TC55 运动控制系统 1-4 轴系列说明书
山东多普康产研科技有限公司
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1.安全须知
使用本控制系统前,请您仔细阅读本手册后再进行相关的操作。
仔细阅读本操作说明书,以及用户安全须知,采取必要的安全防护措施。如果用户有其他需求,请与本
公司联系。
工作环境及防护:
1.控制系统的工作温度为 0-40℃,当超出此环境温度时系统可能会出现工作不正常甚至死机等现象。温
度过低时,液晶显示器将出现不正常的情况。
2.相对湿度应控制在 0-85%。
3.在高温、高湿、腐蚀性气体的环境下工作时,必须采取特殊的防护措施。
4.防止灰尘、粉尘、金属等杂物进入控制系统。
5.应防护好控制系统的液晶屏幕(易碎品):使其远离尖锐物体;防止空中的物体撞到屏幕上;当屏幕有
灰尘需要清洁时,应用柔软的纸巾或棉布轻轻擦除。
系统的操作:
系统操作时需按压相应的操作按键,在按压按键时,需要食指或中指的指肚按压,切忌用指甲按压按键,
否则将造成按键面膜的损坏,而影响您的使用。
初次进行操作的操作者,应在了解相应功能的正确使用方法后,方可进行相应的操作,对于不熟悉的功
能或参数,严禁随意操作或更改系统参数。
由于使用产品不当,而造成危及人身、财产安全的责任,本公司概不负责。
系统的检修:
当系统出现不正常的情况,需检修相应的连接或插座连接处时,应先切断系统电源。再进行必要的检修。
未进行严格操作的技术人员或未得到本公司授权的单位或者个人,不能打开控制系统进行维修操作,否
则后果自负。
系统保修说明:
保修期:本产品自出厂之日起十二个月内。
保修范围:在保修期内,任何按使用要求操作的情况下所发生的故障。
保修期内:保修范围以外的故障为收费服务。
保修期外:所有的故障均为收费服务。
以下情况不在保修范围内:
任何违反使用要求的人为故障或意外故障,尤其电压接反接错。
带电插拔系统连接插座而造成的损坏。
自然灾害等原因导致的损坏。
未经许可,擅自拆卸、改装、修理等行为造成的损坏。
其他事项:
本说明书如有与系统功能不符、不详尽处,以系统软件功能为准。
控制功能改变或完善升级,恕不另行通知。
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2.概述
本公司最新研制的运动控制器采用高性能 32 位 CPU,驱动装置采用细分步进电机或者伺服电机,配
备液晶显示器,全封闭触摸操作键盘,系统具有高可靠性,高精度,噪音小,操作简单等特点。
2.1 主要功能
自动:自动运行、空运行、单步运行
手动:电机正反转、回程序零、回机械零、输出控制
程序:程序的编辑、读入、删除、保存
参数:系统参数、系统自检、IO 设置、用户及厂商密码管理等
外部手动:控制电机正反转、启动、暂停、报警、急停等
指令丰富:25 条控制指令
USB:可以直接用 USB 线对系统进行供电,方便开机画面及程序的传输,学习与操作
隔离 IO 口:带有与系统隔离的输入输出口,输出口能力最大可到 1A
背面直接出端子接口:减少转接板,背面端子可以直接接线,清晰方便并且节省成本
2.2 系统组成
控制系统主要由以下几部分组成:
高性能、高速度 32 位
液晶显示器(分辨率:192×64)
专用运动控制芯片(差分信号输出为:脉冲+方向)
输入/输出(18 路光电隔离 24V 输入,8 路光电隔离 24V 输出,单通道额定 500mA)
最大程序行 480 行
触点按键阵列(28 键)
2.3 技术指标
最小数据单位:0.001mm
最大数据尺寸:±99999.999mm
快速运动限速:9000mm/min(当脉冲当量为 0.001mm 时)
最高加工速度限速:9000mm/min(当脉冲当量为 0.001mm 时)
最高脉冲输出频率:150KHz
控制轴数:1-4 轴(X,Y,Z,C)
联动轴数:X,Y,Z,C 轴可做直线插补,X,Y 可做圆弧插补
电子齿轮:分子:1-99999,分母:1-99999
系统主要功能:自动、手动、程序、参数、自检、设置等
2.4 外观及面板
外形尺寸:长×宽×厚 174×94×45mm
嵌入口尺寸:长×宽 162×84mm,前面板厚 5mm
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3.TC55 控制器面板及端子说明
正面
按键定义
按键 解释 备注
复用键,用于选择相对应的功能键进行操作 多功能键
数字键 1、2、3、6 编辑时为数字键,手动界面下,长按 1、2、3、
6 键,可将对应的 X/Y/Z/C 轴坐标清空为各轴参考点数据,各轴参
考点数据默认为 0,可在参数-系统-控制界面下设置
多功能键
数字键 7,手动界面下,为 Z 轴正转方向键,按下有效 多功能键
数字键 9,手动界面下,为 C 轴正转方向键,按下有效 多功能键
编辑时,用于填写负数;手动界面下,为 Z 轴负转方向键,按下有
效
多功能键
编辑时,用于填写数据小数点;手动界面下,为 C 轴负转方向键,
按下有效
多功能键
数字键 0,手动界面下,长按 0,可将界面上工件计数清零 多功能键
在程序编辑界面下,长按 F 键,可将当前程序清空,新建一个不带
文件名的程序。在手动界面下,按下 F 键,可用数字按键 1-8 控制
输出口 1-8 的通断
多功能键
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自动、手动界面下,用于增加或者减少当前速度 F 值的倍率;其余
界面下用于上下页面的翻页
