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对华中数控车床的分析
摘要

自从计算机技术应用到了机床上，近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对关系国计民生的一些重要行业，如IT、汽车、轻工、医疗等的发展也起着越来越重要的作用。数控机床是机电一体化在机械加工领域中的典型产品，具有高精度、高效率和高适应性的特点。数控机床已在我国批量生产、大量引进和推广使用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来了很大的经济效益。
关键词：数控机床 发展加工 数控加工技术 智能

目录
摘要 1
1.前言 4
1.1. 数控技术的发展简史 4
1.1.1 数控(NC)阶段(1952—1970年) 5
1.1.2 计算机数控(CNC)阶段(1970——现在) 5
1.2 计算机数控系统概述 6
1.3 我国数控系统技术的发展概述与现状分析 8
1.4 本课题研究背景及必要性 9
1.5 数控系统选配后机床应具有的功能 10
2. 数控机床的介绍 11
2.1数控机床的概念 11
2.2华中数控系统特点 11
2.2.1电气原理图简介 13
2.2.2继电器与输入输出开关量 14
2.3数控机床的工作原理 17
3. 华中数控系统的产品系列及各自特点 18
3.1世纪星HNC-21/22M铣床（加工中心）数控系统 18
3.1.1 HNC-21/22M铣削（加工中心）系统优点 19
3.1.2 世纪星HNC-21/22数控系统选件 20
3.1.3 世纪星HNC-21/22数控系统简介 21
3.2 世纪星HNC-21/22T车床数控系统 26
3.2.1 HNC-21/22T车削系统 27
3.2.2 系统选件 27
3.2.3 世纪星HNC-21/22数控系统简介 28
3.3 世纪星HNC-18i/19i系列数控系统
3.3.1 HNC-18iT/19iT车削系统 35
3.3.2 HNC-18iM/19iM铣削系统 36
3.3.3 系统选件 36
3.3.4 世纪星HNC-18i/19i数控系统功能描述 37
3.5 HSV-18D全数字交流伺服驱动单元简介 44
3.5.1 HSV-18D全数字交流伺服驱动单元的特点 45
3.5.2 HSV-18D全数字交流伺服驱动单元的五种控制方式 45
3.5.3 HSV-18D全数字交流伺服驱动单元技术规格 46
3.6 HSV-18S全数字交流主轴驱动单元简介 47
3.6.1 HSV-18S全数字交流主轴驱动单元特点 47
3.6.3 HSV-18S全数字交流主轴驱动单元技术规格 48
4. 对华中数控C6132车床的分析 49
4.1 C6132车床概述 49
4.2 选配总体方案 51
4.3 数控系统的选取 52
4.3.1数控系统选配 52
4.3.2 驱动单元的选配 56
4.3.3 功能选择 57
4.4 选配方案确定 60
参考文献 62

1.前言
1.1. 数控技术的发展简史
1946年诞生了世界上第一台电子计算机，6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化 。
1.1.1 数控(NC)阶段(1952—1970年)
早期计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控，简称为数控(NC)[2]。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年第一代——电子管；1959年第二代——晶体管；1965年第三代—— 小规模集成电路。
1.1.2 计算机数控(CNC)阶段(1970——现在)
到1970年，通用小型计算机已出现并成批生产。其运算速度比五六十年代有了大幅度的提高，比专门“搭”成的专用计算机成本低、可靠性高。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控(CNC)阶段(把计算机前面应有的“通用”两个字省略了)。1971年美国Intel公司第一次将计算机的两个最核心的部件——运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器，又可称中央处理单元(简称CPU)。1974年微处理器被应用于数控系统。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为仿计算机数控。到了1990年，PC机(个人计算机，国内习惯称微机)的性能已发展到很高的阶段，可满足作为数控系统核心部件的要求，而且PC机生产批量很大，价格便宜，可靠性高，数控系统从此进入了基于PC的阶段。计算机数控阶段也经历了三代，即1970年第四代——小型计算机，1974年第五代——微处理器和1990年第六代——基于PC的阶段(国外称为PC—BASED)。
数控系统近50年来经历了两个阶段六代的发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解决了可靠性低、价格昂贵、应用不方便等极为关键的问题。因此，即使在工业发达国家，数控机床大规模得到应用和普及也是七十年代末八十年代初以后的事情，也即数控技术经过近年的发展才走向普及应用。虽然国外早已改称为计算机数控(即CNC)了，而我国仍习惯称数控(NC)。所以我们日常讲的“数控”实质上已是指“计算机数控”了。
1.2 计算机数控系统概述
计算机数控(CNC)系统主要由图1-1所示的虚线框中的几个部分组成，双点画线框中为数控系统的控制对象，这里以数控机床为例进行说明。

