本厂最新研制的“运动控制器”采用高性能32位CPU，驱动装置采用细分步进电机或交流伺服电机，配备液晶显示器，全封闭触摸式操作键盘。该系统具有可靠性高，精度高，噪音小，中文操作界面，简单方便等特点。本控制器可控制3个电机同时运动，可实现点位、直线插补的操作。具有循环、跳转等功能。简单、清晰的参数给您的操作带来方便和快捷。输入/输出的设置功能可方便您的使用和维修。2.1主要功能参数设置：可设置与加工、操作有关的各个控制参数，使加工效果达到最佳状态。手动操作：可实现高、低速手动、点动、回程序零、回机械零等操作。程序管理：可对当前加工程序进行修改、保存。自动加工：可实现单段/连续、空运行、暂停等功能。2.2系统组成数控系统主要由以下几部分组成：高性能、高速度32位液晶显示器(分辨率:192×64)专用运动控制芯片(信号输出为:5VTTL)输入/输出(10路光电隔离24V输入,10路光电隔离24V输出)用户加工程序存储器(可存储48个程序)最大程序行数450行薄膜按键阵列(28键)2.3技术指标最小数据单位0.001mm最大数据尺寸±9999.999mm快速点位运动限速8000mm/min(脉冲当量为0.001毫米时)最高加工速度限速8000mm/min(脉冲当量为0.001毫米时)最高脉冲输出频率150KHz控制轴数3轴(X,Y,Z)联动轴数直线3轴(X,Y,Z)，圆弧2轴(X,Y)电子齿轮分子(n):1-65535,分母(m):1-65535系统主要功能自动、手动、程序编辑、系统参数、自检、设置等2.4外观及面板控制器外观：外形尺寸：长172，宽94，厚30。嵌入孔尺寸：长162，宽84，前面板厚4电源线：红色=+5V，黑色=0V地；绿色=+24V，白色=0V地；两组电源不共地！3.操作说明3.1开机画面数控系统通电后出现如下画面：HSM9003B-06数控系统等待几秒钟后或按下任意键进入如下主画面：自动执行X0000.000Y0000.000手动操作N000程序管理C0000.000程序结束参数设置T0000F000100%此时可通过左侧的F功能键选择相应的功能进行各种操作。3.2手动在主画面下按F2键进入手动操作状态：手动高速:手动高低速切换，正显时以低速(Fl)运动，反显时以高速(Fh)运动。点动操作:进入点动状态，以设定值为步长，按一次运动一次。回程序零:返回坐标零点回机械零:返回机械零点手动方向键：X+:→，X-:←，Y+:↑，Y-:↓速度倍率键：倍率增加:PgUp，倍率减小:PgDn3.3自动在主画面下按F1键进入自动加工状态：空运行:正显时为正常加工，反显时为空运行。单段执行:正显时为连续运行，反显时为单段运行。循环启动：用于开始执行程序或暂停、段停后的继续执行。运动暂停：用于暂停程序的的执行。3.4程序管理在主画面下按F3键进入程序管理菜单：程序编辑:进入程序输入与修改状态。程序读入:读入系统中保存的加工程序。程序保存:将当前加工程序保存。程序另存:将当前程序以新的文件名(不能与已有的程序名重名，否则将覆盖原来和程序)。新建程序:将当前程序区清除。程序删除:通过“回车”键删除光标所在的程序文件。文件接收:接收由上位机发送的程序文件文件发送:由本控制器向上位机发送程序文件菜单切换由“F”键实现，F1、F2、F3、F4对应显示文字“行”的功能提示。例如：文字闪动提示，按F1为：加一；按F2为：减一。“加一”、“减一”就是顺序前进、后退调取选择不同指令进行编辑。3.4.1屏幕显示说明第一行从左至右分别为：n:当前行号(0-999)；程序结束:指令名字段,控制指令共有十二个控制指令(详见第四章)；L:本行标号,只有当某跳转将跳到本行时，需选定一个标号，取值1-99，0为无标号；Pn:当前程序的名称。