1、HNC-8型数控系统的典型硬件 及其综合连接,龚承汉,一、 HNC-8型数控系统典型硬件结构及接口从硬件角度讲HNC-8型数控系统主要由HMI、HPC-100(IPC-100)、电源模块(HPW-145U)、主轴模块、伺服驱动模块以及I/O模块等构成。数控系统通过接口和这些模块建立联系，然后通过这些模块驱动数控机床执行部件，从而使数控机床按照指令要求有序的工作。 1、HMI的结构与接口功能：a)提供人机交互界面，包括显示、键盘和操作面板b)内置IPC单元，可运行数控装置人机交互软件c)内置短信通讯模块，用于远程机床状态监控,808系列数控装置接口图-正面XS2：外接PC键盘接口；XS7：USB
2、盘接口（USB2.0）；,808系列数控装置接口图-背面XS6：NCUC总线接口XS8：手持单元接口 XT1：外部电源开、电源关、急停接口,A系列数控装置接口图-上面板正面XS2：标准PS/2键盘接口；XS7：USB接口（USB2.0）；,A系列数控装置接口图-下面板背面XS6A：NCUC总线入接口；XS6B：NCUC总线出接口；XS8：手持单元接口；,B系列数控装置接口图-正面XS2：标准PS/2键盘接口；XS7：USB接口（USB2.0）；,B系列数控装置接口图-背面板XS6：NCUC总线接口XS8：手持单元接口XT1：外部电源开、电源关、急停接口,C系列数控装置接口图-上面板正面 XS7
3、A：USB1.1接口XS7B：USB2.0接口,C系列数控装置接口图-上面板背面 NCP：上下面板接口,C系列数控装置接口图-下面板背面NCP：上下面板接口XS8：手持单元接口XS6A、XS6B：NCUC总线入/出接口,HMI接口总结如下： 1) 电源接口POWER：数控系统HMI正常工作时需要外部提供DC 24电源，同时为保证HNC-8型数控系统突然掉电能有足够的时间保存设备的运行状态，外部AC 220V电源提供带UPS功能的开关电源HPW-145U提供带有UPS的DC 24V，通过POWER接口输入，供HMI使用。 2) 总线入接口：HNC-808、HNC-818B这两种8型数控系统，由于
4、是上下面板一体化的结构，故其总线是由IPC-100直接从面板内部到下面板（MCP）的，因此在HMI外部就没有此总线的输入接口标号；而HNC-818A及HNC-848C这两种8型数控系统，由于上下面板是分离的，故其总线是由IPC-100到下面板（MCP）的XS6A总线输入接口。 3) 总线出接口：HNC-808、HNC-818B的总线出接口为XS6，而HNC-818A及HNC-848C的总线出接口为XS6B。 4) 手持单元接口XS8：为手持单元接口。 5) USB接口XS7：为标准U盘接口。HNC-8型数控系统可以使用的U盘最大容量为8GB，其使用的文件系统必须是FAT32格式。 6) 标准P
5、S/2键盘接口XS2：可以外接标准PS/2计算机用键盘，使用此键盘可以进行程序调试，以及LINUX平台下系统调试。,IPC-100模块接口IPC单元是HNC-8系列数控装置的核心控制单元，相当于网络中的服务器。,POWER：24V电源接口：接HPW-145U带UPS的DC 24V, 保证系统在异常掉电后，保存设备的运行状态； PORT0 / 3：NCUC总线出/入接口； USB0：外部USB1.1接口； VGA：内部使用的视频信号口； USB1&USB2：内部使用的USB2.0接口； LAN：外部标准以太网接口。,IPC-100功能：a)嵌入式工业计算机模块，可运行LINUX、WINDOWS操
6、作系统；b)具备PC机的标准接口：VGA、USB、以太网等；c)配置DSP+FPGA+以太网物理层接口。IPC-100应用：a)可用于数控装置HMI的控制；b)可用于数控装置MLU的控制；c)可用于数控系统内部智能模块的控制。,电源- HPW-145UUPS开关电源(HPW-145U)是HNC-8系列数控系统所需的开关电源，该开关电源具有掉电检测及UPS功能。共有4路额定输出电压DC +24V，总额定输出电流6A，额定功率145W，具有短路保护、过流保护。 功能：a)提供DC24V电源；b)支持AC220V输入电源掉电报警信号；c)提供UPS功能。 技术指标：,应用：a)为IPC单元、数控装置
7、、I/O单元等提供电源；b)提供掉电后UPS功能，保证系统在异常掉电后，保存设备的运行状态。,HIO-1000总线式I/O单元 总线I/O单元特性简介：a) 通过总线最多可扩展16个I/O单元；b) 采用不同的底板子模块可以组建两种I/O单元，其中HIO-1009型底板子模块可提供1个通讯子模块插槽和8个功能子模块插槽；HIO-1006型底板子模块可提供1个通讯子模块插槽和5个功能子模块插槽；c) 功能子模块包括开关量输入/输出子模块、模拟量输入/输出子模块、轴控制子模块等开关量输入/输出子模块-提供16路开关量输入或输出信号；模拟量输入/输出子模块-提供4通道A/D信号和4通道的D/A信号；