图1－1 数控系统的组成
1.操作面板是操作人员与数控机床(系统)进行交互的工具。一方面，操作人员可以通过操作面板对数控机床(系统)进行操作、编程、调试或对机床参数进行设定和修改，另一方面，操作人员也可以通过它了解或查询数控机床(系统)的运行状态。操作面板主要由按钮站、状态灯、按键阵列(功能与计算机键盘一样)和显示器等部分组成，如图1-2所示。
2.输人输出设备是CNC系统与外部设备进行交互的装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。数控机床常用的控制介质和输入输出设备见表1-1
状态灯
按键阵列
显示器
按钮站

图1－2 操作面板
表1－1 控制介质与输入输出设备
控制介质
输入设备
输出设备
穿孔纸带
纸带阅读机
纸带穿孔机
磁带
磁盘
磁带机
磁盘驱动器
此外，现代数控系统一般都可采用通信方式实现CNC系统与外部设备问的信息交换，这种信息交换方式是实现DNC、FMS 和CIMS等的基本技术。目前在数控机床上常采用的通信方式有：
1）串行通信(RS232等串口)。
2）自动控制专用接口和规范(DNC方式，专用接口卡等)。
3）网络技术(Internet，LAN等)。
3．计算机数控(CNC)装置(或CNC单元)是计算机数控系统的核心。其主要作用是根据输入的零件加工程序进行相应的处理(如运动轨迹插补计算、机床输入输出处理等)，然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，加工出需要的零件。所有这些工作由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作。CNC装置主要由计算机系统、位置控制板、PLC接口板、通信接口板、扩展功能模块以及相应的控制软件等模块组成。
4．伺服单元、驱动装置和测量装置
伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置和主轴电动机、进给伺服驱动装置和进给电动机。伺服单元把来自CNC装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号，驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动。
测量装置包括位置和速度测量装置，它是实现速度闭环控制(主轴、进给)和位置闭环控制(进给)的必要装置。
伺服单元、驱动装置和测量装置合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置。CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。进给伺服系统的主要作用是实现零件加工的成形运动，其控制量为速度和位置。主轴伺服系统的主要作用是实现零件加工的切削运动，其控制量为速度。它们一个共同的特点是能灵敏、准确地跟踪CNC装置的位置和速度指令。从某种意义上可以说，数控机床功能的强弱主要取决于CNC装置，而数控机床性能的好坏则主要取决于伺服驱动系统。
5．PLC(Programmable Logic Controller，可编程控制器)用于完成与逻辑运算有关的顺序动作的控制，其由硬件和软件组成。机床I/O电路和装置是数控机床实现输入/输出控制的执行部件，是由继电器、电磁阀、行程开关和接触器等组成的逻辑电路。PLC、机床I/O电路和装置共同完成以下任务:
1)接受CNC的指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作。
2)接受操作面板和机床侧的I/O信号，送给CNC装置，经其处理后，输出指令控制CNC 系统的工作状态和机床的动作。
6．机床是数控机床的主体，是数控系统的被控对象，是实现制造加工的执行部件。它主要由主运动部件、进给运动部件(工作台、拖板以及相应的传动机构)、支承件(立柱、床身等)以及特殊装置(刀具自动交换系统、工件自动交换系统)和辅助装置(如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等)组成。数控机床机械部件的组成与普通机床相似，但传动结构较为简单，在精度、刚度和抗震性等方面要求高，而且其传动和变速系统要便于实现自动化控制。
1.3 我国数控系统技术的发展概述与现状分析
我国从1958年起，由一些科研院所、高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低、部门经济等因素的制约，未能取得较大的进展。在改革开放以后，我国数控技术才逐步取得实质性的进展。经过“六五”(1981—1985年)的引进国外技术，“七五”(1986—1990年)的消化吸收和“八五”(1991—1995年)国家组织的科技攻关和“九五”(1996—2000年)国家组织的产业化攻关，才使得我国数控系统技术有了质的飞跃。“十五”期间，据国家统计局资料，2005年我国机床工具行业合计完成工业总产值1260亿元人民币，是九五末期的23倍；产品销售收入1213亿元，是九五末期的239倍。据中国机床工具工业协会提供的数据，“十五”期间，我国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，是2001年的3.7倍，平均年增长39%；2005年国产数控机床产量59639万台，接近6万台大关，是九五末期的424倍。 与机床发展迅猛的现状相比，作为机床“心脏部件”的数控系统，2005年销量超过3万台。中国机床工具工业协会公布的数据表明，自2002年起连续三年销售额已居日本、德国、意大利之后，排名第四位。