第二、三、四行将显示的内容为(不同的指令指示不同的数据输入)：X,Y:运动指令时的坐标或增量值。T:延时(以0.1秒为单位)F:运动速度指定,对“直线插补”、“圆弧插补”有效；P:输入/输出口的指定，输入取值1-10，输出取值1-10；N:跳转指令时目的标号的指定，即需跳到的位置标号，取值1-99S:输入/输出时的状态，取值０或１3.4.2编辑状态下操作按键说明←:向前移动光标,当移到本字段的最高位时,再按则不起作用,自动跳过小数点→:向后移动光标,当移到本字段的最低位时,再按则不起作用,自动跳过小数点↑:向前移动字段,光标在指令字段时,再按则进入前一程序段↓:向后移动字段,光标在最后一个字段时,再按则进入后一程序段F1:当光标处于数字输入位置时,数字加一,加过9时自动进位；当光标处于符号位时，则“-”和空交替，当光标处于指令字段，循环向前选择不同的指令。F2:当光标处于数字输入位置时,数字减一,减到0时自动借位；当光标处于符号位时，则“-”和空交替，当光标处于指令字段，循环向后选择不同的指令。F3:在当前程序行位置插入一个结束行(End)F4:将当前程序行删除PgUp:向前翻一个程序行PgDn:向后翻一个程序行3.4.4程序的读入进入此功能后，屏幕显示48个用户程序名，可通过上、下、左、右光标键选择程序名，选择正确后按“回车”键，则读入该程序的内容。注：显示“----”时为无程序3.4.5程序的删除进入此功能后，屏幕显示48个用户程序名，可通过上、下、左、右光标键选择程序名，选择正确后按“回车”键，则该程序被删除。注：显示“----”时为无程序3.4.6程序管理的说明如果修改有误，可用Load重新读入程序而放弃修改。如果需保存当前的修改，用Save功能(存储时间较长，请耐心等待)。如果进行进行另存，可用不同的文件名，注意与已有文件名重名时则覆盖原程序文件。3.5参数设置在主画面下按F4键进入设置菜单，进行参数设置系统参数:进入系统参数设置功能。系统自检:进入系统自检功能。I/O设置:进入I/O设置功能。3.5.1系统参数选“系统参数”进入系统参数菜单：选项:与控制有关的选项选择系统:与控制有关的系统参数厂值:恢复出厂值，误用此功能，可以不保存，关电后重新上电。保存:保存当前参数的参数1．选顶X正限:X正向限位禁止或有效。X负限:X负向限位禁止或有效。Y正限:Y正向限位禁止或有效。Y负限:Y负向限位禁止或有效。Z正限:Y正向限位禁止或有效。Z负限:Y负向限位禁止或有效。报警:报警信号1禁止或有效。急停:急停输入禁止或有效。X零点:X机械零开关常开或常闭。Y零点:Y机械零开关常开或常闭。外启动:外部启动钮禁止或有效。外暂停:外部暂停钮禁止或有效。速度升:外部升速钮禁止或有效。速度降:外部降速钮禁止或有效。用上、下光标键选择待更改的选项，光标随之移动。用回车键切换两个状态。参数的状态将影响某些功能的执行，一定要和实际相对应。限位、报警、急停均为常闭开关。机械零点开关可选择常开或常闭。外操作键(启动、暂停、升速、降速)均为常开。2．系统参数X分子:X电子齿轮分子(取值范围1-65535)X分母:X电子齿轮分母(取值范围1-65535)Y分子:Y电子齿轮分子(取值范围1-65535)Y分母:Y电子齿轮分母(取值范围1-65535)Z分子:Z电子齿轮分子(取值范围1-65535)Z分母:Y电子齿轮分母(取值范围1-65535)起速:电机启动速度(单位:毫米/分)最高:电机最高速度(单位:毫米/分)时间:电机升速时间(单位:毫秒)点位:最高加工速度(单位:毫米/分)高速:手动高速时的速度(单位:毫米/分)低速:手动低速时的速度(单位:毫米/分)零速:回零返回速度(单位:毫米/分)增量:点动增量值X间隙:X轴反向间隙值Y间隙:Y轴反向间隙值Z间隙:Z轴反向间隙值X显比:X轴显示比例值Y显比:Y轴显示比例值Z显比:Z轴显示比例值电子齿轮的设定：分子、分母分别表示X、Y轴的电子齿轮的分子、分母。