多功能键
在部分界面下,选中数据或文件,根据提示进行的确认或者删除
在进入几级页面后,用于返回上一界面
手动界面下,为 X 轴正反转的控制按键,回零模式下,可控制电机
正转或反转回零
其余界面下用于填写数据的光标移动,移动到某个位置便可修改当
前位置数据
多功能键
手动界面下,为 Y 轴正反转的控制按键,
其余界面下用于填写数据的光标移动,移动到某个位置便可修改当
前位置数据
多功能键
用户程序的启动暂停,启动键仅自动界面下有效,暂停键任何运动
状态下都有效,停下当前运动轴
背面
接口定义
系统与外部的连接,通过控制器背面的端子实现
(Ⅰ区)
接线端子 定义
X 轴 P+ 系统 X 轴脉冲正向输出
P- 系统 X 轴脉冲负向输出
D+ 系统 X 轴方向正向输出
D- 系统 X 轴方向负向输出
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Y 轴 P+ 系统 Y 轴脉冲正向输出(与 II 区 Y 轴 D+、D-配合使用)
P- 系统 Y 轴脉冲负向输出(与 II 区 Y 轴 D+、D-配合使用)
输入 06(输入) 系统输入 6,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
07(输入) 系统输入 7,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
08(输入) 系统输入 8,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
09(输入) 系统输入 9,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
10(输入) 系统输入 10,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
11(输入) 系统输入 11,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
12(输入) 系统输入 12,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
13(输入) 系统输入 13,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
14(输入) 系统输入 14,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
15(输入) 系统输入 15,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
16(输入) 系统输入 16,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
17(输入) 系统输入 17,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
18(输入) 系统输入 18,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
电源 V IO 电源、用于接输入输出的隔离电源 24V 正极,不需要时不用接
G IO 电源、用于接输入输出的隔离电源 24G 负极,不需要时不用接
0V 系统电源、用于接系统隔离电源 24V 负极
24V 系统电源、用于接系统隔离电源 24V 正极
(Ⅱ区)
接线端子 定义
Y 轴 D+ 系统 Y 轴方向正向输出(与 I 区 Y 轴 P+、P-配合使用)
D- 系统 Y 轴方向负向输出(与 I 区 Y 轴 P+、P-配合使用)
Z 轴 P+ 系统 Z 轴脉冲正向输出
P- 系统 Z 轴脉冲负向输出
D+ 系统 Z 轴方向正向输出
D- 系统 Z 轴方向负向输出
C 轴 P+ 系统 C 轴脉冲正向输出
P- 系统 C 轴脉冲负向输出
D+ 系统 C 轴方向正向输出
D- 系统 C 轴方向负向输出
输出 O1(输出) 系统输出 1,经过感性负载(继电器/电磁阀等)接入电源 24V 正极
O2(输出) 系统输出 2,经过感性负载(继电器/电磁阀等)接入电源 24V 正极
O3(输出) 系统输出 3,经过感性负载(继电器/电磁阀等)接入电源 24V 正极
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O4(输出) 系统输出 4,经过感性负载(继电器/电磁阀等)接入电源 24V 正极
O5(输出) 系统输出 5,经过感性负载(继电器/电磁阀等)接入电源 24V 正极
O6(输出) 系统输出 6,经过感性负载(继电器/电磁阀等)接入电源 24V 正极
O7(输出) 系统输出 7,经过感性负载(继电器/电磁阀等)接入电源 24V 正极
O8(输出) 系统输出 8,经过感性负载(继电器/电磁阀等)接入电源 24V 正极
输入 01(输入) 系统输入 1,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
02(输入) 系统输入 2,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
03(输入) 系统输入 3,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
04(输入) 系统输入 4,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