当前通过国家攻关验收和鉴定的数控系统有北京珠峰公司的中华I型，航天数控集团的航天l型，华中数控公司的华中l型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天l型，以及它们的派生产品，还有其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产系统等。我国现有数控机床生产厂家100多家, 生产数控产品几千种以上。产品主要分为3种类型: 经济型、普及型、高档型。在第八届中国国际机床展览会上, 展出大陆国产机床700多台, 在600多台金属切削机床和近100台金属成形机床展品中,数控机床分别占75%和54%。这既体现了中国数控机床市场的需求趋势, 也反映中国在数控机床产业化方面取得的突破性进展。
尽管如此, 国产数控机床在机床中的比重还是很低的(中国机床数控化率不足5%、日本已经达到75%、欧美亦达到65% )。我国数控技术的现状是: 系统的技术含量低, 产生的附加值少,不具备与进口系统进行全面抗衡的能力,只在低端市场占有一席之地, 还不能为我国数控产业起到支撑。由此可见,中国数控产业还有很大的发展空间、广阔的市场和无限的发展潜力。
数控技术是实现机械制造自动化的关键, 直接影响到一个国家的经济发展和综合国力, 关系到一个国家的战略地位。作为制造系统最基本的加工单元, 以数控技术为核心的数控机床的生产和应用已成为衡量一个国家工业化程度和技术水平的重要标志。世界各国制造业广泛采用数控技术, 以提高制造能力和水平, 提高对市场的适应能力和竞争力。我国是制造大国, 无论是从战略的角度还是从发展策略上, 都需要加强数控产业的发展，尤其是在数控产业中占核心的国产数控系统的研发。
1.4 本课题研究背景及必要性
自从进入21世纪以来，随着高科技的不断提高，机械制造业已得到日益发展和壮大。与此同时，它对机加工的要求也不断提高，尤其是对机加工的制造母机——机床。原来的一些功能单一、操作复杂、应用面窄的老式旧机床已逐渐被淘汰，取而代之的是一批功能齐全、操作简单、应用广泛的新式数控机床。而数控机床凭借着高精度化、运动高速化、高柔性化、高自动化、复合化、高可靠性、宜人性等特点，在机械制造业中异军突起。现代数控技术是20世纪70年代发展起来的机床控制新技术，它是综合了微电子技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和机械制造技术的最新成就形成的一种高新技术，是先进制造技术的核心技术之一。
当今世界是一个处处充满着竞争的世界，而我国作为一个制造业大国，也不可避免地被卷进这场竞争之中。但我国目前机床总量400余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。因此，从我国国情和现实生产实际出发，对原有的旧数控机床进行新的数控改造势必成为解决这一生产矛盾的最佳途径，花尽可能少的钱，就能减少资源浪费，降低故障率。也只有这样才能使我国由制造业大国变成制造业强国，在世界竞争舞台上占有一席之地。
改造数控设备,重要的一点是正确选用好数控系统,数控系统的性能如何关系到机床设备性能是否能够真正得到恢复和提高。因此改造的重要一步,就是先对设备的性能、使用操作、各项技术参数等进行全面的掌握、了解,熟悉机床电气工作原理与配置使用情况,在充分技术分析论证基础上,结合数控系统的市场调查结果,最终确定具体改造选配方案。
1.5 数控系统选配后机床应具有的功能
其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；
其二是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；用最新CNC系统进行更新；
其三是技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

2. 数控机床的介绍
2.1数控机床的概念
数控（NC）机床是一种通过编码指令编制零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是它的控制单元即数控系统。其技术范围履盖很多领域，包括：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术(5)传感器技术：(6)软件技术等
2.2华中数控系统特点
华中数控综合实验台由数控装置、变频调速主轴及三相异步电动机、交流伺服单元及交流伺服电动机、步进电动机驱动器及步进电动机、测量装置、十字工作台组成。