此数值的取值范围为1-65535电子齿轮分子，分母的确定方法：电机单向转动一周所需的脉冲数(n)电机单向转动一周所移动的距离(以微米为单位)(m)将其化简为最简分数，并使分子和分母均为1-65535的整数。当有无穷小数时(如：π)，可分子、分母同乘以相同数(用计算器多次试乘并记住所乘的总值，确定后重新计算以消除计算误差)，以使分子或分母略掉的小数影响最小。但分子和分母均应为1-65535的整数。例1:丝杠传动：步进电机驱动器细分为一转5000步，或伺服驱动器每转5000脉冲，丝杠导程为6毫米，减速比为1:1，即1.0500056×1000×1.06即:分子为5，分母为6。例2:齿轮齿条：步进电机驱动器细分为一转6000步，或伺服驱动器每转6000脉冲，齿轮齿数20，模数2。则齿轮转一周齿条运动20×2×π。6000110710720×2×3.14159265358979×100020.9439512241.002762241即：分子为107，分母为2241，误差为2241毫米内差3微米(注意:π应足够精确)。使用电子齿轮时的注意事项：1．如果使用交流伺服，尽量将控制器的电子齿轮设置为1，而改变伺服驱动器的电子齿轮设置。2．电子齿轮比(分子与分母的比)应尽量≤1，当电子齿轮比为1时最高速度可达9米/分，当电子齿轮比为2时最高速度可达4.5米/分，当电子齿轮为0.5时最高速度为18米/分。此为系统的理论速度，且受机械、电机功率、电机速度等因素的影响。3．电子齿轮的分子、分母均不能为零、负数或小数。4．电子齿轮可对丝杠、齿条的线性误差进行线性的补偿。5．系统的电子齿轮可与步进驱动器的细分数、伺服电机的电子齿轮结合在一起修改。从而保证电子齿轮的比不超过1。总之，系统以设定的最高速运行时，其输出的最高频率应<150KHz。否则将出现不准确的现象。6．当使用步进电机，且电子齿轮比为1:1时，系统运动过程中的振动、噪音将降低，否则有可能出现一定的振动或噪音电子齿轮比的倒数为脉冲当量——即系统发出一个脉,机械实际运动的距离(单位为微米)。升降速曲线的设定：启动速度(起速)：电机启动的起始速度(单位:毫米/分,最小60)；极限速度(最高)：电机需达到的最高速度(单位:毫米/分,最大9000)；升速时间(时间)：启动速度到极限速度所需时间(单位:ms,最大1000)；说明：启动速度、极限速度、升速时间与升降速曲线有关，本系统根据上述的三个参数，自动计算产生一条S形曲线。实际升降速曲线的参数设置与所用电机种类及厂家、电机的最高转速、电机的启动频率、机械传动的传动比、机械的重量、机械的惯量、反向间隙的大小、机械传动阻力、电机轴与丝杠轴的同轴度、传动过程中的功率损失、驱动器的输出功率、驱动器的状态设置等有关，注意设置要合理，否则将出现以下现象:丢步：启动速度过高/升速时间过短/极限速度过高堵转：启动速度过高/升速时间过短/极限速度过高振动：启动速度过高/升速时间过短缓慢：启动速度过低/升速时间过长当使用步进电机时，升降速曲线应以不堵转、不丢步为基准，通过改变启动速度、极限速度、升速时间，使运动过程达到理想状态(极限速度较高、升速时间较短)，但应预留一定的安全量，以免由于长期使用而引起的机械阻力增加、电机扭矩下降、偶然阻力等原因而造成堵转、丢步等现象。当使用伺服电机时，升降速速曲线应以高效、无过冲为基准，通过改变启动速度、极限速度、升速时间，使用运动过程达到理想状态。