模塊六 參數設置與修改課題一 數控系統的參數查看及管理知識點：數控系統參數的意義與分類數控系統參數查看的基本方法I/O開關量與X/Y之間的對應關系技能點：通過對數控系統參數的意義與類別了解，具有查看數控系統參數和分析的數控系統參數對數控機床運行的影響能力一、任務引入在華中HNC-21TF數控裝置中的主操作界面下，查看數控系統中的軸參數，并說明軸參數所屬的類型。二、任務分析數控系統的運行控制必須要進行正確的參數設定。在數控系統中的有哪些參數？數控系統中的參數是怎樣進行管理的？參數設定與修改的權限是怎樣規定的？下面我們就對這些問題進行講解。三、相關知識1參數樹 數控系統中的參數進行分級管理，各級參數組成參數樹。華中HNC-21TF數控系統的參數樹如圖6-1所示。2參數管理權限數控裝置的運行，嚴格依賴于系統參數的設置，因此，對參數修改的權限采用分級管理。在華中HNC-21TF數控裝置中，設置了三種級別的權限，即數控廠家、機床廠家、用戶；不同級別的權限，可以修改的參數是不同的。1)數控廠家：最高級權限，能修改所有參數。2)機床廠家：中間級權限，能修改機床調試時需要設置的參數。3)用戶廠家：最低級權限，僅能修改用戶使用時需要改變的參數。數控機床在最終用戶處安裝調試后，一般不需要修改參數。在特殊的情況下，如需要修改參數，首先應輸入參數修改的密碼，所輸入的密碼正確，則可進行此權限級別的參數修改；否則，系統會提示密碼輸入錯，不能進行該權限級別參數的修改。圖6-1數控系統的參數樹圖6-2 主菜單和子菜單3主菜單與子菜單 在華中HNC-21TF數控裝置中主操作界面下，用Enter鍵選中某項后，若出現另一個菜單，則前者稱主菜單，后者稱子菜單。菜單可以分為兩種：彈出式菜單和圖形按鍵式菜單，如圖6-2所示。4參數的形式數控系統參數是以數據的形式保存在數控裝置內具有掉電保護功能的存儲區域里，系統參數可以顯示在CRT上，以人機交互的方式設置、調整，通過參數與系統軟件溝通，便達到在數控裝置硬件不變的條件下功能調整。數控系統參數一般有兩種形式。（1）位參數位參數即二進制的“l“或“0”，每位“1”或“O”可表示某個功能的“有”或“無”，也可表示不同功能形式的轉換。盡管這種表示簡單，但功能性很強，包含的內容相當多。位參數在系統中可達幾十個到上千個，有的系統在CRT上有簡單注釋，而多數沒有注釋，這就要求必須保存好技術手冊，以便對照檢查。（2）數據參數數據參數多用十進制數值表示，它表示的是某些功能的設定值或規定范圍。四、任務實施在華中HNC-21TF數控裝置中主操作界面下(如圖6-3所示)，按F3鍵進入“參數功能”子菜單。 圖6-3主操作界面 圖6-4“參數索引”子菜單參數查看具體操作步驟如下。在“參數功能”子菜單下，按F1鍵，系統將彈出如圖6-4所示的“參數索引”子菜單。 用、鍵選擇要查看或設置的選項，按Enter鍵進入下一級菜單或窗口。如果所選的選項有下一級菜單，例如“坐標軸參數”，系統會彈出該選項的下一級菜單；如圖6-5所示的“坐標軸參數”菜單。用同樣的方法選擇、確定選項，直到所選的選項沒有下一級的菜單止，此時，圖形顯示窗口將顯示所選參數塊的參數名及參數值，例如在“坐標軸參數”菜單中選擇“軸O”，則顯示如圖6-5右上所示的“坐標軸參數-軸0”窗口；用、PgUp、PgDn等鍵移動藍色光標條，到達所要查看或設置的參數處。