机电一体化系统综合实训总结报告.doc

机电一体化系统综合实训

一、课程性质、目和任务
《机电一体化系统综合实训》是数控技术专业（专科）重要综合实践课之一。本课程4学分，课内学时为72。
本实训环节是在课程实验基本上，以机电一体化系统硬件连接、控制原理、控制软件编制、安装调试与操作综合实训。
通过本环节实训，可以使学生对机电一体化系统基本构成，控制方式、控制对象基本特性及工作机理，有更进一步全面地理解，并可以综合运用所学基本知识与技能，完毕对典型机电一体化系统组装、连接、调试，实现其基本控制功能。从而培养学生独立分析问题和解决问题能力及工程实践能力。
二、基本规定
　　通过本课程教学，要达到如下基本规定。
1、理解控制对象基本工作原理，及运动与动作特性；
2、可以依照控制规定，对的地选取控制系统，并掌握其重要技术性能指标；
3、掌握系统硬件连接、安装、调试基本办法，并能进行对的操作与维护；
4、掌握典型控制程序编制办法，实现基本控制功能。
一 实训目
1、熟悉HED—21S数控系统综合实验台各个构成部件接口。
2、读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间连接。
3、理解数控系统调试运营办法。
二 实训设备、环境、用品、材料
数HED—21S控系统综合实验台
万用表
工具
三 实训内容（环节、办法及数据）

综合技术应用

涉及数控装置，由变频器和三相异步电机构成主轴驱动系统，由交流伺服单元和交流伺服电机构成进给伺服驱动系统，由步进电机构成进给伺服驱动系统等数控系统，可实现主轴驱动系统速度控制，进给伺服驱动系统开环、半闭环、闭环控制。
1．电源某些

图1 电源某些接线图

2．继电器与输入/输出开关量

图2 继电器某些接线图

图3 继电板某些接口

图4 输入开关量接线图

图5 输出开关量接线图
3．数控装置与手摇单元和光栅尺

图6 手摇单元接线图

图7 数控装置与光栅尺连接
4．数控装置与主轴连接

图8 数控装置与主轴连接

5．数控装置与步进驱动单元连接

图9 数控装置与步进驱动单元连接
6．数控装置与交流伺服单元连接

图10 数控系统与交流伺服单元连接

7．数控系统刀架连接

1.数控系统连接
（1）电源回路连接
按前图接线，并用万用表检查电源电压和变压器输出端电压。
（2）数控系统继电器输入/输出开关量连接
按前图连接继电器和接触器，以及输入/输出开关量。
（3）数控装置和手摇单元连接
按前图连接手摇单元和光栅尺。
（4）数控装置和变频主轴连接
连接变频器和主轴电机强电电缆，以及数控装置和变频器信号线。保证地线可靠。
（5）数控装置和交流伺服器连接
按前图连接交流伺服电机强电电缆和码盘信号线，接入伺服单元电源。地线可靠对的接地。
（6）数控装置和步进电机驱动器连接
按前图连接步进电机驱动器和步进电机，以及驱动器电源。
（7）数控系统刀架电动机连接
连接刀架电机。
2、数控系统调试
(1)线路检查。
由强到弱，按线路走向顺序检查如下各项。
①变压器规格和进出线方向和顺序。
②主轴电动机、伺服电动机强电电缆相序。
③DC24V电源极性连接。
④步进电动机驱动器(或称步进驱动器)直流电源极性连接。
⑤所有地线连接。
(2)系统调试。
1)通电。
①按下急停按钮，断开系统中所有空气开关。
②合上空气开关QF1。
③检查变压器TC1电压与否正常。
④合上控制电源Dc24V空气开关QF4，检查DC24V与否正常。HNC一21TF数控装置
通电，检查面板上批示灯与否点亮， HC5301—8开关量接线端子和HC5301一R继电器板电源批示灯与否点亮。
⑤用万用表测量步进驱动器直流电源+V和GND两脚之间电压(应为DC+35V左
右 )，合上控制步进驱动器直流电源空气开关QF3。
⑥合上空气开关QF2。
⑦检查变压器 TC1电压与否正常。
⑧检查设备用到其她某些电源电压与否正常。
⑨通过查看 PLC状态，检查输入开关量与否和原理图一致。
2)系统功能检查。
①左旋并拔起操作台右上角“急停”按钮，使系统复位；系统默认进人“手动”方式，软件操作界面工作方式变为“手动”。
②按住“+X”或“—X”键(批示灯亮)，X轴应产生正向或负向持续移动。松开“+X”或 “— X”键(批示灯灭)，X轴即减速运动后停止。以同样操作办法使用“+Z”、“一Z”键可使Z 轴产生正向或负向持续移动。
③在手动工作方式下，分别点动X轴、Z轴，使之压限位开关。仔细观测它们与否能压到 限位开关，若到位后压不到限位开关，应及时停止点动；若压到限位开关，仔细观测轴与否及时停止运动，软件操作界面与否浮现急停报警，这时始终按压“超程解除”按键，使该轴向相反方向退出超程状态；然后松开“超程解除”按键，若显示屏上运营状态栏“运营正常”取代了“出 错”，表达恢复正常，可以继续操作。
检查完X轴、z轴正、负限位开关后，以手动方式将工作台移回中间位置。
④按一下“回零”键，软件操作界面工作方式变为“回零”。按一下“+X”和“+Z”键，检 查X轴、Z轴与否回参照点。回参照点后，“+X”和“+Z”批示灯应点亮。
⑤在手动工作方式下，按一下“主轴正转”键(批示灯亮)，主轴电动机以参数设定转速 正转，检查主轴电动机与否运转正常；按住“主轴停止”键，使主轴停止正转。按一下“主轴反 转”键 (批示灯亮)，主轴电动机以参数设定转速反转，检查主轴电动机与否运转正常；按住 “主轴停止”键，使主轴停止反转。
⑥在手动工作方式下，按一下“刀号选取”键，选取所需刀号，再按一下“刀位转换”键，转塔刀架应转动到所选刀位。
⑦调入一种演示程序，自动运营程序，观测十字工作台运营状况。
3)关机。
①按下控制面板上“急停”按钮。
②断开空气开关QF2、QF3。
⑧断开空气开关QF4。
④断开空气开关QF1，断开380V电源。

