1.4　数控车床的操作面板与控制面板

1.4.1　华中数控系统介绍

（1）基本配置

①数控单元。

a.工业控制机

（a）中央处理器板（CPU BOARD）：原装进口嵌入式工业PC。

·中央处理单元（PU）：高性能32位微处理器。

·存储器（DRAM RAM）：8MB RAM（可扩至16MB）加工缓冲区。

·程序断电存储区（Flash ROM）：4MB（可扩至72MB）。

（b）显示器：7.5in彩色LCD（分辨率为640像素×480像素）。

（c）硬盘：可选（选件）。

（d）软驱：1.44MB/3.5in。

（e）RS232接口：RS232 19200bit/s。

（f）网络接口：以太网接口（选件）。

b.控制轴数：3轴，最大至4轴（选件）。

c.伺服接口：数字量、模拟量接口和串行口，可选配各种脉冲接口、模拟接口交流伺服单元或步进电动机驱动单元及该公司生产的串行接口HSV-11系列交流伺服驱动单元。

d.开关量接口：输入40点，输出32点。

e.其他接口：手摇脉冲发生器接口、主轴接口、远程输入/输出接口选件。

f.控制面板：防静电薄膜标准机床控制面板。

g.MPG手持单元：4轴MPG一体化手持单元（选件）。

h.NC键盘：包括精简型MDI键盘和F1～F10十个功能键。

i.软件：华中世纪星高性能车削数控系统软件。

②进给系统。

a.HSV-11系列交流永磁同步伺服驱动与伺服电动机。

b.各种步进电动机驱动单元与电动机。

c.各种模拟接口脉冲接口伺服电动机驱动系统。

③主轴系统。

a.接触器+主轴电动机。

b.变频器+主轴电动机。

c.主轴驱动单元+主轴电动机。

（2）主要技术规格

①最大控制轴数：4轴。

②最大联动轴数：4轴。

③主轴数：1。

④最大编程尺寸：99999.999mm。

⑤最小分辨率10～0.01μm（可设置）。

⑥直线、圆弧、螺纹插补。

⑦小线段连续高速插补。

⑧用户宏程序、简单循环、复合循环。

⑨直径/半径编程。

⑩自动加减速控制（S曲线）。

加速度平滑控制。

MDI功能。

M、S、T功能。

故障诊断与报警。

汉字操作界面。

全屏幕程序在线编辑与校验功能。

参考点返回。

工件坐标系G54～G59。

加工轨迹彩色图形仿真，加工过程实时图形显示。

加工断点保护/恢复功能。

双向螺距补偿（最多5000点）。

反向间隙补偿。

刀具偏置与磨损补偿、刀具几何补偿、刀尖半径补偿。

主轴转速及进给速度倍率控制。

CNC通信功能RS 232。

网络功能支持NT Novell Internet网络。

支持DIN/ISO标准G代码。零件程序容量：硬盘网络；不需DNC，最大可直接执行2GB的程序。

内部二级电子齿轮。

内部已提供标准PLC程序，也可按要求自行编制PLC程序。

1.4.2　HNC-21T世纪星车床数控操作台的组成

HNC-21T世纪星车床数控装置操作台为标准固定结构，如图1-18所示。操作台结构美观、体积小巧，操作方便。外形尺寸为420mm×310mm×110mm（W×H×D）。

（1）显示器

操作台的左上部为7.5寸彩色液晶显示器，分辨率为640像素×480像素，用于汉字菜单、系统状态、故障报警的显示和加工轨迹的图形仿真。

（2）NC键盘

NC键盘用于零件程序的编制、参数输入、MDI及系统管理操作等。NC键盘包括精简型MDI键盘和F1～F10十个功能键。

标准化的字母数字式MDI键盘介于显示器和和“急停”按钮之间，其中的大部分键具有上档键功能，当“Upper”键有效时（指示灯亮），输入的是上档键。F1～F10十个功能键位于显示器的正下方。