(5)坐標軸參數的類型由圖6-5所示的“坐標軸參數-軸0”窗口的參數可知，坐標軸參數的類型有功能型參數和真實值型參數。圖6-5“坐標軸參數-軸O”窗口五、知識連接1數控系統的用戶參數數控系統的參數是系統軟件中的一個可調整部分，數控系統只有設置了正確的參數，機床才能保證較高的控制精度并按其特定的功能和程序發揮出最佳性能。在設計數控系統的功能時，數控系統設計者因為考慮到實際應用到不同機床的很大差異，而專門設計了一些預留存儲空間放置有關數據，即系統參數。當數控系統與機床聯機時，根據機床的功能要求而設定。這種設定工作一般先由系統生產廠商設定，也可以根據機床使用者提出的要求設定，數控機床生產廠家現場調試時再修改、確定。對一些可以利用參數進行調整的機床誤差，在經過檢測確認后，修改調整原來的參數，機床也能恢復正常精度。 各種不同類型的數控系統，參數的意義也不同，主要歸納有以下兩類。(1)與數控系統功能有關的參數數控系統功能的參數是數控裝置制造廠商根據用戶對系統功能的要求設定的。其中一部分參數對機床的功能有一定的限制，并有較高級別的密碼保護，這些參數用戶不可輕易修改，否則將會丟失某些功能。(2)用戶參數用戶參數是供用戶在使用機床時自行設置的參數，可隨時根據機床使用的情況進行調整，如設置合理可提高設備的效率和加工精度，用戶可設置、調整的參數見表6-1。表6-1 可調整的用戶參數序號類別可設參數的名稱備注1與機械有關的參數各坐標軸的反向間隙補償量；絲杠的螺距補償參數，包括螺補零點、螺補的間隔距離、每點的補償值等；主軸的換擋速度、主軸的準停速度；回參考點的坐標值及運動速度；機床行程極限范圍；原點位置、位置的測量方式這些參數設置不當機床就不能正常工作甚至機床精度達不到使用要求。2與伺服系統有關的參數到位寬度(坐標軸移動到這一區域，就認為到位)；位置誤差極限，即機床的各坐標允許的最大位置誤差，超過該值時會產生伺服報警；位置增益，即系統的Kv值，該參數設定時應使各聯動坐標的Kv值相等；漂移補償值(伺服系統能自動進行漂移補償，該參數就是設定的補償量)；快速移動速度，維修時可對該參數進行修改，以限定坐標移動的快慢；切削進給速度的上限(可根據機床實際加工情況，在維修時進行修改)；加減速時間常數，加減速時間常數不當，會影響伺服系統的過渡特性當更換伺服系統或電動機時，應檢查過渡特性，若無其他方法使過渡特性最佳，可試將該參數進行稍許調整。調整的依據是，使速度過渡特性曲線無超調，且過渡時間最短。3與外設有關的參數主要參數為波特率，不同的串行通信方式輸入/輸出外設有不同的波特率，外設與數控裝置連接時，應根據外設的波特率值設定數控裝置的這一參數，使二者的信息傳遞速率一致。有時外設接上后不執行數控的命令，要先檢查接線，若接線無誤，其原因可能是波特率不對所致。4PLC參數設置PLC中容許用戶修改的定時、計時、計數、刀具號及開通PLC中的一些控制功能的參數還有一些如柵格移動量、進給指令限定值等與機床用戶有關的參數，但這些參數是在設計階段已經確定的參數。用戶參數在調機或使用、維修時是可以更改的，這些參數修改好后，應將參數封鎖住。正常情況下，參數應由數控機床專職維修人員負責修改和記錄、管理，操作人員一般不要修改。2數控系統的參數分類無論是哪種型號的CNC系統都有大量的參數，少則幾百個，多則上千個。這些參數的基本分類見表6-2。