1、 NC 版本： 340 49x-04 PLC 版本： Basic 54 HEIDENHAIN 简明 调试手册 iTNC 530 2009 年 4 月 i 目 录 1，调试准备 . 1 1.1 本手册中标识的含义 . 1 1.2 各模块概述 2 1.2.1 主计算机，硬盘， SIK 2 1.2.2 CC 控制单元 . 3 1.2.3 UV106 B 电源模块 . 4 1.2.4 显示单元和键盘 . 5 1.2.5 手轮 7 1.2.6 PLC 模块 8 1.2.7 驱动模块 9 2， 系统连接 . 10 2.1 一般信息 10 2.1.1 安全措施 . 10 2.2 硬盘（ HDR）和 SIK
2、的安装 11 2.3 使用环境 . 13 2.3.1 温度和湿度 13 2.3.2 空调 13 2.3.3 机械振动 14 2.3.4 污染 14 2.3 安装空间 15 2.3.1 一般信息 15 2.3.2 MC 42x(C), CC42x(B), UV, UM, UE2xxB 安装空间 . 16 2.3.3 显示 器 16 2.3 电气设计重要事项 . 17 2.3.1 供电 17 2.3.2 电气柜设计基本要求 17 2.3.3 接地 17 2.4 电缆连接总图 18 2.5 iTNC530 连接概览 . 23 2.6 供电 26 2.6.1 iTNC 530 供电 26 2.6.2
3、系统内置 PLC 供电 . 27 2.6.3 PLC 51x 扩展模块供电 . 28 2.6.4 Control-Is-Ready 信号供电 28 2.6.5 显示单元（ BF 150）供电 . 28 ii 2.7 驱动器使能 29 2.8 手轮 29 2.8.1 HR 4xx 便携式手轮 30 2.9 PLC 输入信号 . 31 3.9.1 输入信号和地址 . 31 2.9.2 MC 42x(C)内置 PLC 输入信号 . 32 2.9.3 扩展模块 PL 510 的输入点 . 33 2.10 PLC 输出信号 . 34 2.11 PLC 输入输出模块 37 2.11.1 PLB 511/P
4、LB512 . 38 2.12 机床操作面板 . 40 2.13 键盘单元 41 2.14 显示单元 42 2.15 驱动和电机的连接 43 2.15.1 UV(R) 1x0(D) 电源模块 . 43 2.15.2 UM1xx(B)(D)驱动模块 . 47 2.15.3 电机 . 49 2.16 基本回路 MC_CC422_UV1xx_CMx 51 2.17 系统通电 52 2.17.1 第一次通电 . 52 3， PLC 调试 53 3.1 PLC 软件的安装 53 3.2 海德汉 PLC 介绍 . 54 3.2.1 PLCdesignNT 软件 54 3.2.2 PLC 基本程序简介 .
5、56 3.3 PLC 命令 57 3.3.1 操作符类型 57 3.3.2 操作数 58 3.4 用户 PLC 程序的调试 . 60 3.4.1 iTNC530 编程站 PLC 程序编制 60 3.4.2 PLC 举例 . 65 3.4.3 机床 PLC 程序编制 . 68 3.5 PLC 报警文本 71 3.5.1 PLC 报警信息表结构 . 71 3.5.2 举例 PLC 报警信息 . 72 3.6 PLC 状态诊断 78 4，驱动器和 NC 调试 . 81 iii 4.1 修改机床参数 . 81 4.2 基本参数的设定 84 4.2.1 编码器和机床 85 4.2.2 定位和控制 . 8
6、5 4.2.3 主轴参数 86 4.2.4 显示和硬件 87 4.3 NC 的调试 87 4.3.1 坐标轴及其速度和加速度 87 4.3.2 光栅尺和传动比的设定 88 4.3.3 零点的设置 89 4.3.4 软限位 93 4.3.5 反向间隙补偿 93 4.3.6 丝杠螺距非线性误差补偿 93 4.3.7 主轴的调试 . 99 4.4 伺服优化准备 100 4.4.1 TNCopt 软件 100 4.4.2 控制环原理介绍 . 102 4.5 电流环优化 . 102 4.5.1 电流环优化准备 103 4.5.2 手动优化电流环步骤： 103 4.6 速度环优化 . 105 4.6.1
