数控装置与主轴装置的连接

    1.主轴启停

    主轴启停控制由PLC 承担，标准铣床PLC 程序和标准车床PLC 程序中关于主轴启停控制的信号如表1。

    利用Y1.0、Y1.1 输出即可控制主轴装置的正、反转及停止，一般定义接通有效；当Y1.0 接通时，可控制主轴装置正转；Y1.1 接通时,主轴装置反转；二者都不接通时,主轴装置停止旋转。在使用某些主轴变频器或主轴伺服单元时，也用Y1.0、Y1.1作为主轴单元的使能信号。

    部分主轴装置的运转方向由速度给定信号的正、负极性控制，这时可将主轴正转信号用作主轴使能控制，主轴反转信号不用。

    部分主轴控制器有速度到达和零速信号，由此可使用主轴速度到达和主轴零速输入，实现PLC 对主轴运转状态的监控。

    2.主轴速度控制

    华中HNC-21通过XS9主轴接口中的模拟量输出可控制主轴转速，当主轴模拟量的输出范围为-10V～+10V，用于双极性速度指令输入主轴驱动单元或变频器，这时采用使能信号控制主轴的启、停。当主轴模拟量的输出范围为0～+10V，用于单极性速度指令输入的主轴驱动单元或变频器，这时采用主轴正转、主轴反转信号控制主轴的正、反转。模拟电压的值由用户PLC 程序送到相应接口的数字量决定。

    3.主轴定向控制

    与主轴定向有关的输入/输出开关量信号见表2。实现主轴定向控制的方案及控制方式见表3。

    4.主轴编码器连接

    通过主轴接口XS9可外接主轴编码器，用于螺纹切割、攻丝等，华中HNC-21数控装置可接入两种输出类型的编码器，即差分TTL方波或单极性TTL方波。一般使用差分编码器，确保长的传输距离的可靠性及提高抗干扰能力。华中HNC-21数控装置与主轴编码器的接线图如图1所示。

图1 数控装置与主轴变频器的接线图
（若没有主轴编码器则虚线框中的内容没有）

    5.数控装置与主轴装置的连接实例

   （1）与普通三相异步电机连接

    用无调速装置的交流异步电机作为主轴电机时，只需利用数控装置输出开关量控制中间继电器和接触器，便可控制主轴电机的正转、反转、停止，如图2所示。图2中KA3、KM3 控制电机正转，KA4、KM4 控制电机反转。

图2 数控装置与普通三相异步主轴电机的连接

    华中HNC-21数控装置与普通三相异步主轴电机的连接，可配合主轴机械换档实现有级调速，还可外接主轴编码器实现螺纹车削加工或刚性攻丝。

   （2）与交流变频主轴连接

    采用交流变频器控制交流变频电机，可在一定范围内实现主轴的无级变速，这时需利用数控装置的主轴控制接口（XS9）中的模拟量电压输出信号，作为变频器的速度给定，采用开关量输出信号（XS20、XS21）控制主轴启、停（或正、反转）。华中HNC-21数控装置与主轴变频器的接线图如图3-13所示。

    采用交流变频主轴时，由于低速特性不很理想，一般需配合机械换档以兼顾低速特性和调速范围。需要车削螺纹或攻丝时,可外接主轴编码器。

   （3）与伺服驱动主轴连接

    采用伺服驱动主轴可获得较宽的调速范围和良好的低速特性，还可实现主轴定向控制。可利用数控装置上的主轴控制接口（XS9）中的模拟量输出信号（模拟电压），作为主轴单元的速度给定；利用PLC 输出控制启、停(或正、反转)及定向。华中HNC-21数控装置与主轴伺服的接线图如图3所示。

图3 数控装置与主轴伺服的接线图

    需车削螺纹或攻丝时，可利用主轴伺服本身反馈给数控装置接口XS9的主轴位置信息，如图4所示；也可外接主轴编码器，如图5所示。

图4 数控装置与主轴伺服的接线图——位置反馈来自主轴伺服

图5 数控装置与主轴伺服的接线图——位置反馈来自外部编码器