表6-2 參數的分類及說明序號分類方法類別說明1按參數本身的形式分類功能型參數此類參數標定CNC系統某種功能的有無，只有“1”或“0”兩種形式比率型參數這類參數代表某種參量的比例關系，以代碼的型設定真實值型參數這種參數直接送a所需設定的真實值，設定的范圍一般都是已給定的2按參數本身的性質分類普通型參數凡是在CNC制造廠家提供的資料上有詳細介紹的參數均可視為普通型參數。這類參數只要按著資料上的說明弄清含義，能正確、靈活應用即可秘密級參數這類參數在CNC生產廠家的資料中沒有說明，只是給設置好而已。數控機床的用戶從資料上根本了解不到它的含義和作用，一旦這類參數出了問題，機床并不報警，但機床的功能會產生很大的變化，甚至不能正常工作，給用戶帶來很大麻煩。3數控系統的參數意義(1) 系統參數系統參數包括有插補周期、刀具壽命管理使能、移動軸脈沖當量分母等。系統參數的單位、設定值及其說明見附表E-1。(2) 通道參數通道參數的管理權限、設定及說明見附表E-1。（3）坐標軸參數坐標軸參數包含有軸名稱、所屬通道號、軸類型、單位內部脈沖當量、正軟極限位置等等，常見的坐標軸參數見附表E-1。 (4) 軸補償參數軸補償參數的管理權限、設定及說明見附表E-1。（5） 硬件配置參數硬件配置參數可以看作是系統內部所有硬件設備的清單。共可配置32個部件，從部件0到部件31，每個部件包含五個參數。部件外部設備的型號、標識及配置見表6-3，部件配置參數的管理權限、設定及說明見附表E-1。表6-3 部件外部設備的型號、標識及配置設備說明部件型號標識地址配置0配置1面板開關量輸入輸出輸入16組；輸出8組530113000外部開關量輸入輸出輸入5組；輸出4組1主電機驅動單元D/A接口XS9154主軸編碼器接口XS932手搖脈沖發生器接口XS8315(6)串行伺服接口(HSV-11伺服)XS40XS43XS40490XS411XS422XS433其它進給驅動接口XS30XS33步進驅動46注1注4脈沖接口伺服45注20模擬接口伺服41/42注3注1： D0D3(二進制)；軸號，0000-1111 D4D5(二進制)；00(缺省)單脈沖輸出 01單脈沖輸出 10雙脈沖輸出 11A B相輸出注2： D0D3(二進制)；軸號，0000-1111 D4D5(二進制)；00(缺省)單脈沖輸出 01單脈沖輸出 10雙脈沖輸出 11A B相輸出 D6D7(二進制)；00(缺省)A B相反饋 01單脈沖反饋 10雙脈沖反饋 11A B相反饋注3： D0D3(二進制)；軸號，0000-1111 D6D7(二進制)；00(缺省)A B相反饋 01單脈沖反饋 10雙脈沖反饋 11A B相反饋注3： 0：編碼器Z脈沖邊沿8：編碼器Z脈沖高電平-8：編碼器Z脈低電平 其它：以開關量代替Z脈沖。 （6） PMC 系統參數PMC 系統參數的管理權限、設定及說明見附表E-1。數控系統中的參數在系統中可達幾十個到上百個，而多數沒有注釋，要求必須保存好技術手冊，以便對照檢查。【思考與練習】1查看HNC-21TF硬件配件參數、PMC用戶參數、機床參數。2列舉硬件配件參數、PMC用戶參數的組成和分類。3分析各設置參數權限對數控系統運行的作用及影響。4根據HNC-21TF主要參數關系，說明圖6-6中符號、所示參數的主要關系。5寫出華中HNC-21TF中輸入開關量I0I9對應的地址和模塊號。課題二 數控系統中主要參數的修改及設置知識點：手搖單元PMC系統參數的設置主軸相關參數的設置步進電動機相關參數的設置脈沖伺服驅動有關參數的設置技能點：通過分析參數相互之間的關系，具有設置和修改參數的能力一、任務引入在華中HNC-21TF數控裝置中，設置手搖單元上的手搖脈沖發生器的硬件配置參數和PMC系統參數。