7、速度环的脉冲响应 106 4.6.2 速度环的阶跃响应 107 4.7 前馈控制系数的优化 . 108 4.8 Kv 系数优化 . 109 4.9 圆周测试 . 110 5， 网络连接 . 113 5.1 设置 iTNC530 数控系统的 IP 地址 113 5.2 个人电脑固定 IP 的设置步骤 114 6，数据备份和恢复 117 6.1 数据备份 . 117 6.2 数据恢复 . 121 7，机床参数表 . 125 7.1“机床参数编辑”操作模式 125 7.2 输入和输出机床参数 . 127 7.2.1 输入格式 127 7.2.2 激活机床参数列表 . 128 iv 7.2.3 修改输
8、入值 . 129 7.3 机床参数列表 130 7.3.1 编码器和机床 . 130 7.3.2 定位 134 7.3.3 使用速度前馈控制 . 139 7.3.4 使用跟随误差 . 140 7.3.5 速度和电流综合控制 . 141 7.3.6 主轴 . 148 7.3.7 内置 PLC 151 7.3.8 配置数据接口 . 154 7.3.9 3-D 测头 156 7.3.10 用 TT 测量刀具 158 7.3.11 攻丝 . 161 7.3.12 显示器和其操作 . 162 7.3.13 颜色 . 168 7.3.14 加工和程序运行 . 170 7.3.15 硬件 . 175 7.3
9、.16 第二主轴 . 181 8， NC-PLC 接口 . 183 8.1 Marker . 183 8.2 字和双字 188 9，安装尺寸 . 191 1 1， 调试准备 iTNC530 是适用于镗、铣、加工中心类数控系统 。 数控系统和 伺服为 全数字控制， 她 的调试可以按如下步骤进行： 系统连接 ； 正确的连接是调试的前提条件 。 删除机床参数，机床参数初始化 。 设置数控系统的网络连接 。 外部回路连接正确（各种使能、准备、急停、限位等）。 PLC 调试 。 驱动器和 NC 调试 。 数据备份 。 1.1 本手册中标识的含义 危险 如果不遵守可能会导致严重后果、致命伤害或重大物质损失
10、。 警告 如果不遵守可能会导致受伤或设备故障，包括物质损失。 注意 操作过程中重要的技术和窍门，比如更好的理解文档中的标准和规章。 2 1.2 各 模块概述 1.2.1 主计算机，硬盘， SIK MC 主计算机 iTNC 530 由两个组件构成： MC 42x(C) 主计算机 （ MC = main computer） CC 42x(B) 控制机 （ CC = controller computer） MC 42x (C)主计算机可以有两个版本： 标准版 MC 422(C) 基本版本 MC 420 只有 5 个位置环输入，有一些高级特性为选项功能。 MC 422C MC 420 主计算机由 3
11、 个组件构成 MC 42x (C)主计算机 HDR 硬盘 SIK (System Identification Key) 系统识别卡 硬盘 SIK 3 1.2.2 CC 控制单元 CC 422 控制 单元 6 个控制回路的 CC 422 带有： - 6 个 PWM 输出 - 6 个速度输入接口 10 个控制回路的 CC 422 带有： - 10 个 PWM 输出 - 10 个速度输入接口 CC 424B 控制 计算机 6 个控制回路的 CC 424B 带有： - 6 个 PWM 输出 - 6 个速度 、位置 输入接口 12 个控制回路的 CC 422 带有： - 12 个 PWM 输出 - 1
