数控机床及应用第五章精讲.ppt

第５章 数控机床信号传递及连接 5．1 数控机床信号传递概述 5．2 可编程控制器及连接 5．3 变频器控制及连接 5．4 数控系统与各控制单元的连接 学习目标 本章小结 思考题与习题 学习目标 掌握数控机床各组成部分之间的信号传递及其联接 图5-1 典型开关量I/O模板的电路框图 STD—信号 IORQ*—I/O地址选通 WR*—写存储器或I/O IOEXP—I/O扩展 SYSRESET—系统复位 *表示低电平有效 图5-2 光电编码器与数控装置的连接 图5-3 PLC基本组成框图 图5-4 PLC在数控机床中的配置形式 图5-5 数控系统中PLC与CNC装置的连接 图5-6 内装型PLC的CNC系统 图5-8独立型PLC的CNC系统 图5-7 SINUMERIK 810数控系统的I/O模块 图5-9 T功能处理框图 图5-10 两种类型的变频器 a)交-交变频器 b)交-直-交变频器 图5-11 电压型变频调速系统原理框图 图5-12典型的电流型变频器控制系统框图 图5-13 PWM交-直-交变频器示意图 图5-14 与正弦波等效的SPWM波形 a)正弦波的正半波 b)等效的SPWM波形 图5-15 三相SPWM控制电路原理框图 图5-16 SPWM变频器主电路原理与电动机线电压波形 a)原理图 b) 线电压波形图 图5-17 数字控制的开环变频调速系统框图 图5-18 FANUC数控系统总体连接框图 图5-19 0i系列-机床操作面板的信号示意图 图5-20 主控制信号 图5-21 标准机床操作面板的外观前视图 图5-22 使用机床操作面板的后视图 图5-23 FANUC 直流主轴电动机驱动控制示意图 图5-24 三相桥式反并联逻辑无环流可逆调速系统主电路 a)主电路 b)主电路简图 图5-25 四象限运行 图5-26 6SC650系列交流主轴驱动装置原理图 图5-27 6SC650系列主轴 驱动系统组成 图5-28 主轴分段无级变速控制结构 图5-29 自动变速动作控制时序 图5-30 磁性传感器主轴准停装置 1—磁传感器 2—发磁体 3—主轴 4—支架 5—主轴箱 6、主轴驱动与CNC的信号连接 图5-31安川YASKAWA VS-626MT外部连线图 图5-32内部原理图 图5-33主轴伺服系统的连接 图5-34 S系列进给伺服系统的连接方法 5．1 数控机床信号传递概述 数控装置协调各种设备按要求工作，是数控机床能够正常运行的基础，数控机床的接口就是这种协调工作的重要保证，其主要是解决数控装置间信息交换或与数控装置外的信号交换过程，其实现的方法包括电气联接和软件的协调管理。数控机床信号传递主要是通过此接口来实现的。 1、信号的分类 2、接口的分类规范 3、数控机床的输入/输出接口 4、数控机床的输入输出信号 5、数控机床各单元的信号传递 1、信号的分类 从数控机床信号传递来看，主要有两类： 一类是单台机床内部各种部件之间的信号传递；控制机床坐标轴实时运动的相关信号，它由数控装置将控制信号传递给对应的驱动装置（伺服或变频），由驱动装置控制相应的电动机旋转；机床运行前后，数控装置对机床上各种开关信号的处理，包括主轴、冷却液启停等机床按钮和各行程开关信号等。 另一类是机床与机床之间或机床与数控装置之间的信号传递。主要是指数控系统之间通信，包括RS-232C通信和调制解调器等通信方式。 2、接口的分类规范 根据国际标准“ISO4336-1981（E）机床数字控制—数控装置和数控机床电气设备之间的接口规范”的规定，接口分为四种类型：如图2-7所示。 Ⅰ—与驱动命令有关的连接电路（动力驱动的联接）； Ⅱ—数控装置与测量系统和测量传感器间的连接电路； Ⅲ—电源及保护电路； Ⅳ—通/断信号和代码信号连接电路。 图2-7 数控装置、控制设备和机床之间的连接 3、数控机床的输入/输出接口 输入信号：对CNC装置来说，由机床向CNC传送的信号。 输出信号：由CNC向机床传送的信号 不同的输入/输出设备与CNC系统相联接，采用与其相应的I/O接口电路和接口芯片。 接口芯片一般分为专用芯片和通用芯片。前者专门用于特殊的输入/输出设备的接口，后者适用于多种设备的接口。 接口电路的主要任务是：（1）进行电平转换和功率放大 一般CNC系统的信号是TTL电平，而控制机床的电平则不一定是TTL电平，负载较大，因此要进行必要的信号电平转换和功率放大。（2）防止干扰信号引起误动作 在数控系