二、任務分析數控機床上與數控裝置相連部件都需在數控系統中進行正確的參數配置后，才能使用。在華中HNC-21TF數控裝置中的主要參數相互關系如何？手搖脈沖發生器在數控系統中需進行哪些參數配置？各配置的管理權限及配置值怎樣確定？下面我們對這些問題進行講解。三、相關知識1參數相互之間的關系華中HNC-21TF數控裝置中，主要參數相互之間的關系如圖6-6所示。圖6-7中的符號的參數關系如下： 如果在硬件配置參數中將部件3的型號設為“5301”，標識設為“49”，配置0設為“0”，將由XS40控制的11型伺服單元分配到系統硬件清單中的3號部件；在坐標軸參數中通過將軸2的部件號；設為“3”而使得系統實際軸2控制的軸為部件3指定的軸，即XS40控制的11型伺服軸；在通道參數中通過將A軸的軸號設為2，使得軸2成為邏輯軸A軸，相應的軸2的名稱即為“A”。圖6-6 HNC-21TF主要參數關系圖2IO信號與XY的對應關系在“PMC系統參數”選項中給各部件(部件20、部件21、部件22)中的輸入、輸出開關量分配占用的X、Y地址，即確定接口中各IO信號與XY的對應關系。如圖6-7所示：將部件21中的開關量輸入信號設置為“輸入模塊0”，共30組，則占用X 00X29；將部件20中的開關量輸入信號設置為“輸入模塊1”，共16組，則占用X30X 45；輸入開關量總組數即為30+16=46組。將部件21中的開關量輸出信號設置為“輸出模塊0”，共28組，則占用Y00Y27；將部件22中的開關量輸出信號設置為“輸出模塊1”，共2組，則占用Y28Y29；將部件20中的開關量輸出信號設置為“輸出模塊2”，共8組，則占用Y30Y37；輸出開關量總組數即為28+2+8=38組。 在“PMC系統參數”選項中所涉及的部件號與“硬件配置參數”選項中的部件號是一致的。輸入輸出開關量每8位一組，占用一個字節。例如HNC-21TF數控裝置XS1O接口的I0I7開關量輸入信號占用X 00組，IO對應于X 00的第0位、I1對應于X OO的第1位。按以上參數設置，IO開關量與XY的對應關系見表6-4。圖6-7 PMC系統參數中關于輸入/輸出開關量的設置3I/O（輸入/輸出）開關量的接口在系統程序、PLC程序中，機床輸入的開關量信號定義為X(即各接口中的I信號)，輸出到機床的開關量信號定義為Y(即各接口中的O信號)。將各個接口(HNC-21TF本地、遠程IO端子板)中的I0(輸入輸出)開關量定義為系統程序中的X、Y變量，需要通過設置參數中的“硬件配置參數”選項和“PMC系統參數”選項來實現。表6-4 IO開關量與XY的對應關系類別信號名X/Y地址部件號模塊號說明輸入開關量地址定義 IOI39X00X0421輸入模塊O XS1O、XS11輸入開關量 I40I47X05 保留 I48I175X06X21 保留I176I239X22X29 保留I240I367X30X4520輸入模塊1 面板按鈕輸入開關量輸出開關量地址定義O0O31YOOY0321輸出模塊O XS20、XS21輸出開關量O32O159Y04Y19 保留O160O223Y20Y27 保留O224O239Y28Y2922輸出模塊1 主軸模擬電壓指令數字輸出量O240O303Y30Y3720輸出模塊2面板按鈕指示燈輸出開關量HNC-21TF數控裝置的輸入輸出開關量占用硬件配置參數中的三個部件(一般設為部件20、部件21、部件22)，如圖6-8所示。