12、2 个速度 、位置 输入接口 4 1.2.3 UV106 B 电源模块 UV 106B UV106B 电源模块用于 iTNC 的模拟输出版本。 如果 iTNC530 输出模拟量的速度指令（ +/-10V），此时不需要用 CC，使用UV106 B 给 MC 提供电源。 UV 105 B （非 HEIDENHAIN 驱动） 如果使用非海德汉驱动，需要使用 UV 105 B，给 TNC 供电。在 UV 105B 模块上有 LED 显示电源准备好。 参数 UV106 B 电源输入（ X31） 400Vac1 10% 50Hz 保护 6.3A 西门子 SITOR 速熔 负载（ 5V） 20A 功率 Ma
13、x. 400W 保护等级 IP20 模块宽度 159mm 重量 4kg 5 1.2.4 显示单元和键盘 显示器和键盘 BF 150 显示单元 15.1 吋彩色液晶显示器（ 1024 768 分辨率） 集成： 1 8 软键， 1 6 PLC 软键 3 个换行软键 操作模式切换键 TE 520 B 最新 SmarT.NC 操作模式键， SPEC FCT 键。 TE 530 B 集成鼠标触摸版 带有最新 SmarT.NC 操作模式键， SPEC FCT 键。 6 TE 535 Q 集成机床操作面板的键盘 NC 键盘同 TE 530 B 机床操作面板集成 12个轴键、 16 个功能键、NC Start
14、、 NC Stop、主轴启动、停止（键帽可更换）；急停按钮、伺服上电按钮、两个钥匙孔。 BTS 1x0显示器键盘切换单元 使用 BTS 可以连接两个显示器和键盘 MB 420 机床操作面板 机床操作面板键帽可换 按键布局： 急停 伺服上电 NC Start, NC Stop 5 个轴手动方向键 快速进给 冷却 主轴启动 主轴停止 7 个机床功能键 注意 当使用 带 鼠标触摸版 的键盘 时 USB 电缆最长 36 米 使用两个键盘，适用 BTS1xx 进行切换，只有一个触摸版生效 7 1.2.5 手轮 HR 410 手轮 手轮上的键帽也可以更换 5 个轴选键 移动方向键 捕捉当前位置键 三个功能
15、键 M3, M4, M5 NC Start/Stop 两个允许键（ 24V） 急停（ 24V） HR 420 手轮 便携式手轮 显示操作模式，位置、进给率、转速、报警信息 主轴和进给倍率 捕捉当前位置键 5 个软 键 （轴选）可自定义功能 M3, M4, M5 NC Start/Stop 两个允许键（ 24V） 急停（ 24V） HR 130 手轮 简易手轮，安装在面板上 8 1.2.6 PLC 模块 PL 510 PLC 输入输出模块 可扩展的模块时 I/O 单元 每个 PL 510 由 PLB 510 基本模块和下列组件构成 PLD 16-8 I/O 模块 PLD 4-4 模拟量 I/O
16、模块 空壳 PLB 510 基本模块 PLD 16-8 I/O 模块 PLA 4-4 模拟量 I/O 模块 PLD 16-8 PLA 4-4 9 1.2.7 驱动模块 紧凑式驱动模块 UE 11x 紧凑式驱动模块，电源、伺服轴和主轴驱动全都集成在一个单元里。 UE 112 UV (R) 1x0(D)电源模块 UV (R) 1x0(D)电源模块 提供 650V 母线电压，同时也给 TNC 供电。 刹车的时候，电机产生的能量反馈给母线，UVR 1x0D 将能量输入电网，所以 UVR 需要与 KDR（ 电抗器 ）、 EPCOS（滤 波器 ）、 UP110（刹车电阻） 同时使用 UVR 140 D U
17、M 1xx(B)(D)驱动模块 驱动模块分为单轴模块和双轴模块 UM121BD 双轴模块 UM115D 单轴模块 10 2， 系统连接 2.1 一般信息 警告 安装和电气连接中需要注意： 遵守电气连接的国家法规 接好屏蔽，避免干扰和噪声 保证安装空间 2.1.1 安全措施 危险 连接或松开插头时，需要 将数控系统或机床的主开关断开。 危险 确保设备接地 良好，接地不良会造成人身安全或财产损失。 危险 输入不正确的机床参数会导致机床误动作，有可能造成人身伤害或财产损失。必须谨慎的更改机床参数，要考虑到机床参数的更改有可能使机床轴不受控。 警告 为了能够判断数控机床的行为，必须要有驱动器、变频器、