05(输入) 系统输入 5,经过开关(机械/光电开关等)接入电源 24G 负极
接线示意图
电机连接
D+、D-分别接驱动器的 Dir+、Dir-,P+、P-接驱动器的 Pul+、Pul-端
系统电气连接说明
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注:系统供电与输入输出部分供电建议采用隔离不共地的开关电源
24v 供电电源的 24v+、GND 端分别接控制器 24V、0V 端子;
如果需要接输入和输出,则 24v 供电电源的 24v+、GND 端分别接控制器的 V、G 端子;
24v 电源不能与大地、机壳等短接,当距离较大时应使用较粗的电气连接线;
电器柜中配线,应注意强电、弱电分离,避免强电弱电混在一起,且尽量减少交叉,注意电磁干扰
对系统的影响;
系统接地线应采用较粗的铜线,一般应大于 4 平方毫米,并尽量缩短与接地端的距离。
脉冲口及输入输出口接线示意图
共两种接线方式如下:
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操作界面介绍
3.1 开机画面
控制系统通电后进入主界面(以 TC5540 为例)
此时可通过左侧的空白复用键选择相对应位置的功能进行选择操作
3.2 手动操作
在主界面下进入手动操作状态
手动高速:手动高低速切换,正显时以低速运动,反显时以高速运动,主界面-参数-系统-速度中可
设置
点动操作:进入点动状态,以设定值为步长,按一次方向键运动一次,主界面-参数-系统-控制中可
设置
回程序零:返回坐标零点,按此按键后,将立即按最高速度返回参考点(0,0)
回机械零:返回机械零点,(注:按此键被反显后,需要再继续按某个轴的某个方向)
3.3 自动执行
在主界面进入自动执行界面
自动界面下,按启动按钮,程序开始运行,运行的文件为最后一次打开的程序文件,暂停按钮有效。
单步模式:正显示为连续加工,反显是为单步运行,按一次启动,执行一行指令。
终止程序:程序运行时按下此按钮,程序运行终止,并跳到程序第一行。
3.4 程序管理
主界面下进入程序管理菜单
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程序编辑:进入程序输入或修改或者新建文件(长按 F 键新建文件)
程序读入:读入系统中保存的加工程序
删除程序:通过确认键删除光标所在位置的程序文件
程序保存:程序编辑完成后,按一次“退出”键,然后选择将当前加工程序保存或另存
3.4.1 屏幕显示说明
第一行从左至右分别为:
n:当前行号(001-480)
绝对运动:指令名称,控制指令共有 25 个控制指令(详见第四章)
文件----:当前程序文件的名称(为----时,表示新建文件,还未设置文件名)
第二、三、四行显示的内容如下(不同的指令显示不同的文字与数据):
标号:用作当前程序行的一个标记,只有在循环和跳转时才可用得到且不能重复数字(0-99999),
正常时默认为 0,不需要循环或者跳转时不需要填写
F:运动速度值,对相对运动、绝对运动,顺圆运动及逆圆运动有效
X,Y,Z, C :运动指令时的坐标或者增量值
3.4.2 编辑状态下操作的按键说明
指令上翻:当光标位于指令名位置时,循环向前选择不同的指令
指令下翻:当光标位于指令名位置时,循环向后选择不同的指令
插入一行:在当前程序行再插入一行结束指令,使用者根据需要再改变成需要的控制指令
删除一行:将当前程序行删除
上页:向前翻一个程序行
下页:向后翻一个程序行
3.4.3 程序读入
进入此功能后,屏幕显示 20 个用户程序名,可通过上、下、左、右光标键选择程序名,选择正确后
按确认键,则读入该程序的内容。
注:显示“----”时,当前位置无程序
3.4.4 删除程序
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进入此功能后,屏幕显示 20 个用户程序名,可通过上、下、左、右光标键选择程序名,选择正确后
按确认键,则该程序被删除。
3.4.5 程序保存
如果修改有误,可用“读入”重新读入程序而放弃修改
如果需保存当前的修改,用“保存”功能(如果程序行较多可能存储的时间较长)
注:程序名相同时提示为保存,程序名不同时提示为另存
3.5 参数设置
在主界面下进入参数设置菜单
系统参数:进入系统参数设置功能,包含控制参数、速度参数等功能
系统自检:进入系统自检功能,包含实际输入、实际输出自检功能
IO 设置:进入 I/O 设置功能,包含系统输入、手动输入等功能
用户管理:进入用户管理及厂商管理,对系统进行更高的权限设置
注:需要设置任何参数时,需要进入用户管理,然后登陆用户密码或者厂商密码,用户密码登陆后,
可以设置用户级使用参数,厂商密码登陆后,可以设置厂商级使用参数,用户密码出场默认为:
123456,可以根据界面提示进行修改,厂商密码暂不告知用户。
3.5.1 系统参数
选“系统参数”进入系统参数菜单
控制参数:控制类参数设置区
速度参数:速度类参数设置区
出厂值:用于恢复出厂值
参数保存:保存当前参数
1)控制参数
X 轴参考点:手动界面下,长按数字 1 键,将当前坐标清空并显示为此设定数值,或回机械零碰到开
关停止时显示此设定数值
X 轴分子:X 轴电子齿轮分子(取值范围 1-99999)
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X 轴分母:X 轴电子齿轮分母(取值范围 1-99999)