（3）MPG手持单元

MPG手持单元由手摇脉冲发生器、坐标轴选择开关组成，用于手摇方式增量进给坐标轴。MPG手持单元的结构如图1-19所示。

（4）机床控制面板MCP

机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程。标准机床控制面板的大部分按键（除“急停”按钮外）位于操作台的下部。“急停”按钮位于操作台的右上角，如图1-18所示。

下面主要介绍标准控制面板上按键按钮的作用与使用方法。

①急停按钮。

机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，CNC即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作，控制柜内的进给驱动电源被切断；松开“急停”按钮，左旋此按钮，按钮将自动跳起，CNC进入复位状态。解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除；紧急停止解除后，应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。

注意：在启动和退出系统之前应按下“急停”按钮以保障人身和财产安全。

②方式选择按键。

机床的工作方式由手持单元和控制面板上的方式选择按键共同决定。方式选择按键及其对应的机床工作方式如下。

a.：自动运行方式。

b.：单程序段执行方式。

c.：手动连续进给方式。

d.：增量/手摇脉冲发生器进给方式。

e.：返回机床参考点方式。

其中，按下“增量”按键时，根据手持单元的坐标轴选择波段开关位置对应两种机床工作方式：

·波段开关置于“Off”挡：增量进给方式。

·波段开关置于“Off”挡之外：手摇脉冲发生器进给方式。

注意：

a.控制面板上的方式选择按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余几个会失效（指示灯灭）。

b.系统启动复位后，默认工作方式为“回零”。

c.当某一方式有效时，相应按键内指示灯亮。

③轴手动按键。

“+X”、“+Z”、“-X”、“-Z”按键用于在手动连续进给、增量进给和返回机床参考点方式下，选择进给坐标轴和进给方向。“+C”、“-C”按键只在车削中心上有效，用于手动进给C轴。

④速率修调按钮。

a.进给修调。在自动方式或MDI运行方式下，当F代码编程的进给速度偏高或偏低时，可用进给修调右侧的100％和“+”、“-”按键，修调程序中编制的进给速度。

按“100％”按键（指示灯亮），进给修调倍率被置为100％，按一下“+”按键，进给修调倍率递增5％；按一下“-”按键进给修调倍率递减5％。在手动连续进给方式下，这些按键可调节手动进给速率。

b.快速修调。在自动方式或MDI运行方式下，可用快速修调右侧的100％和“+”、“-”按键修调G00快速移动时系统参数“最高快移速度”设置的速度。

按“100％”按键（指示灯亮）快速修调倍率被置为100％；按一下“+”按键，快速修调倍率递增5％；按一下“+”按键，快速修调倍率递减5％。在手动连续进给方式下，这些按键可调节手动快移速度。

c.主轴修调。在自动方式或MDI运行方式下，当S代码编程的主轴速度偏高或偏低时，可用主轴修调右侧的“100％”和“+”、“-”按键修调程序中编制的主轴速度。按“100％”按键（指示灯亮），主轴修调倍率被置为100％；按一下“+”按键，主轴修调倍率递增5％；按一下“-”按键，主轴修调倍率递减5％。在手动方式时，这些按键可调节手动时的主轴速度。机械齿轮换挡时，主轴速度不能修调。

⑤回参考点按键。

按一下“回零”按键（指示灯亮），系统处于手动回参考点方式，可手动返回参考点（下面以X轴回参考点为例说明）。

a.根据X轴“回参考点方向”参数的设置，按一下“+X”按键（回参考点方向为+）或“-X”按键（回参考点方向为-）。

b.X轴将以“回参考点快移速度”参数设定的速度快进。

c.X轴碰到参考点开关后，将以“回参考点定位速度”参数设定的速度进给。

d.当反馈元件检测到基准脉冲时，X轴减速停止，回参考点结束。此时，“+X”或“-X”按键内的指示灯亮。

用同样的操作方法，使用“+Z”、“-Z”按键可以使Z轴回参考点。

同时按压X向和Z向的轴手动按键可使X轴、Z轴同时执行返回参考点操作。

注意：

a.在每次电源接通后，必须首先用这种方法完成各轴的返回参考点操作，然后进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。