18、控制器、光栅和编码器的基本知识。不正确的使用可能会导致 人身伤害或财产损失。 对数控系统或机床的不当操作造成直接或间接的人身伤害 和 财产损失，海德汉不承担任何责任。 危险 PLC 的 I/O、 PLC 扩展模块接口、机床操作面板需要满足 IEC 742 EN 50 178 规定的绝缘要求。 只有满足 IEC 742 EN 50 178 要求的绝缘设备才能使用，否则会导致人身或财产损失， PLC 输入点最大的 DC 电压为 31V. 11 2.2 硬盘（ HDR）和 SIK 的安装 MC 的硬盘配有 硬盘 盒 和 支撑架。 警告 运输时需要将硬盘盒从 MC 里拆卸下，并锁 紧硬盘 ，将硬盘单独
19、放在原包装里运输。不能将硬盘安装在 MC 42x(C)里运输。因为运输时，硬盘装在 MC上可能会发生震动、冲击。 警告 正常 使用时需要松开硬盘， 此时硬盘通过橡皮条悬浮在硬盘盒中，这样外界的震动就不会对硬盘造成影响，提高硬盘使用寿命。 松开硬盘 锁紧硬盘 12 硬盘和 SIK 的安装。 2，将硬盘盒插入 MC 中 3 ，将托架翻转并推至卡子处锁紧硬盘的拆卸： 1， 将托架往左推回复到松开位置。 2， 按住卡子拉出硬盘盒 。 3， 拆下 SIK. 硬盘盒 1，插入 SIK 卡 MC420 MC422C 托架 卡子 将托架往右推，直到锁紧 13 2.3 使用环境 2.3.1 温度 和湿度 警告
20、数控系统和驱动模块工作温度在 0oC 40oC 之间， 超过此使用范围无法保证设备正常运行。 下面的措施有利于散热： 留下足够的空间以利于空气循环； 使用通风系统交换冷热空气；冷空气等级符合 EN 61800-5-1 颗粒含量 2 级。 需要满足如下湿度条件 连续工作下，空气湿度 不超过 75%； 每年 空气湿度大于 95%的天数不超过 30 天； 在热带地区使用，建议不要关机，避免在电路板上发生冷凝现象。 2.3.2 空调 警告 使用空调会增加电气柜里的相对湿度，这样会导致驱动器上的冷凝现象，有时，冷凝会产生闪络现象，损坏电子元件。所以空调的温度不能太低，推荐35oC 40oC 空调的安装位
21、置需要注意： 驱动器出来的热空气不能直接进入空调。 冷空气不能直接吹入驱动器，建议使用导热 板。 进入驱动器的冷空气必须有足够的空间与热空气进行混合。 空调的出风口高度低于驱动器。 正确的安装位置如下图所示： 14 2.3.3 机械振动 震动： 0.075mm， 10 至 41Hz 5m/s2, 41Hz 至 500Hz 冲击： 50m/ s2, 11ms 2.3.4 污染 污染物符合 EN 61800-5-1 等级 2 要求。 海德汉建议在电柜门上 安装 开关，开门时机床不能正常工作 ，以保证电柜内环境质量 。 警告 由于污染造成的驱动器故障，海德汉不提供质保。空气中的尘土、化学粉末、金属粉
22、尘、关机后的冷凝水珠，都会在驱动器电路板上形成导电层，造成闪络现象，损坏驱动器。 15 2.3 安装空间 2.3.1 一般信息 警告 安装注意事项： 预留足够空间 电缆长度 与电柜里其他设备的位置关系（如下图） 16 2.3.2 MC 42x(C), CC42x(B), UV, UM, UE2xxB 安装空间 2.3.3 显示器 安装 后，操作 视角范围： 90o 150o 17 2.3 电气设计重要事项 2.3.1 供电 海德汉电源模块进线电压 400V 10%，推荐使用 稳 压器自动调节进线电压。 L1， L2， L3 中未被其他设备使用的两相。 建议在 EPCOS 线路滤波器之前接 入
23、过电压保护 器 （ 峰值电压 2500V） 。 建议使用速熔保险丝，推荐 Siemens Sitor gR 或 Siba gRL. 2.3.2 电气柜设计基本要求 电气柜应该具有 IP54 防护等级。 柜门密封良好，进线孔不能有留有缝隙。 各部件安装在没有涂漆的镀锌板上。 电柜配备空调，温度控制在 35oC 40oC；过滤棉定期更换。 电源电缆、电机电缆等强电部分与信号电缆分开走线，在电气柜中尽可能的短。 2.3.3 接地 接地遵守国标 GB/T 5226.1-2002（等效 IEC204-1:2000）“工业机械电气设备 第一部分：通用技术条件”； 中性线不能作为保护地使用； 接地线严格禁止