最高速度的确定：当使用步进电机时，最高速度应≤极限速度，如果最大实际加工速度远远小于极限速度，可将此值设为最高速度。当使用伺服电机时，最高速度应<极限速度，即极限速度减去3%左右。手动高速、低速的确定手动高速、低速是手动高速度的两个基本速度。当使用步进电机时，手动高速应≤极限速度。当使用伺服电机时，最高速度应<极限速度，即极限速度减去3%左右。手动低速一般用于对刀，定位时使用，可根据需要自行确定。反向间隙运动换向时，由于丝杠间隙、传动链间隙、接触刚性、弹性变性等原因，而出现反向间隙(反向时的前一段无实际运动)。一般应实测后确定。本系统采用渐补法，即运动过程中无停顿(单独走反向间隙)现象。空载和大负载下的反向间隙有区别。反向间隙值不能为负值。由于切削力的原因(切削力大于工作台的磨擦力时)，加入间隙补偿可能会加大加工误差，最理想的处理方法是：通过机械方法消除反向间隙，提高机械刚度。3.恢复厂值选择此功能后，系统参数恢复出厂时的设置，如果误操作了此功能，则可使系统重新上电，参数仍为原设置的参数。4.保存参数当确定需长期保存对参数所作的修改时，选择此功能后将保存修改后的参数，不参恢复。注：在更改参数前应记忆下所有的参数值，以备误操作时的恢复。3.5.2系统自检当系统出现故障时，可利用此功能进行必要的测试。进入此功能后自动进入输入口状态的测试。输入口测试1．输入测试数字序号01-10分别对应于输入口1-10，当对应输入口信号线与24V地短接时，对应的指示灯变为●，否则为○。通过此操作可以测试输入信号是否正常。为提高输入信号的可靠性，系统具有干扰过滤功能，信号需保持2毫秒以上。当没有变化时，可能为如下情况：24V电源工作不正常该输入信号线联接不正常该路输入信号电路出现故障2．设入测试当对应输入口信号线与24V地短接时，对应的指示灯变为●，否则为○。通过此操作可以测试对应输入信号是否正常。当没有变化时，可能为如下情况：设置输入点有误(见设置功能)该输入信号不正常(见输入口测试)3．输出测试数字序号01-10分别对应于输出口1-10。通过上、下标键改变所选择的输出点，光标随之移动。按回车键，对应指示灯由○变为●，或由●变为○。同时对应的输出将由断开变为闭合，或由闭合变为断开。当没有变化时，可能为如下情况：24V电源工作不正常该输出信号线联接不正常对应继电器不能正常动作该路输出信号电路出现故障4．设出测试通过上、下标键改变所选择的输出点，光标随之移动。按回车键，对应指示灯由○变为●，或由●变为○。同时对应的输出将由断开变为闭合，或由闭合变为断开。当没有变化时，可能为如下情况：设置输出点有误(见设置功能)该输出信号不正常(见输出口测试)3.6I/O设置为避免误操作，无关人员不得修改此参数。3.6.1输入设置设置对应输入功能所使用的输入口号。通过上、下光标键移动光标，光标随之移动。键入对应输入功能的输入口号，取值范围为1-10。当输入值为0时，关闭此输入功能。当输入口有硬件故障时，可选择未用的输入口实现此输入功能，而避开此出现故障的输入口。注：不能对不同的输入功能选择同一输入口数值不能为负或大于103.6.2输出设置设置对应输出功能所使用的输出口号。通过上、下光标键移动光标，光标随之移动。键入对应输出功能的输出口号，取值范围为1-10。当输入值为0时，关闭此输出功能。当输出口有硬件故障时，可选择未用的输出口实现此输出功能，而避开此出现故障的输出口。注：不能对不同的输出功能选择同一输出口数值不能为负或大于104.系统指令及编程4.1编程概念/符号说明4.1.1相关概念1.进给功能：用指定的速度使刀具运动切削工件称为进给，进给速度用数值指定。例：让刀具以150毫米/分的速度切削，指令为：F150。