图 华中数控系统
表2.2.1 典型车床数控系统主要器件

序号
名称
规格
主要用途
备注
1.
数控装置
HNC-21TC
控制系统
华中数控
2.
软驱单元
HFD-2001
数据交换
华中数控
3.
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
交流接触器电源
照明灯电源
HNC-21TC电源
4.
伺服变压器
3P AC380/200V 2.5KW
为伺服电源模块供电
华中数控
5.
开关电源
AC220/DC24V 100W
开关量及中间继电器
明玮
6.
伺服电源模块
HSV-11P075
为伺服驱动器供强电
华中数控
7.
伺服驱动器
HSV-11D030
X、Z轴电机伺服驱动器
华中数控
8.
伺服电机
110STZ4-1-LM（4NM ）
X轴进给电机
华中数控
9.
伺服电机
130STZ7.5-1-LM（7.5NM）
Z轴进给电机
华中数控

1、数控装置(数控系统的核心)
HNC-21TF数控装置内置嵌入式工业PC机，配置7.7”彩色液晶屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口，内嵌式PLC于一体，可选配各种类型的脉冲接口、模拟接口的交流伺服单元或步进电动机驱动器。
2、变频调速主轴单元
变频主轴采用西门子MICROMASTER 440系列的SE6440-2UD21-5AA0变频器配三相异步电机。
3、交流伺服驱动单元
交流伺服和交流伺服电机采用松下MINAS A系列的MSDA023A1A伺服单元和MSMA022A1C伺服电动机。
4、步进驱动单元
步进驱动器和步进电机采用深圳雷塞M535和57HS13。四相混合式步进电机，步进角为1.8度,静转矩1.3Nm,额定相电流2.8A 。
5、输入与输出装置
输入接线端子板提供NPN和PNP两种类型开关量信号输入，输出继电器板集成八个单刀单投继电器和两个双刀双投继电器。
6、工作台
机械部分采用滚珠丝杠传动的模块化十字工作台，用于实现目标轨迹和动作。X轴执行装置采用四相混合式步进电机，步进电机没有传感器，不需要反馈，用于实现开环控制。Y轴执行装置采用交流伺服电机，交流伺服和交流伺服电机组成一个速度闭环控制系统。
安装在交流伺服电机轴上的增量式码盘充当位置传感器，用于间接测量机械部分的移动距离，构成一个位置半闭环控制系统；也可用安装在十字工作台上的光栅尺直接测量机械部分移动位移，构成一个位置闭环控制系统。
2.2.1电气原理图简介
下面以示意图的形式，显示了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。

2.2.2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。

2.3数控机床的工作原理
数控机床的一般工作原理如图所示。在正确的控制指令下，运行正常的数控机床才能加工出合格的零件。否则，机床将终止运行并显示有关的错误信息或报警，或者加工的零件有质量问题。而控制指令的正确则取决于正常的工作指令与反馈信号。工作指令的正常由正确的编程和参数设置，以及CNC装置的正常工作决定的。反馈信号的正常又由检测系统的正常所保证。总之，机床的运行正常，是由强电控制及辅助控制系统的正常状态，以及机械的本体可靠与稳定所保证。能否显示与报警，又与相关的器件、接口与电路有关。
因此，数控机床能否正常工作并加工出合格的产品，是由供电系统与机床电CNC的软件与硬件、传感器及其检测回路、机械传动及其结构等综合因素所决定的。