24、环绕 建议使用共地连接，以保证系统稳定可开运行； PE 接地只能集中在一点接地。 接地线截面积不小于 10mm2； 18 2.4 电缆 连接 总图 数控系统 19 变频器系统 20 附件 21 再生反馈型驱动器连接 非再生反馈型驱动器连接 22 如果使用多个驱动模块，须遵守如下 准则 ： 功率最大的驱动模块最靠近电源模块（比如：主轴，轴 1，轴 2 ）。 如果某个轴 需要 使用 DC 母线过滤器 ZKF（比如直线电机、力矩电机、同步电主轴等），该过滤器排列在该驱动模块的左侧。 下图的排列， ZKF 在两个直驱轴的左侧： Voltage-protection module (SM1xx)： 直驱
25、电机 （ 比如 同步 主轴电机或力矩电机 工作在弱磁范围 ） 突然断电会在电机内产生高电压， 从而损坏电机， SM1xx 可以保护直驱电机 。 23 2.5 iTNC530 连接概览 MC 422 C / 5 个位置光栅输入接口， CC 422 带有 6 个控制回路 X1 X5 光栅 X35 X38 空 X15 X20 电机编码器 X51 X60 PWM 输出 X8, X9 指令值输出，模拟量 X12 TS 工件测头 X13 TT 对刀仪 X23 电子手轮 X26 10M/100M 以太网 X27 RS-232-C/V.24 串口 X28 RS-422-C/V.11 串口 X127 RS-23
26、2-C/V.24（带 Win2000 的MC） X128 RS-422-C/V.11（带 Win2000 的MC） X141, X142 USB 接口 X30 主轴参考点 24V X34 “ Control-is-ready”系统准备好信号 24V 输出 X41 PLC 输出 X42 PLC 输入 X44 内置 PLC 24V 电压 X45 键盘单元 X46 机床操作面板 X47 (X147) PLC 扩展接口 X48 模拟量 PLC 输入 X149 (X49) BF150 显示单元 X131 预留 X69 电源 X74 5-V 电源 X121, X125 预留 X165, X166 预留 B
27、 信号地 地线 （ YL/GN） 警告 通电情况下请勿插拔任何插头！ 24 MC 422 C / 10 个位置光栅输入接口， CC 422 带有 10/12 个控制回路 X1 X5 光栅 X35 X38 光栅 X15 X20 电机编码器 X80 X83 电机编码器 X84, X85 电机编码器 (12 个控制回路 ) X51 X60 PWM 输出 X61, X62 PWM 输出 (12 个控制回路 ) X8, X9 指令值输出，模拟量 X12 TS 工件测头 X13 TT 对刀仪 X23 电子手轮 X26 10M/100M 以太网 X27 RS-232-C/V.24 串口 X28 RS-422
28、-C/V.11 串口 X127 RS-232-C/V.24（带 Win2000 的MC） X128 RS-422-C/V.11（带 Win2000 的MC） X141, X142 USB 接口 X30 主轴参考点 24V X34 “ Control-is-ready”系统准备好信号 24V 输出 X41 PLC 输出 X42 PLC 输入 X44 内置 PLC 24V 电压 X45 键盘单元 X46 机床操作面板 X47 (X147) PLC 扩展接口 X48 模拟量 PLC 输入 X149 (X49) BF150 显示单元 X131 预留 X69 电源 X74 5-V 电源 X121, X125 预留 X165X167 预留 B 信号地 地线 （ YL/GN） 警告 通电情况下请勿插拔任何插头！
