摘要：数控设备是机电一体化的工作系统，本文介绍HNC-21数控实验设备电气及机械的综合知识，最终达到熟练掌握数控机床调试技术的目的。
关键词：数控系统；电气控制；调试技术；误差补偿
0 引言
HNC-21数控实验设备由硬件和软件组成，可实现G代码编程，电气装调和机械精度检测等。通过调试实验设备的学习，能够掌握数控机床电气控制原理，NC系统参数设定，变频器，步进驱动器和伺服驱动器的调试方法等，同时能够对机床出现的常见故障进行快速准确的诊断与维修。
1 电气控制原理
HNC-21实验设备采用交流三相380V供电，主轴采用变频驱动控制，进给轴X采用步进驱动实现开环控制，进给轴Z采用伺服驱动实现半闭环控制，电气控制原理如图1所示。
伺服变压器TC2将AC380V转换为AC220V，供电给伺服驱动器。控制变压器TC1将2相AC380V转换成AC24V和AC220V，AC24V经过整流桥AP1变换为DC36V供电给步进驱动器，AC220V用于刀架正反转控制电路、伺服驱动器内部控制电路和开关电源VC1。开关电源输出DC24V用于系统电源、急停控制回路、刀架信号电源和PLC输入转接板指示灯电源等。继电器KA9吸合产生的24V1用于伺服使能控制和PLC输出继电器控制。继电器KA4和KA5用于刀架正反转控制电路，接触器KM1和KM2用于刀架电机主电路。RC1和RC2用于接触器线圈灭弧，RC3用于接触器主触点灭弧。
2 配置硬件与PMC系统参数
配置硬件参数是列出设备的部件清单，HNC-21系统能够配置32个部件。HNC-21板卡型号5301，板卡地址0，步进电机标识46，伺服电机标识45，输入/输出开关量标识13，手摇脉冲发生器标识31，主轴模拟电压输出标识15，配置0用于区别接口类型，调整设备功能。
PMC系统参数用于定义I/O模块接口，开关量输入总组数为46，X0-X4字节用于基本输入信号，由系统XS10、XS11端口输入，X5-X29字节用于扩展输入信号，X30-X45字节用于MCP面板和MDI键盘输入信号。开关量输出总组数为38，Y0-Y3字节用于基本输出信号，由系统XS20、XS21端口输出，Y4-Y27字节用于扩展输出信号，Y28-Y29字节用于主轴D/A数字量输出信号，Y30-Y37字节用于MCP面板和MDI键盘输出信号。
3 外部运行允许控制
外部运行允许控制即急停控制，它是数控设备的保护电路，如图2所示。
急停控制继电器KA9采用DC24V供电，它与行程限位开关闭点、急停按钮串联，超程解除按钮与行程开关闭点并联。数控系统正常启动后，旋开急停按钮，KA9线圈得电，外部运行允许信号X2.3由PLC信号转接板输入，系统由急停变成复位，机床可正常工作。手动运行十字滑台X、Z轴至超程位置，进给轴停止运行，系统显示急停与超程报警，按住超程解除，将行程限位短路，可移动进给轴向相反方向运行，报警消除。
作者：王锐