3. 华中数控系统的产品系列及各自特点
3.1世纪星HNC-21/22M铣床（加工中心）数控系统

HNC-21M数控系统 纪星”系列数控系统HNC-21/22M
采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置8.4”或10.4”彩色液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能、具有低价格、高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。
主要应用于铣、加工中心等各类数控机床的控制。
3.1.1 HNC-21/22M铣削（加工中心）系统优点
最大联动轴数为6轴。
可选配各种类型的脉冲式交流伺服驱动系统（如HSV-16系列全数字交流伺服驱动单元）。
除标准机床控制面板外，配置40路开关量输入和32路开关量输出接口、手持单元接口、主轴控制与编码器接口。还可扩展20路输入/16路输出。
采用8.4”(HNC-22M为10.4”)彩色液晶显示器（分辨率为640×480），全汉字操作界面故障诊断与报警、加工轨迹图形显示和仿真，操作简便，易于掌握和使用。
采用国际标准G代码编程，与各种流行的CAD/CAM自动编程系统兼容，具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、固定循环、旋转、缩放、镜像、刀具补偿、宏程序等功能。
小线段连加工功能，特别适合于CAD/CAM设计的复杂模具零件加工。
加工断点保存/恢复功能，方便用户使用。
反向间隙和单、双向螺距误差补偿功能。
巨量程序加工能力。不需DNC，配置大容量存储器可直接加工单个高达2GB的G代码程序。
内置RS232通讯接口，轻松实现机床数据通讯。
32MB  Flash  RAM(可扩充至2GB)程序断电存储，32MB RAM加工内存缓冲区。
3.1.2 世纪星HNC-21/22数控系统选件
①软驱单元
全密封结构
3.5”标准软盘驱动器
标准PC键盘转接口
RS232、以太网转接口
②DNC单元
全密封结构
标准PC键盘转接口
RS232、以太网转接口
③以太网
10MB/100MB速度自适应
支持NT/NOVELL网络
支持文件网络传输
④手持单元
手摇脉冲发生器
坐标选择
倍率选择
紧急停止按钮
手持使能按钮
⑤输入/输出端子板
⑥电器输出端子板
3.1.3 世纪星HNC-21/22数控系统简介
系统配置
程序缓冲区：32MB
零件程序和断点保护区：基本32MB，可扩展至2GB（选件）
进给轴接口类型：脉冲接口（HSV-16系列）
主轴驱动单元接口
主轴编码器接口
开关量输入输出接口：40输入/32输出，可扩展20输入/16输出（选件）
手持单元接口
软驱单元接口
RS232接口
以太网接口（选件）
标准PC键盘接口
手持单元（选件）
软驱单元（选件）
I/Q端子板（支持NPN和PNP型开关量）(选件)
CNC功能
最大控制轴数：6进给轴+1主轴
联动轴数：6轴（铣）
最小分辨率：1微米
最大移动速度：24米/分钟（与驱动单元、机床相关）
直线、圆弧、螺纹功能
自动加减速控制（直线/抛物线）
参考点返回
坐标系设定
MDI功能
M、S、T功能
加工过程图形静态仿真和实时跟踪
内部二级电子齿轮
固定铣削循环（铣）
CNC编程
编程最小单位：0.001毫米、度
最大编程尺寸：99999.999
最大编程行数：20亿行
公/英制编程
绝对/相对指令编程
宏指令编程
子程序调用
工件坐标系设定
平面选择（铣）
坐标旋转、缩放、镜像（铣）
编辑
后台编辑（选件）
字符查找与替换
文件删除及拷贝
显示
中文菜单功能
图形显示
状态显示
当前位置显示
程序显示
程序错误显示
操作错误显示
报警显示
坐标轴设置显示
主轴速度及修调
进给速度及修调
快速进给及修调
自诊断功能
插补功能
直线插补，最大6个轴
圆弧插补
螺纹切削
螺旋线插补
正弦线插补
刀具补偿
刀具长度补偿
刀尖半径补偿
参考点功能
参考点位置设定
参考点开关偏差设定
回参考点快移速度设定
回参考点定位速度设定
数据交换
RS232
以太网（选件）
3.5”软驱（选件）
操作
8.4”/10.4”彩色液晶显示屏
防静电薄膜编程面板与机床操作面板
PC标准键盘接口
手持单元（选件）
图形显示功能与动态实时仿真
网络通讯功能（选件）
操作方式
自动
单段
MDI
点动
步进增量进给
手摇增量进给
手动/自动回参考点
进给保持
重新对刀
空运行
保存断点/返回断点
坐标轴监视
机床坐标系显示
工件坐标系显示
跟踪误差显示
剩余进给显示
进给速度显示
主轴速度显示
指令位置显示
实际位置显示
工件坐标系原点显示
运动轨迹显示
进给轴功能
无限制旋转轴功能
最高设定速度16000 mm/min
进给修调0%到150%
快移修调0%到150%
每分钟进给/每转进给
多种回参考点功能：单向、双向
快移、进给加减速设定
最大跟踪误差设定
辅助功能
主轴正反转
自动换刀
冷却开/停
主轴功能
主轴速度：可通过PLC编程控制（最大99999 rpm）
主轴修调：从0%到150%
主轴速度和修调显示
变速比和变速比级数可通过PLC编程控制
编码器接口
螺纹功能
主轴定向
PLC功能
内嵌式PLC
提供标准PLC例程
PLC状态显示
安全功能
坐标轴软极限保护
断电保护区
加工断点保存/断点恢复
参数备份与恢复
参数权限保护
加工统计
技术规格
输入电源：AC24V  50W+DC24V≥50W或者DC24V≥100W
AC电源频率：50Hz
安装方式：控制柜内
运行、储存环境（如下表）
光电隔离开关量输入接口（40位），可扩展20位
光电隔离开关量输出接口（32位），可扩展16位
输出电流范围0-100mA
输出电压范围DC24V
主轴模拟量输出接口
分辨率：12位
输出电压：DC±10V或0-+10V
主轴编码器输入接口
方波差分接收
手摇脉冲发生器输入接口，TTL电平输入
进给轴脉冲输出接口/HSV-16伺服接口（最大6个）差分输出，包括脉冲及方向信号，最高脉冲频率2MHZ
进给轴码盘反馈输入接口（最大6个）
RS422差分输入　
3.2 世纪星HNC-21/22T车床数控系统

