动主轴连接采用伺服驱动主轴可获得较宽的调速范围和良好的低速特性,还可实现主轴定向控制。可利用数控装置上的主轴控制接口(XS9)中的模拟量输出信号(模拟电压),作为主轴单元的速度给定;利用PLC 输出控制启、停(或正、反转)及定向。华中HNC-21数控装置与主轴伺服的接线图如图3所示。
图3 数控装置与主轴伺服的接线图
需车削螺纹或攻丝时,可利用主轴伺服本身反馈给数控装置接口XS9的主轴位置信息,如图4所示;也可外接主轴编码器,如图5所示。
图4 数控装置与主轴伺服的接线图——位置反馈来自主轴伺服
图5 数控装置与主轴伺服的接线图——位置反馈来自外部编码器