Y 轴参考点:手动界面下,长按数字 2 键,将当前坐标清空并显示为此设定数值,或回机械零碰到开
关停止时显示此设定数值
Y 轴分子:Y 轴电子齿轮分子(取值范围 1-99999)
Y 轴分母:Y 轴电子齿轮分母(取值范围 1-99999)
Z 轴参考点:手动界面下,长按数字 3 键,将当前坐标清空并显示为此设定数值,或回机械零碰到开
关停止时显示此设定数值
Z 轴分子:Z 轴电子齿轮分子(取值范围 1-99999)
Z 轴分母:Z 轴电子齿轮分母(取值范围 1-99999)
C 轴分子:C 轴电子齿轮分子(取值范围 1-99999)
C 轴分母:C 轴电子齿轮分母(取值范围 1-99999)
升速时间:电机升速时间,电机会以启动速度运行经过设定的升速时间后,运行到设定的 F 值速度
(单位:毫秒)
点动增量:手动状态下,点动增量数值
X 轴间隙:X 轴反向间隙值(根据设备实际测量获得)
Y 轴间隙:Y 轴反向间隙值(根据设备实际测量获得)
Z 轴间隙:Z 轴反向间隙值(根据设备实际测量获得)
C 轴间隙:C 轴反向间隙值(根据设备实际测量获得)
开机 X 零启动 禁止:选择有效或者禁止,决定开机时系统优先运行回机械零动作
开机 Y 零启动 禁止:选择有效或者禁止,决定开机时系统优先运行回机械零动作
开机 Z 零启动 禁止:选择有效或者禁止,决定开机时系统优先运行回机械零动作
开机 C 零启动 禁止:选择有效或者禁止,决定开机时系统优先运行回机械零动作
按确认键切换“禁止”或者“有效”
结束指令-暂停指令 显示:25 行指令可选择隐藏或者显示,如果选择隐藏,则在程序编辑新建文件
时,该指令不再显示到界面中,此功能方便使用者使在用少数的编辑指令时的环境中使用,编辑时
更加便捷清晰
注 1:以下功能为特殊功能,需要登录厂商密码后方可显示与设置,请使用时联系供货商
程序编辑 有效:选择有效或者禁止,可以使用户在程序编辑时对程序进行操作或者不允许操作
(此功能需要进入用户登陆后方可显示设置)
程序文件 显示:选择显示或者隐藏,可以使用户在程序编辑时使程序显示或者隐藏而看不到(此
功能需要进入用户登陆后方可显示设置)
时间锁机 禁止:选择有效或者禁止,用户管理→继续按最下方对应键→F 键,然后出现设置项
限制密码(8 位)、限制时间(小时)、剩余时间(小时,显示已使用过的时间后准备锁机的剩余
时间)
注 2:三轴都设置开机回机械零时,目前设计方案为,按轴的顺序回机械零
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电子齿轮的设定
电子齿轮:目的是根据不同的设备,设定不同的数据单位,因为驱动装置及机械传动比及丝杠或者
皮带或者分读盘的不同数据单位,为了最终方便使用者,所以需要根据当前需求的数据单位进行计
算,然后当做参数填写进去之后,该轴的数据单位就变换成设定的数据单位了,数据单位变化后,
当前填写的数据都是以此为单位的,并且一台多轴设备可以设定为不同的数据单位,例如 X 轴选择
为 mm 单位填写,Y 轴选择为角度单位填写,Z 轴选择为圈数单位填写均可以,当前轴中,填写多少,
该轴就将以当前单位走出填写的数据。
分子、分母分别表示 X/Y 轴的电子齿轮分子、分母。此数值的取值范围为 1-99999
电子齿轮分子,分母的确定方法:
电机单向转动一周所需要的脉冲数
电机单向转动一周所移动的距离(以微米为单位)
将其化简为最简分数,并使分子和分母均为 1-99999 的整数。当有无穷小数时(如:π),可将分子、
分母同乘以相同数(用计算器多次乘并记住所乘的总值,确定后重新计算以消除计算误差),以使分
子或分母略掉的小数影响最小。单分子和分母均应为 1-99999 的整数
例 1:丝杠传动:步进电机驱动器细分为一转 5000 步,或伺服驱动器每转 5000 个脉冲,丝杠导程为
6mm,减速比为 1:1,即 1.0
5000 → 5
6×1000×1.0 → 6
即:分子为 5,分母为 6
例 2:齿轮齿条:步进电机驱动器细分为一转 6000 步,或伺服驱动器每转 6000 脉冲,齿轮齿数为
20,模数 2. 则齿轮转一周齿条运动 20×2×π
6000 → 1 → 107 → 107
20×2×3.1415926535898×1000 → 20.943951 → 2241.00276 → 2241
即:分子为 107,分母为 2241,误差为 2241 毫米内差 3 微米(注意:π应该足够精确)
例 3:旋转角度:步进电机驱动器细分为一转 5000 步,或伺服驱动器每转 5000 脉冲,减速比为 1:30
5000×30 → 5
360×1000 → 12
即:分子为 5,分母为 12,所有单位都换算成角度值
2)速度参数
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G0-X 轴:X 轴电机最高速,系统运行时,X 轴填写的任何速度都不会超过此速度运行
G0-Y 轴:Y 轴电机最高速,系统运行时,Y 轴填写的任何速度都不会超过此速度运行
G0-Z 轴:Z 轴电机最高速,系统运行时,Z 轴填写的任何速度都不会超过此速度运行
G0-C 轴:C 轴电机最高速,系统运行时,C 轴填写的任何速度都不会超过此速度运行
启动速度:电机启动时,会以此速度运行,在升速时间内运行至程序设定中的 F 值速度
手动高速:手动界面下高速时的速度
手动低速:手动界面下低速时的速度
回零高速:回机械零时的高速,回机械零时,首先以回零高速运行