3．故
电动机转动一圈相应输出脉冲当量数
10～60000
件号
XSl0输入开关量部件号

制坐

10000

2500
伺服内部参数 [O]
设立为 0
O
伺服内部参数 [1]
反馈电子齿轮分子
I
伺服内部参数 [2]
反馈电子齿轮分母
1

表12 Y 坐标轴参数设立
参数名
参数阐明
参数范畴
伺服驱动型号
脉冲接口伺服驱动型号代码为 45
45
伺服驱动器部件号
该轴相应硬件部件号
2
定位允差

O
最大跟踪误差

0
伺服内部参数 [0]
设立为 0
O
③ Z 坐标轴参数设立。 Z 坐标轴参数设立如表13 所示。

表13 Z 坐标轴参数设立
参数名
值
说 明
通道使能
1
“0通道”使能
X轴轴号
O
X轴部件号
y轴轴号
2
光栅尺部件号
z轴轴号
1
z轴部件号
移动轴拐角误差
20
禁止更改
旋转轴拐角误差
20
禁止更改
通道内部参数
0
禁止更改
④通道参数设立。
原则设立选“ 0 通道”，别的通道不用，参数设立如表14 所示。
表14 通道参数设立
参数名
值
说 明
通道使能
1
“0通道”使能
X轴轴号
O
X轴部件号
y轴轴号
2
光栅尺部件号
z轴轴号
1
z轴部件号
移动轴拐角误
20
禁止更改
旋转轴拐角误
20
禁止更改
通道内部参数
0
禁止更改
(4) 数控系统参数调节。
1) 与主轴有关参数调节。
①确认主轴 D ／ A 有关参数设立 ( 在“硬件配备参数”选项和“ PMC 系统参数”选项中 ) 对的性。
②检查主轴变频驱动器参数与否对的。
③用主轴速度控制指令 (S 指令 ) 变化主轴速度，检查主轴速度变化与否对的。
④调节设立主轴变频驱动器参数，使其处在最佳工作状态。
2) 使用步进电动机时关于参数调节。
①确认步进驱动单元接受脉冲信号类型与 HNC-21TF 所发脉冲类型设立与否一 致；
②确认步进电动机拍数 ( 伺服内部参数 P[O]) 对的性；
③在手动或手摇状态下，使电动机慢速转动。然后，使电动机迅速转动。若电动机转动时，有异常声音或堵转现象，应恰当增长快移加减速时间常数、快移加速度时间常数、加工加减速时间常数，加工加速度时间常数。
3) 使用脉冲接口伺服驱动单元时关于参数调节。
①确认脉冲接口式伺服单元接受脉冲信号类型与 HNC-21TF 所发脉冲类型设立与否一致，参阅参照文献中硬件配备参数设立阐明；
②确认坐标轴参数设立中电动机每转脉冲数对的性。该参数应为伺服电动机或伺服驱动装置反馈到 HNC-2lTF 数控装置每转脉冲数；
③确认电动机转动时反馈值与数控装置指令值变化趋势与否一致。控制电动机转动一小段距离，依照指令值和反馈值变化，修改伺服内部参数 P[1] 或伺服内部参数 P[2] 符 号，直至指令值和反馈值变化趋势一致。
④控制电动机转动一小段距离 ( 如 0.1 mm) ，观测坐标轴指令值与反馈值与否相似。如果不同，应调节伺服单元内部指令倍频数 ( 普通有指令倍频分子和指令倍频分母两个参数 ) 。直到 HNC — 21TF 数控装置屏幕上显示指令值与反馈值相似。
⑤使调试坐标轴运营 10 mm 或 10 mm 整数倍指令值，观测电动机与否每 10Mmm运营一周，如果不是，应当同步调节轴参数中伺服内部参数 [1] 、伺服内部参数 [2] 和伺服单元内部指令倍频数参数。
例如 ( 在完毕上述环节①～④后 ) ：已知数控装置给出 64 mm 指令，规定电动机运营一周，应如何调节 ?
原伺服内部参数 [1] ：原伺服内部参数 [2]= l ： 2。
原伺服单元内部指令倍频数参数等于 2 。
调节后新有关参数为：伺服内部参数 [1] ／伺服内部参数 [2] 值减小为本来 10/64 ，即 1/2 × 10/64=5/64。
伺服单元内部指令倍频数参数增长为本来 64/10 倍，即 2/1 × 64/10=64/5。
通过以上环节①～⑤参数调节，使得坐标轴指令值与反馈值相似，并且 HNC — 21TF 数控装置每发出坐标轴运动 l0 mm 指令，伺服电动机运转一周。
此后，连接工作台时为适应丝杠螺距、传动比变化，还需要调节轴参数中外部脉冲当量分子 (μm) 和外部脉冲当量分母这两个参数。

四 实训总结
机电一体化技术从学科角度来看，它是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术有机统一体，而不是机械技术、电气技术简朴组合体；从机电一体化技术成果或最后体现来看，它则是在计算机控制下由机械本体、电、气、液压以及光电器件构成产品或设备，是一种自动化工作系统。