世纪星HNC-21T数控系统 世纪星HNC-22T数控系统
“世纪星”系列数控系统HNC-21/22T采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置8.4”或10.4”彩色液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能、具有低价格、高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。
主要应用于车、车削中心等数控机床的控制。
3.2.1 HNC-21/22T车削系统
最大联动轴数为3轴。
可选配各种类型的脉冲式交流伺服驱动系统（HSV-16系列全数字交流伺服驱动单元）。
除标准机床控制面板外，配置40路开关量输入和32路开关量输出接口、手持单元接口、主轴控制与编码器接口。还可扩展20路输入/16路输出。
采用8.4”(HNC-22T为10.4”)彩色液晶显示器（分辨率为640×480），全汉字操作界面故障诊断与报警、加工轨迹图形显示和仿真，操作简便，易于掌握和使用。
采用国际标准G代码编程，与各种流行的CAD/CAM自动编程系统兼容，具有直线插补、圆弧插补、螺纹切削、刀具补偿、宏程序、恒线速切削等功能。
反向间隙和单、双向螺距误差补偿功能。
内置RS232通讯接口，轻松实现机床数据通讯。
32MB Flash RAM(可扩充至2GB)程序断电存储， 32MB RAM加工内存缓冲区。
3.2.2 系统选件
①软驱单元
全密封结构
3.5”标准软盘驱动器
标准PC键盘转接口
RS232、以太网转接口
②DNC单元
全密封结构
标准PC键盘转接口
RS232、以太网转接口
③以太网
10MB/100MB速度自适应
支持NT/NOVELL网络
支持文件网络传输
④手持单元
手摇脉冲发生器
坐标选择
倍率选择
紧急停止按钮
手持使能按钮
⑤输入/输出端子板
⑥继电器输出端子板
3.2.3 世纪星HNC-21/22数控系统简介
系统配置
程序缓冲区：32MB
零件程序和断点保护区：基本32MB，可扩展至2GB（选件）
进给轴接口类型：脉冲接口（HSV-16系列）
主轴驱动单元接口
主轴编码器接口
开关量输入输出接口：40输入/32输出，可扩展20输入/16输出（选件）
手持单元接口
软驱单元接口
RS232接口
以太网接口（选件）
标准PC键盘接口
手持单元（选件）
软驱单元（选件）
I/Q端子板（支持NPN和PNP型开关量）(选件)
CNC功能
最大控制轴数：6进给轴+1主轴
联动轴数：6轴（铣）/3轴（车）
最小分辨率：1微米
最大移动速度：24米/分钟（与驱动单元、机床相关）
直线、圆弧、螺纹功能
自动加减速控制（直线/抛物线）
参考点返回
坐标系设定
MDI功能
M、S、T功能
加工过程图形静态仿真和实时跟踪
内部二级电子齿轮
简单车削循环（车）
复合车削循环（车）
CNC编程
编程最小单位：0.001毫米、度
最大编程尺寸：99999.999
最大编程行数：20亿行
公/英制编程
绝对/相对指令编程
宏指令编程
子程序调用
工件坐标系设定
直径/半径编程（车）
自动控制倒角（圆角、直角）（车）
恒线速切削功能（车）
编辑
后台编辑（选件）
字符查找与替换
文件删除及拷贝
显示
中文菜单功能
图形显示
状态显示
当前位置显示
程序显示
程序错误显示
操作错误显示
报警显示
坐标轴设置显示
主轴速度及修调
进给速度及修调
快速进给及修调
自诊断功能
插补功能
HNC-21/22T
直线插补，最大3个轴
圆弧插补
螺纹切削
刀具补偿
刀具长度补偿
刀尖半径补偿
参考点功能
参考点位置设定
参考点开关偏差设定
回参考点快移速度设定
回参考点定位速度设定
数据交换
RS232
以太网（选件）
3.5”软驱（选件）
操作
8.4”/10.4”彩色液晶显示屏
防静电薄膜编程面板与机床操作面板
PC标准键盘接口
手持单元（选件）
图形显示功能与动态实时仿真
网络通讯功能（选件）
操作方式
自动
单段
MDI
点动
步进增量进给
手摇增量进给
手动/自动回参考点
进给保持
重新对刀
空运行
保存断点/返回断点
坐标轴监视
机床坐标系显示
工件坐标系显示
跟踪误差显示
剩余进给显示
进给速度显示
主轴速度显示
指令位置显示
实际位置显示
工件坐标系原点显示
运动轨迹显示
进给轴功能
无限制旋转轴功能
最高设定速度16000 mm/min
进给修调0%到150%
快移修调0%到150%
每分钟进给/每转进给
多种回参考点功能：单向、双向
快移、进给加减速设定
最大跟踪误差设定
辅助功能
主轴正反转
自动换刀
冷却开/停
主轴功能
主轴速度：可通过PLC编程控制（最大99999 rpm）
主轴修调：从0%到150%
主轴速度和修调显示
变速比和变速比级数可通过PLC编程控制
编码器接口
螺纹功能
主轴定向
PLC功能
内嵌式PLC
提供标准PLC例程
PLC状态显示
安全功能
坐标轴软极限保护
断电保护区
加工断点保存/断点恢复
参数备份与恢复
参数权限保护
加工统计
技术规格
输入电源：AC24V 50W+DC24V≥50W或者DC24V≥100W
AC电源频率：50Hz
安装方式：控制柜内
运行、储存环境（如下表）
光电隔离开关量输入接口（40位），可扩展20位
光电隔离开关量输出接口（32位），可扩展16位
输出电流范围0-100mA
输出电压范围DC24V
主轴模拟量输出接口
分辨率：12位
输出电压：DC±10V或0-+10V
主轴编码器输入接口
方波差分接收
手摇脉冲发生器输入接口，TTL电平输入
进给轴脉冲输出接口/HSV-16伺服接口（最大6个）差分输出，包括脉冲及方向信号，最高脉冲频率2MHZ
进给轴码盘反馈输入接口（最大6个）
RS422差分输入
HNC-21/22T 数控系统运行储存环境