回零低速:回机械零时的低速,回机械零时,首先以回零高速运行,碰到机械零开关后再以回零低
速运行
回零模式:回机械零的两种方式,经过开关,不过开关
说明:启动速度、升速时间与升降曲线有关,自动计算产生一条 S 形曲线。实际升降速的参数设置
与所用电机种类及厂家、电机的最高转速、电机的启动频率、机械传动的传动比、机械的重量、机
械的惯量、反向间隙的大小、机械传动阻力、电机轴与丝杠轴的同轴度、传动过程中的功率损失、
驱动器的输出功率、驱动器的状态设置有关,注意要设置合理,否则将出现以下现象:
丢步:初速度过高/升速时间过短/G0 过高
堵住:初速度过高/升速时间过短/G0 过高
震动:初速度过高/升速时间过短
缓慢:初速度过低/升速时间过长
当使用步进电机时,升降速曲线应以不堵转、不丢步为基准,通过改变启动速度、G0 速度、升速时
间,使运动过程达到理想状态(G0 速度较高,升速时间较短),但应预留一定的安全量,以免由于长
期使用而引起的机械阻力增加、电机扭矩下降、偶然阻力等原因而造成的堵转、丢步等现象。
当使用伺服电机时,升降速曲线应以高效、无过冲为基准,通过改变初速度、G0 速度、升速时间,
使运动过程达到理想状态
G0 速度的确定
当使用步进电机时,G0 速度应≤极限速度,如果最大实际加工速度远远小于极限速度,可将此值设
为 G0 速度
当使用伺服电机时,G0 速度应<极限速度,即极限速度减去 3%左右。
手动高速、手动低速的确定
手动高速、手动低速是手动状态下操作的两个基本速度
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当使用步进电机时,手高速应≤极限速度
当使用伺服电机时,G0 速度应<极限速度,即极限速度减去 3%左右
手动低速一般用于对刀,定位时使用,可根据需要自行确定
反向间隙
运动换向时,由于丝杠间隙、传动链间隙、接触刚性、弹性变形等原因,而出现反向间隙(反向时
的前一段无实际运动)。一般应实测后确定。本系统采用渐补法,即运动过程中无停顿(单独走反向
间隙)现象。
3.5.2 系统自检
当系统出现故障时,可利用此功能进行必要的测试。进入此功能后自动进入输入口状态的测试。
1)实际输入
数字序号 01-18 分别对应输入口 1-18,当对应输入口信号线与 24V 地短接时,对应的位置变成“通”,
否则为“断”,通过此操作可以测试输入信号是否正常
为提高输入信号的可靠性,系统具有干扰过滤功能,信号需要保持 2 毫秒以上
没有变化时,可能出现如下情况:
24V 电源工作不正常
该输入信号线连接不正常
该路输入信号电路出现故障
2)实际输出
数字序号 01-08 分别对应输出口 1-8
通过左右键改变选择的输出点,光标随之移动。按确认键,对应位置由“断”变成“通”,或由“通”
变成“断”,即此输出口跟+24V 之间 DC24V 电压
当没有变化时,可能为如下情况:
24V 电源工作不正常
该路输出信号电路出现故障
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3.6 IO 设置
为避免操作,无关人员不得修改此参数
3.6.1
按对应键进入 IO 设置,默认界面为系统输入设置界面
系统输入口功能列表
功能名 解释 使用方法
X 轴正限 X 轴的正限位设定 需要设定输入口功能时,移动光标至所在功能位
置,通过“确认”将“禁止”切换成“有效”,
根据外部选择的开关,来对应设定的“常开”或者
“常闭”(开关按照常开接线,就选择设定为“常
开”),然后设定需要接线的输入口,将“0”改变
为已经接线的输入口序号。
例:需要外接大按钮来当做外部启动功能
进入 IO 设置系统输入,找到启动,将禁止变成有
效,外部开关按照常开接线,系统内,选择常开,
输入口设定为 1(1-18 任意可选,但尽量不重复,
除非特定需要),然后保存,外面接按钮时就接输
入口 1 及 24V 地就可以了。
注:为了设备安全,限位及报警急停一般都设置为
常闭。
X 轴负限 X 轴的负限位设定
Y 轴正限 Y 轴的正限位设定
Y 轴负限 Y 轴的负限位设定
Z 轴正限 Z 轴的正限位设定
Z 轴负限 Z 轴的负限位设定
C 轴正限 C 轴的正限位设定
C 轴负限 C 轴的负限位设定
报警输入 报警信号的输入设定
急停输入 急停信号的输入设定
X 轴零点 X 轴零点开关的设定
Y 轴零点 Y 轴零点开关的设定
Z 轴零点 Z 轴零点开关的设定
C 轴零点 C 轴零点开关的设定
外部启动 外部开关启动功能的设定
外部暂停 外部开关暂停功能的设定
升速输入 外部开关速度倍率升速按钮设定
降速输入 外部开关速度倍率降速按钮设定
输出口 1-8 输出口 1 直接被外部输入口控制
3.6.2 IO 设置界面,按对应键进入手动输入设置
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手动输入口功能列表
功能名 解释 使用方法
手动 X 正 X 轴正转外部手动信号 所有功能在手动界面及自动界面(程序未启动时有
效),设置方法同系统输入设置一样,选择有效,
常开或者常闭,然后选择接线的对应输入口
手动 X 负 X 轴反转外部手动信号
X 轴回零 X 轴回机械零外部手动信号
手动 Y 正 Y 轴正转外部手动信号
手动 Y 负 Y 轴反转外部手动信号
Y 轴回零 Y 轴回机械零外部手动信号
手动 Z 正 Z 轴正转外部手动信号
手动 Z 负 Z 轴反转外部手动信号
Z 轴回零 Z 轴回机械零外部手动信号
手动 C 正 C 轴正转外部手动信号
手动 C 负 C 轴反转外部手动信号