在圖6-6中，主軸模擬電壓指令輸出的過程為：PLC程序通過計算給出數字量，再將數字量通過轉換用的硬件電路轉化為模擬電壓。PLC程序處理的是數字量，共16位，占用兩個字節，即兩組輸出信號。因此，主軸模擬電壓指令也作為開關量輸出信號處理。 圖6-8硬件配置參數中關于輸入/輸出開關量的設置四、任務實施手搖單元上的坐標選擇輸入開關量與其他部分的輸入輸出開關量的參數可統一設置，不需要單獨設置；手搖單元上的手搖脈沖發生器需要設置相關的硬件配置參數和PMC系統參數，如圖6-9a所示。通常在硬件配置參數選項中部件24被標識為手搖脈沖發生器(標識為31，配置0為5)，并在PMC系統參數選項中引用，如圖6-9b所示。 a） b）圖69 手搖單元硬件配置參數和PMC系統參數的設置五、知識鏈接1與主軸相關的參數設置與主軸控制相關的輸入輸出開關量和數控裝置其他部分的輸入輸出開關量的參數可統一設置，不需要單獨設置。相關的輸入輸出開關量的功能需要PLC程序的支持才能實現（請見參考有關華中數控PLC編程說明書）。圖6-10 主軸速度控制信號(模擬電壓)在硬件配置參數中的設置主軸控制接口(XS9)中包含兩個部件：主軸速度控制輸出(模擬電壓)單元和主軸編碼器輸入單元；需要在“硬件配置參數”、“PMC系統參數”和“通道參數”選項中設定。通常在“硬件配置參數”選項中把部件22標識為主軸模擬電壓輸出模塊(標識為15，配置為4)，并在“PMC系統參數”選項中引用，參數設置如圖6-10、圖6-5所示。主軸速度控制信號對應的數字量占用PLC開關量輸出模塊(Y)中的兩個字節，共16位；如圖6-10中所設，它將占用Y28和Y29。在用戶PLC程序中對該端口設定的兩個字節輸出開關量(數字量)，將轉換為模擬電壓指令由接口XS9的6、7、8、14、15腳輸出(其中7、8、15腳為信號地)。 輸出控制量(數字量)與模擬電壓的對應關系見表6-5。 表6-5 輸出數字量(十六進制表示)與模擬電壓的對應關系 數字量模擬電壓 O000007FFF080000FFFF6腳0V+10VOV-10V14腳OV+10V2使用步進電動機時有關參數的設置使用步進電動機時，有關參數的設置見附表E-2。3脈沖接口伺服驅動的有關參數設置使用脈沖接口伺服驅動時有關參數的設置見附表E-3。4模擬接口伺服驅動的有關參數設置使用模擬接口伺服驅動時有關參數的設置見附表E-4。【實踐環節】 1實踐目的(1)掌握數控系統參數的定義及設置方法。(2)了解參數的設置對數控系統運行的作用及影響。2實踐儀器與設備(1)HED-21S數控系統綜合實驗臺一套。(2)專用聯接線一套。3實踐內容(1)按模塊三的課題二連接數控系統，并自行復查連線。 (2)數控設置的接口及連接部件的標識 在華中數控系統中，HNC-21TF數控裝置XS30口接脈沖接口的松下交流伺服，作為數控系統的X軸，指令脈沖形式為單脈沖；交流伺服電動機轉動一圈碼盤反饋2500個脈沖，脈沖形式為A、B相脈沖。通常部件號為O，軸號為O。數控裝置XS31口接步進電動機驅動器M535，作為數控系統的Z軸，指令脈沖形式為單脈沖；步進電動機轉動一圈對應的脈沖數為1600，步進電動機的拍數為4。通常部件號為1，軸號為1。 數控裝置XS32口接光柵尺，光柵尺反饋的是脈沖信號，脈沖形式為A、B相脈沖。