b.在回参考点前应确保回零轴位于参考点的“回参考点方向”的相反侧，否则应手动移动该轴直到满足此条件。

⑥手动进给按键。

a.手动进给。按一下“手动”按键（指示灯亮），系统处于手动运行方式，可手动移动机床坐标轴（下面以手动移动X轴为例说明）。

（a）按压+X或-X按键（指示灯亮），X轴将产生正向或负向连续移动。

（b）松开“+X”或“-X”按键（指示灯灭），X轴即减速停止。

用同样的操作方法使用“+Z”、“-Z”按键可以使Z轴产生正向或负向连续移动，同时按压X向和Z向的轴手动按键，可同时手动连续移动X轴、Z轴。

在手动连续进给方式下，进给速率为系统参数最高快移速度的乘以进给修调选择的进给倍率。

b.手动快速移动。在手动连续进给时，若同时按“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。手动快速移动的速率为系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。

⑦增量进给按键。

a.增量进给。当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“Off”挡时，按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），系统处于增量进给方式，可增量移动机床坐标轴（下面以增量进给X轴为例说明）。

（a）按一下“+X”或“-X”按键（指示灯亮），X轴将向正向或负向移动一个增量值。

（b）再按一下“+X”或“-X”按键，X轴将向正向或负向继续移动一个增量值。

用同样的操作方法使用“+Z”、“-Z”按键可以使Z轴向正向或负向移动一个增量值。

同时按一下X向和Z向的轴手动按键，每次能同时增量进给X轴、Z轴。

b.增量值选择。增量进给的增量值由“×1”、“×10”、“×100”、“×1000”四个增量倍率按键控制。它们的增量值分别为0.001mm、0.01mm、0.1mm、1mm。

注意：这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余几个会失效（指示灯灭）。

⑧手摇进给按键。

a.手摇进给。当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“X”、“Z”挡时，按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），系统处于手摇进给方式，可手摇进给机床坐标轴（下面以手摇进给X轴为例说明）。

（a）手持单元的坐标轴选择波段开关置于“X”挡；

（b）手动顺时针/逆时针旋转手摇脉冲发生器1格，X轴将向正向或负向移动一个增量值。

用同样的操作方法使用手持单元，可以使Z轴正向或负向移动一个增量值。手摇进给方式每次只能增量进给1个坐标轴。

b.增量值选择。手摇进给的增量值（手摇脉冲发生器每转一格的移动量）由手持单元的增量倍率波段开关“×1”、“×10”、“×100”控制，其对应的增量值分别为0.001mm、0.01mm、0.1mm。

⑨自动运行按键。

按一下自动按键指示灯亮系统处于自动运行方式，机床坐标轴的控制由CNC自动完成。

a.自动运行启动。自动方式时，在系统主菜单下，首先按F1键进入自动加工子菜单，接着按F1键选择要运行的程序，然后按一下“循环启动”按键（指示灯亮），自动加工开始。

注意：适用于自动运行方式的按键同样适用于MDI运行方式和单段运行方式。

b.自动运行暂停。在自动运行过程中，按一下“进给保持”按键（指示灯亮），程序执行暂停，机床运动轴减速停止。暂停期间辅助功能M、主轴功能S、刀具功能T保持不变。

c.进给保持后的再启动。在自动运行暂停状态下，按一下“循环启动”按键，系统将重新启动，从暂停前的状态继续运行。

d.空运行。在自动方式下，按一下“空运行”按键（指示灯亮），CNC处于空运行状态，程序中编制的进给速率被忽略，坐标轴以最大快移速度移动，空运行不做实际切削，目的在确认切削路径及程序。在实际切削时应关闭此功能，否则可能会造成危险。此功能对螺纹切削无效。

e.机床锁住。禁止机床坐标轴动作，在自动运行开始前，按一下“机床锁住”按键（指示灯亮），再按“循环启动”按键，系统继续执行程序，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动指令，所以机床停止不动。这个功能用于校验程序。