C 轴回零 C 轴回机械零外部手动信号
回程序零 各轴回程序零点外部手动信号
4.系统指令及编程
4.1.1 编程概念及说明
1.进给:用指定的速度使刀具运动切削工件称为进给,进给速度用数值指定。例:让刀具以 200mm/min
的速度切削,指令为:F200
2.程序和指令:数控加工每一步动作,都是按规定程序进行的,每一个加工程序段由若干个程序字
组成
3.反向间隙:指某一轴改变方向时所引起的空程误差,其大小与丝杠螺母间隙、传动链的间隙、机
床的刚性等有关。使用时应设法从机械上消除此间隙,否则即使设置了此参数,在某些条件下,还
会造成加工不理想
4.速度倍率:对当前设定的 F 速度进行改变,即乘以速度倍率。一般在调试过程中实验最佳的加工
速度,试验完成后应将相应的 F 速度值改为实际的最佳速度,即正常加工时,速度倍率处于 100%的
位置
5.行号和标号:标号和行号(行号自动产生)不同,当循环或跳转时,需要给定跳转到的目的标号
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(非行号),相应的入口处应给定标号,且与跳转指令后的目的标号相同。行号是自动产生的序列号,
标号是特指的程序行,且只有跳转入口处需要制定标号,非入口程序段不需要制定标号。
不同的程序行的标号不能相同(0 除外)
4.1.2 程序字列表
程序字 解释
标号 跳转或循环时被搜索的标记,也就是当前行的另一个标记名字,不使用时不填
X X 轴增量或绝对坐标
Y Y 轴增量或绝对坐标
Z Z 轴增量或绝对坐标
C C 轴增量或绝对坐标
F 指定进给速度
R 圆弧指令的半径值,≤180°R 为正值,>180°<360°R 为负值
时间 延时指令中,延时的时间
条件 判断指令中,需要判断的外部输入口条件 通或者断,然后进行设定的跳转动作
目的标号 判断指令中,根据判断的条件,然后跳转到制定的标号位置
状态 输出指令中,给定输出口的动作状态 通或者断
方向 回机械零中,设定的回零方向 正或者负
选轴 回机械零中,设定的回零轴,单轴默认为 X
子程序名 编写子程序时,需要制定一个可以用作调用的名字,填写数字,然后不能重复
输入口 速度模式下,需要检测的输入口 1-8
设定的值 工件置数指令中,工件置数的起点数值
计数方向 工件计数指令中,计数的方向 加或者减
4.2 指令
为便于使用,本控制采用汉字命令选择方式,通过“指令上翻”、“指令下翻”键循环选择操作指令,
为避免程序字符号的输入,各指令采用固定程序格式,提示输入相应的程序数据。对于不输入的数
据可不修改,本系统最大程序行数 480 行。
4.2.1 结束
结束程序的执行,当出现不能识别的指令,也当做“结束”指令
参数:无
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4.2.2 快速运动
本指令可实现快速直线插补到指定位置,当有位移时,系统以系统最速度×速度倍率从当前点运动
到所给的相对坐标位置,此运动收到速度倍率的影响
参数:X(X 向运动增量),Y(Y 向运动增量),Z(Z 向运动增量),C(C 向运动增量)
4.2.3 相对运动
直线插补,走相对坐标(即每次运动的起点以上次运动完成后的终点作为参考点),沿直线以 F 速度
×倍率运动,此运动受速度倍率的影响,与当前 F 速度直接相关
参数:X(X 向运动增量),Y(Y 向运动增量),Z(Z 向运动增量),C(C 向运动增量),F(运动速度)
4.2.4 绝对运动
直线插补,走绝对坐标(即每次运动都以原点作为参考点),沿直线以 F 速度×速度倍率从当前点运
动,此运动受速度倍率的影响,与当前 F 速度直接相关
参数:X(X 向绝对坐标),Y(Y 向绝对坐标),Z(Z 向绝对坐标),C(C 向绝对坐标),F(运动速度)
4.2.5 顺圆运动
顺圆插补,沿顺时针方向以 F 速度×速度倍率运动给定的增量值,只有 X,Y 轴实现圆弧插补。
此运动受速度倍率的影响,且与当前 F 速度有关
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参数:X(X 向运动增量),Y(Y 向运动增量),R(圆心坐标,圆弧为优弧即大于 0 度小于等于 180 度
的圆弧时 R 值为正值,圆弧为劣弧即大于 180 度且小于 360 度的圆弧时 R 为负值),F(运动速度)
示例:
左图:相对 X 10.000 Y 0
顺圆 X 10.000 Y-10.000 R-10
右图:相对 X 10.000 Y 0
顺圆 X 6.000 Y-18.000 R-10
4.2.6 逆圆
逆圆插补,沿逆时针方向以 F 速度×速度倍率运动给定的增量值,只有 X,Y 轴实现圆弧插补。
此运动受速度倍率的影响,且与当前 F 速度有关
参数:X(X 向运动增量),Y(Y 向运动增量),R(圆心坐标,圆弧为优弧即大于 0 度小于等于 180 度
的圆弧时 R 值为正值,圆弧为劣弧即大于 180 度且小于 360 度的圆弧时 R 为负值),F(运动速度)
示例:
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左图:相对 X 10.000 Y 0
逆圆 X 10.000 Y 10.000 R-10
右图:相对 X 10.000 Y 0
逆圆 X 6.000 Y 18.000 R-10
4.2.7 设定坐标
设定当前位置为新坐标点。即当程序执行到此步时,运动的坐标值显示为此指令设置的坐标值,若
果坐标填写数值为 0.000 时,此指令做坐标清零使用。