通常部號為2，軸號為2。 數控裝置XS8口接手搖脈沖發生器。通常部件號為24，標識為31。 數控裝置XS9口接變頻器。通常部件號為22，標識為15。 數控裝置XSl0口接輸入開關量。通常部件號為21，標識為13。 數控裝置XS20口接輸出開關量。通常部件號為21，標識為13。 數控裝置面板按鈕的輸入輸出量。通常部件號為20，標識為13。 (3)硬件配置參數的設置在硬件配置參數中設置數控系統各部件的硬件配置參數，并將參數設置填入表6-6中。表6-6 硬件配置參數的設置 參數名 型 號 標 識 地 址 配置o 配置1 部件O 530l 45 部件1 530l 46 部件2 530l 45 部件20 530l 13 部件21 530l 13 部件22 530l 15 部件24 530l 3l(4)PMC系統參數的設置在PMC系統參數中設置數控系統PMC系統參數，并將參數設置填入表6-7中。表6-7 PMC系統參數的設置 參數名 參數說明 參數設置開關量輸入總組數開關量輸入總字節數開關量輸出總組數開關量輸出總字節數輸入模塊O部件號XS1O輸入的開關量部件號輸入模塊O組數XS1O輸入的開關量字節數輸入模塊1部件號面板按鈕輸入開關量部件號輸入模塊1組數面板按鈕輸入開關量字節數輸出模塊O部件號XS20輸出的開關量部件號輸出模塊O組數XS20輸出的開關量字節數輸出模塊1部件號主軸模擬電壓指令對應的數字量部件號輸出模塊1組數主軸模擬電壓指令對應的數字量字節數輸出模塊2部件號面板按鈕輸出開關量部件號輸出模塊2組數面板按鈕輸出開關量字節數手脈O部件號手搖脈沖發生器的部件號(5)坐標軸參數的設置。X坐標軸參數的設置X坐標軸參數的設置見表6-8。表6-8 X坐標軸參數的設置 參數名 參數說明 參數范圍伺服驅動器型號脈沖接口伺服驅動器型號代碼為45 45伺服驅動器部件號該軸對應的硬件部件號 O最大跟蹤誤差 10000電動機每轉脈沖數電動機轉動一圈對應的輸出脈沖當量數 2500伺服內部參數O設置為0 O伺服內部參數1反饋電子齒輪分子 1伺服內部參數2反饋電子齒輪分母 1 Y坐標軸參數的設置光柵尺占用了一個軸接口，作為數控系統的Y坐標軸，因此光柵尺相當于電動機碼盤的作用，但不是用來控制坐標軸，而是用來顯示坐標軸的實際位置。應注意將定位允差、最大跟蹤誤差必須設置為O，否則坐標軸一移動，系統就會報警。Y坐標軸參數的設置見表6-9。表6-9 Y坐標軸參數的設置參數名參數說明 參數范圍伺服驅動型號脈沖接口伺服驅動型號代碼為45 45伺服驅動器部件號該軸對應的硬件部件號 2定位允差 O最大跟蹤誤差 O伺服內部參數0設置為O OZ坐標軸參數的設置Z坐標軸參數的設置見表6-10。表6-10 Z坐標軸參數的設置參數名參數說明參數范圍伺服驅動型號步進電動機不帶反饋代碼為4646伺服驅動器部件號該軸對應的硬件部件號1電動機每轉脈沖數電動機轉動一圈對應的輸出脈沖當量數1600伺服內部參數0步進電動機拍數4通道參數的設置標準設置選“O通道”，其余通道不用，參數設置見表6-11。表6-11 通道參數的設置 參數名 值 說 明 參數名 值 說 明 通道使能 1 “O通道”使能 移動軸拐角誤差 20 禁止更改 X軸軸號 O X軸部件號 旋轉軸拐角誤差 20 禁止更改 Y軸軸號 2 光柵尺部件號 通道內部參數 O 禁止更改 Z軸軸號 1 Z軸部件號 (6)數控系統參數的調