采用HNC-21/22T的数控设备的接线示意图
HNC-21/22T的数控系统的外部接口示意图
3.3 世纪星HNC-18i/19i系列数控系统
世纪星HNC-18i/19i数控系统
“世纪星”HNC-18i/19i系列数控系统（HNC-18iT/19iT、HNC-18iM/19iM采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置5.7”（18i系列）/彩色（19i系列）液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及CF卡、DNC、以太网等程序交换功能、具有低价格、高性能、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。
主要应用于各类车、铣数控机床的控制。
3.3.1 HNC-18iT/19iT车削系统
最大联动轴数为3轴。
可选配各种类型的脉冲式（HSV-16系列全数字交流伺服驱动单元）。
除标准机床控制面板外，配置32路开关量输入和24路开关量输出接口、手持单元接口、主轴控制与编码器接口。
采用5.7”单色或彩色液晶显示器（分辨率为320×240），全汉字操作界面故障诊断与报警、加工轨迹图形显示和仿真，操作简便，易于掌握和使用。
采用国际标准G代码编程，与各种流行的CAD/CAM自动编程系统兼容，具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、固定循环、旋转、缩放、镜像、刀具补偿、宏程序等功能。
小线段连加工功能，特别适合于CAD/CAM设计的复杂模具零件加工。
加工断点保存/恢复功能，方便用户使用。
反向间隙和单、双向螺距误差补偿功能。
内置RS232通讯接口，轻松实现机床数