参数:X(X 轴的坐标),Y(Y 轴的坐标),Z(Z 轴的坐标),C(C 轴的坐标)
4.2.8 延时
延时相应时间,最小单位是 0.001 秒
参数:延时时间(填写需要延时等待的时间)
4.2.9 绝对跳转
执行到本行时跳转到制定标号(非行号)处,此指令可用于无限次循环。
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参数:目的标号,跳转到行号与该目的标号一样的程序行位置(非行号)
4.2.10 判断跳转
执行到本行时,检测本行设定输入口的状态进行判断,符合条件跳转到制定标号(非行号)位置,
不符合条件自动执行下一行指令
参数:输入口号(1-18 输入口可选),条件(用作判断的条件 通或者断),目的标号(需要跳转到标
号相同的指令处,非行号)
4.2.11 循环
转移到制定的标号处执行,并且执行 N-1 次。编写程序时循环指令写到要循环的程序后面,当程序
执行到循环指令时,系统会向上寻找与此指令标号相同的指令作为循环的入口。
参数:循环次数(需要再循环的次数),目的标号(需要跳转到标号相同的指令处,非行号)
4.2.12 输出
设置输出口的状态
参数:输出口号(1-8 输出口可设定),状态(通或者断)
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4.2.13 回机械零
根据设定的轴与回零方向进行回机械零动作
参数:选定的轴(单轴默认为 X,多轴 X/Y/Z/C 可通过确认选择),回零方向(回零的方向正负可设
置)
4.2.14 子程调用
调用子程序指令,子程序内容放在主程序后面,并且需要用结束指令分开
参数:子程序名(调用设定好名字的子程序)
4.2.15 子程开始
主程序在调用子程序时,结束指令后面需要编写子程序的内容,子程序的开头和结尾需要两个单独
的指令组合,该指令为子程序内容的开头,然后后面编写需要执行的子程序动作
参数:子程序名(用来被选择调用而设置的名字)
4.2.16 子程结束
主程序调在用子程序时,结束指令后面需要编写子程序的内容,子程序的头尾需要两个单独的指令
组合,此指令为子程序内容的结尾,在编写完需要执行的子程序动作后,加上该指令,来组成一段
完整的子程序
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参数:无
注:子程序编写的时候头尾指令必须存在,否则无效
4.2.17 速度模式
速度模式,可以让各轴以不同的速度同时运行,没有指定具体的位置值,通过输入口的状态与条件
进行判断,然后选择停止,并执行下一行
参数:X(X 轴速度),Y(Y 轴速度),Z(Z 轴速度),C(C 轴速度),输入口(进行判断的输入口 1-18),
条件(用作判断的状态)
4.2.18 工件置数
执行该指令时,主界面和手动界面上的工件计数会清空原有数据,显示成该设定值
参数:设定的值(用于加工时的起始工件数量)
4.2.19 工件计数
执行一次该指令时,主界面和手动界面上工件计数位置的数据会选择加 1 或者减 1
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参数:计数方向(执行时通过程序中设定加或者减,来对当前计数界面进行加或者减,运动到该指
令执行一次,数据就加或者减 1 次)
4.2.20 暂停
执行到该指令时,通过检测设定的输入口状态进行暂停判断,符合条件暂停在当前状态,不符合条
件时,跳转到与目的行号一致的标号处,如果目的行号为 0,则自动往下一行执行
参数:输入口号(用来检测用设定的输入口 1-18 可选),条件(用来进行判断对比的条件,通或断
可选),目的行号(检测条件不符合时,程序跳转至于行号相同的程序行处,如果此处填写为 0,则
自动向下一行执行)
4.2.21 顺圆 IJ
刀具在 X,Y 坐标平面上以一定的进给速度进行圆弧插补,从当前位置(圆弧的起点),沿圆弧移动
到指令给出的目标位置,切削出圆弧轮廓。顺时针圆弧插补叫做顺圆 IJ。顺圆 IJ 编程方式可以画整
圆
参数:X,Y(X,Y 是圆弧终点相对于起点的坐标),I,J(圆心到圆弧起点的矢量值),F(圆弧插补
时的进给速度)
4.2.21 逆圆 IJ
刀具在 X,Y 坐标平面上以一定的进给速度进行圆弧插补,从当前位置(圆弧的起点),沿圆弧移动
到指令给出的目标位置,切削出圆弧轮廓。逆时针圆弧插补叫做逆圆 IJ。逆圆 IJ 编程方式可以画整
圆。
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参数:X,Y(X,Y 是圆弧终点相对于起点的坐标),I,J(圆心到圆弧起点的矢量值),F(圆弧插补
时的进给速度)
5.常见故障及排除
5.1 手动时无运动
可能此方向有限位,或急停按钮按下
电子齿轮分子或者分母填写为 0
伺服驱动器或者步进驱动器报警
控制系统与驱动器间信号连接有误
5.2 运动距离有误差
电子齿轮比不合适,更改伺服驱动器的电子齿轮比,或者系统的电子齿轮
速度超过 9 米/分(以 1 微米为当量即电子齿轮为 1:1 时)
电机堵转或者丢步(阻力过大、电机性能差或电机功率小等原因)
5.3 输入/输出无效
输入输出设置与所使用的口线不对应
输出输出设置的口号不对
输入输出硬件有故障
24V 电源工作不正常
5.4 屏幕显示不正常
检查电源是否功率不够
5.5 各页面功能进入不了
请直接与我公司联系
5.6 系统功能声明
本说明书如有不正确、不详尽处、以软件功能为准