此值为模态，后续有效。2.程序和指令：数控加工每一步动作，都是按规定程序进行的，每一个加工程序段由若干个程序字组成，每个程序字必须由字母开头，后跟具体参数值(无空格)。3.反向间隙：指某一轴改变方向时所引起的空程误差。其大小与丝杠螺母间隙、传动链的间隙、机床的刚性等有关。使用时应设法从机械上消除此间隙，否则既使设置了此参数，在某些条件下，还会造成加工不理想。4.速度倍率：对当前设定的F速度进行改变，即乘以速度倍率。一般在调试过程中试验最佳的加工速度，试验完成后应将相应的F速度改为实际的最佳速度，即正常加工时，速度倍率处于100%位置。5.行号和标号：标号和行号(自动产生的)不同，当跳转或循环时，需给定跳转到的目的标号(非行号)，相应的入口处应给定标号，且与跳转指令后的目的标号相同。行号是自动产生的序列号，标号是特指的程序行，且只有跳转入口处需指定标号，非入口程序段不需指定标号(00)。标号的取值范围1-99。不同的程序行的标号不能相同(00除外)。4.1.2程序字及约定XX轴增量/绝对坐标YY轴增量/绝对坐标ZZ轴增量/绝对坐标T循环次数或延迟时间L给出当前程序行的标号(每个跳转入口处都需给定，当为0时为无标号)F指定进给速度P输入/输出口指定S输入/输出状态指定N给定跳转到的目的标号4.2指令为便于使用，本控制器采用汉字命令选择方式，通过加一(F1)键、减一(F2)键循环选择操作指令。为避免程序字符号的输入，各指令采用固定程序格式，提示输入相应的程序数据。对于不输入的数据可不修改(使用默认数据)。本系统最大程序行数450行。4.2.1程序结束结束程序的执行。当出现不识别的指令亦当作“程序结束”指令。参数：无4.2.2绝对运动本指令可实现快速直线插补到指定位置。当有位移时，系统以最高速度×速度倍率从当前点运动到所给的绝对坐标位置。此运动受速度倍率的影响，但与当前F速度无关。参数：X(X向绝对坐标)，Y(Y向绝对坐标)，Z(Z向绝对坐标)，F(可为后续的指令指定速度，亦可为0)4.2.3增量运动本指令可实现快速直线插补到指定位置。当有位移时，系统以最高速度×速度倍率从当前点运动所给的增量值。此运动受速度倍率的影响，但与当前F速度无关。参数：X(X向运动增量)，Y(Y向运动增量)，Z（Z向运动增量），F(可为后续的指令指定速度，亦可为0)4.2.4直线插补沿直线以F速度×速度倍率运动给定的缯量值。此运动受速度倍率的影响，且与当前F速度有关。参数：X(X向运动增量)，Y(Y向运动增量)，Z（Z向运动增量），F(运动速度)4.2.5顺圆插补沿顺圆方向以F速度×速度倍率运动给定的缯量值。只有X、Y轴实现圆弧插补。此运动受速度倍率的影响，且与当前F速度有关。参数：X(X向运动增量)，Y(Y向运动增量)，I(X相对于圆心的增量)，J(Y相对于圆心的增量)，F(运动速度)示例：左图：LineX20.000Y0SarcX20.000Y-20.000I20.000J0右图：LineX20.000Y0SarcX12.000Y-36.000I12.000J-16.0004.2.6逆圆插补沿逆圆方向以F速度×速度倍率运动给定的缯量值。只有X、Y轴实现圆弧插补。此运动受速度倍率的影响，且与当前F速度有关。参数：X(X向运动增量)，Y(Y向运动增量)，I(X相对于圆心的增量)，J(Y相对于圆心的增量)，F(运动速度)，示例左图：LineX20.000Y0NarcX20.000Y20.000I20.000J0右图：LineX20.000Y0NarcX12.000Y36.000I12.000J16.0004.2.7延时等待延时相应时间。时间单位0.1秒。参数：T(延时的时间×10))