注意：

a.即便是G28、G29功能，刀具不运动到参考点。

b.机床辅助功能M、S、T仍然有效。

c.在自动运行过程中，按“机床锁住”按键，机床锁住无效。

d.在自动运行过程中，只在运行结束时，方可解除机床锁住。

e.每次执行此功能后，必须再次进行回参考点操作。

⑩单段运行按键。

按一下“单段”按键，系统处于单段自动运行方式（指示灯亮），程序控制将逐段执行。

a.按一下“循环启动”按键，运行一程序段，机床运动轴减速停止，刀具、主轴电动机停止运行。

b.再按一下“循环启动”按键，又执行下一程序段，执行完了后又再次停止。在单段运行方式下，适用于自动运行的按键依然有效。

超程解除按键。

在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，以防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程（“超程解除”按键内指示灯亮）时，系统根据其状况为紧急停止，要退出超程状态时必须：

a.松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”或“手摇”方式。

b.一直按压着“超程解除”按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）。

c.在手动（手摇）方式下，使该轴向相反方向退出超程状态。

d.松开“超程解除”按键。

若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。

注意：在移回伺服机构时应注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。

手动机床动作控制按键。

a.主轴正转。在手动方式下，按一下“主轴正转”按键（指示灯亮），主电动机以机床参数设定的转速正转。

b.主轴反转。在手动方式下，按一下“主轴反转”按键（指示灯亮），主电动机以机床参数设定的转速反转。

c.主轴停止。在手动方式下，按一下“主轴停止”按键（指示灯亮），主电动机停止运转。

d.主轴点动。在手动方式下，可用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键点动转动主轴。

（a）按“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯亮），主轴将产生正向或负向连续转动；

（b）松开“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯灭），主轴即减速停止。

e.刀位转换。在手动方式下按一下“刀位转换”按键，转塔刀架转动一个刀位。

f.冷却启动与停止。在手动方式下按一下“冷却开停”按键，冷却液开（默认值为冷却液关），再按一下又为冷却液关，如此循环。

g.卡盘松紧。在手动方式下按一下“卡盘松紧”按键，松开工件（默认值为夹紧），可以进行更换工件操作；再按一下又为夹紧工件，可以进行加工工件操作，如此循环。

1.4.3　软件操作界面

（1）软件操作界面介绍

HNC-21T的软件操作界面如图1-20所示，其界面由如下几部分组成。

①图形显示窗口。可以根据需要，用功能键F9设置窗口的显示内容。

②菜单命令条。通过菜单命令条中的功能键F1～F10来完成系统功能的操作。

③运行程序索引。自动加工中的程序名和当前程序段行号。

④选定坐标系下的坐标值。

a.坐标系可在机床坐标系/工件坐标系/相对坐标系之间切换。

b.显示值可在指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流/补偿值之间切换（负载电流只对11型伺服有效）。

⑤工件坐标零点。工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标。

⑥倍率修调。

a.主轴修调：当前主轴修调倍率。

b.进给修调：当前进给修调倍率。

c.快速修调：当前快进修调倍率。

⑦辅助机能。自动加工中的M、S、T代码。

⑧当前加工程序行。当前正在或将要加工的程序段。

⑨当前加工方式、系统运行状态及当前时间。

a.工作方式：系统工作方式根据机床控制面板上相应按键的状态可在自动（运行）、单段（运行）、手动（运行）、增量（运行）、回零、急停、复位等之间切换。

b.运行状态：系统工作状态在“运行正常”和“出错”间切换。

c.系统时钟：当前系统时间。

（2）菜单命令条

操作界面中最重要的一块是菜单命令条。系统功能的操作主要通过菜单命令条中的功能键F1～F10来完成。由于每个功能包括不同的操作，菜单采用层次结构，即在主菜单下选择一个菜单项后，数控装置会显示该功能下的子菜单，用户可根据该子菜单的内容选择所需的操作，如图1-21所示。

注意：本书约定用F1→F4格式表示在主菜单下按F1键，然后在子菜单下按F4键。

当要返回主菜单时按子菜单下的F10键即可。

HNC-21T的菜单结构如图1-22所示。