8、轴控制子模块-提供2个轴控制接口，包含脉冲指令、模拟量指令和编码器反馈接口d)开关量输入子模块NPN、PNP两种接口可选，输出子模块为NPN接口，每个开关量均带指示灯。,应用：a)机床外部开关量输入/输出；b)机床传感器输入/输出；c)传统接口的主轴驱动/变频器的连接。通讯子模块(HIO-1061)负责完成与HNC-8系列数控系统的通讯功能(X2A、X2B接口)并提供电源输入接口(X1接口)，外部开关电源输出功率应不小于50W。注意：由通讯子模块引入的电源为总线式I/O单元的工作电源（使用HPW-145U无UPS功能的绿色插头供DC 24V），该电源应该与输入/输出子模块涉及的外部电路（即PL
9、C电路，如无触点开关、行程开关、继电器等）分别采用不同的开关电源，后者称PLC电路电源；输入/输出子模块GND端子应该与PLC电路电源的电源地可靠连接；,开关量输入子模块功能及相关接口开关量输入子模块包括NPN型 (HIO-1011N)和PNP型(HIO-1011P)两种，区别在于：NPN型为低电平有效，PNP型为高电平（+24V）有效，每个开关量输入子模块提供16路开关量信号输入插头为灰色,开关量输出子模块(HIO-1021N)为NPN型，有效输出为低电平，否则输出为高阻状态，每个开关量输出子模块提供16路开关量信号输出。插头为黑色,模拟量输入/输出（A/D-D/A）子模块(HIO-1073
10、)负责完成机床到数控系统的A/D信号输入和数控系统到机床的D/A信号输出。每个A/D-D/A子模块提供4通道12位差分/单端模拟信号输入和4通道12位差分/单端模拟信号输出。A/D输入接口XA：（绿色）；D/A输出接口XB：（橙色）。,轴控制子模块(HIO-1041)可提供2路主轴模拟接口和2路脉冲式接口。脉冲式接口XA、XB：（26芯高密）,手持单元提供急停按钮、使能按钮、工作指示灯、坐标选择（OFF、X、Y、Z、4）、倍率选择（X1、X10、X100）及手摇脉冲发生器。,手持接口插头连接到HNC-8系列数控装置的手持控制接口XS8上。,总线式伺服驱动装置 产品特点：a) HSV-160U低
11、压系列（220V电压等级）：20A、30A、50A、75A共4种规格； HSV-180U高压系列（380V电压等级）：35A、50A、75A、100A、150A、200A、250A、300A、450A共9种规格等级，功率回路最大功率输出达到100KW；b)采用统一的编码器接口，可以适配复合增量式光电编码器、全数字绝对式编码器、正余弦绝对值编码器；支持ENDAT2.1/2.2，BISS，HIPERFACE，多摩川等串行绝对值编码器通讯传输协议，支持单圈/多圈绝对位置处理；c)采用工业以太网总线接口，支持NCUC和EtherCAT两种总线数据链路层协议，实现和数控装置的高速数据交换如状态监控、参数
12、修改、故障诊断等功能；d)HSV-180U支持第二编码器接口，实现全闭环控制；e)通过集成不同的软件模块，可以适配伺服电机、主轴电机、力矩电机等类型的电机。,HSV-160U系列交流伺服驱动单元HSV-160U具有高速工业以太网总线接口，采用具有自主知识产权的NCUC总线协议，实现和数控装置高速的数据交换；具有高分辨率绝对式编码器接口，可以适配复合增量式、正余弦、全数字绝对式等多种信号类型的编码器，位置反馈分辨率最高达到23位。 HSV-160U交流伺服驱动单元形成20A、30A、50A、75A共四种规格，功率回路最大功率输出达到5.5KW。,HSV-180U系列交流伺服驱动单元HSV-180
13、U具有高速工业以太网总线接口，采用具有自主知识产权的NCUC总线协议，实现和数控装置高速的数据交换；具有高分辨率绝对式编码器接口，可以适配复合增量式、正余弦、全数字绝对式等多种信号类型的编码器，位置反馈分辨率最高达到23位。支持双编码器接口，可以实现全闭环控制。HSV-180U交流伺服驱动单元形成从035到450共八种规格，功率回路最大功率输出达到75KW，大大拓宽了公司伺服驱动产品的功率输出范围。,XS6外部编码器反馈接口 XS6作为第二位置反馈信号输入接口，例如机床光栅尺反馈信号输入接口。,XS6输入接口插座(面对插座看),XS6输入接口插头(面对插头看) XS6输入接口插头焊片(面对插头的焊片看),华大电机LMBB（低压电机）和HMBB（高压电机）其位置编码器均为多摩川（单圈217、多圈212）绝对值编码器（须用外接电池），电机极对数为4。如有Z字母则为抱闸电机。,2、 HNC-8型数控系统综合连接图任何时候进行数控系统硬件连接时，须按以下步骤进行： l 读懂并理解数控系统综合连接图； l 核对数控系统HMI、IPC-100、HPW-145U、主轴模块、伺服模块、HIO-1000总线式I/O模块等的安装位置，弄清楚各模块的接口定义，明确各模块的控制对象，选择合适的线缆进行各接口之间的连接，并确保连接可靠。,块1.pdf,