控制功能改变(升级),恕不另行通知
请关注网站 www.top-cnc.com
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附一:初次使用 TC55 控制器,编写程序和保存程序的举例说明。
案例动作要求:
X 轴电机先运行 10mm,速度 500mm 每分钟,然后让一个输出口 1 接通,接通后等待输入口 1 的信号,直
到输入口 1 有信号接通时,输出 1 断开
编程动作如下:
主界面下
选择“程序管理”
再选择“程序编辑”
长时间按住“F”键(这样就表示新建了一个文件,界面显示为“n001 结束 文件----”)
侧面选择“指令上翻”直到找到“相对运动”指令
界面会显示为
n001 相对运动 文件---- 标号:0 X:0.000 F:0
然后移动上下箭头,将光标移到 X 位置,按数字键,填写 10,接着再移动光标到 F 位置,按数字键,填
写 500
填写好之后的界面上应该显示为:
n001 相对运动 文件---- 标号:0 X:10 F:500
编写好 n001 之后,再按按键“下页”,界面显示如下:
n002 结束 文件---- 标号:0
同理,再到侧面按键通过按“指令上翻”,找到“输出”指令
然后再移动光标,填写输出口及需要给输出口的状态
编写好 n002 之后,再按“下页”编写 n003 以此类推
案例的程序编写好后如下:
n001 相对运动 文件---- 标号:0 X:10 F:500
n002 输出 文件---- 标号:0 输出口:1 状态:通(通过“确认”键切换状态)
n003 暂停 文件---- 标号:0 输入口:1 条件:通(通过“确认”键切换状态) 目的行号:0
n004 输出 文件---- 标号:0 输出口:1 状态:断(通过“确认”键切换状态)
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n005 结束 文件---- 编写好后,通过按键“上页”或者“下页”检查一遍,没有问题,按一次“退出”按键
然后选择“程序保存”,然后根据提示输入文件名字(由 1-4 位数字组成)
再按“确定”按键就可以了
然后连续“退出”直到主界面,再选择“自动执行”后,按“启动”按键,就可以执行刚刚编写的程序
了。附二:TC55 产品功能更新(2014.5.14)
产品新增功能如下:
1、程序运行暂停时,关闭(或打开)设定好的输出口。在程序继续执行时,打开(或关闭)因暂停而关闭
(或打开)的输出口。
操作方式如下:
(1)进入主界面,选择“参数设置”
(2)选择“系统自检”
(3)进入“设定输出”
(4)移动光标,按“确认”键,将对应的输出口的“禁止”切换成“有效”,再将“通”切换成“断”(系
统默认下的输出口状态为:禁止、断);
(5)短按“F”键保存,并退出。
此时运行程序过程中,需要暂停时,设定的输出口1,会被打开变成接通状态,然后再次启动时,程序运
行时会自检,将输出口1恢复为暂停前的状态;
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可以设定多个输出口,可以选择不同的状态,“通”或者“断”。
2、程序终止时,需要关闭所有的输出口功能。
操作方式如下:
(1)进入主界面,选择“自动执行”
(2)按“启动”后,程序运行过程中,选择“终止程序”
此时所有打开的输出口全部关闭。
3、增加 IO 口设置功能,输入口可以设定手动高速+、手动高速-、手动低速+、手动低速-。
(1)进入主界面,选择“参数设置”
(2)选择 “IO 设置”
(3)进入“手动输入”
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移动光标,按“确认”键可以切换(将“禁止”切换为“有效”、“常开”切换为“常闭”);最后按“保
存”键并退出。
手动 X 正:设置好外部的输入口,短按开关则执行点动操作,长按开关则执行手动低速的连续运行,正
方向运行,点动移动的数值在参数中“点动增量”设置;
手动 X 负:设置好外部的输入口,短按开关则执行点动操作,长按开关则执行手动低速的连续运行,负
方向运行,点动移动的数值在参数中“点动增量”设置;
X 高速+:设置好外部的输入口,开关接通时,则执行手动高速的连续运转,正方向运行;
X 高速-:设置好外部的输入口,开关接通时,则执行手动高速的连续运转,负方向运行;
X 低速+:设置好外部的输入口,开关接通时,则执行手动低速的连续运转,正方向运行;
X 低速-:设置好外部的输入口,开关接通时,则执行手动低速的连续运转,负方向运行。
4、手自动切换功能
此功能设置方式如下:
(1)进入主界面,选择“参数设置”
(2)选择 “IO 设置”
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(3)进入“手动输入”
移动光标,将“禁止”变为有效,将“口”设置为 1-18 个输入中的任何一个,接线方式等同于接外部启
动、限位、急停等(在上述说明书中有接线图)。
注:使用过程中,仅需要设置手动界面与自动界面功能,并且一定要选择 3 档以上可以选择的开关,设
置手自动界面切换时不能使用扩展 IO 中的输入口。
手动:切换至手动状态,界面自动切换成手动界面,手动状态下的所有功能有效
自动:切换至自动状态,界面自动切换成自动界面,自动界面下的所有功能有效
空档:仅在空挡时,控制器的界面上的切换界面按钮“自动执行”“手动操作”“程序管理”“参数设
置”才会有效,禁止在外部“手动操作“状态或“自动执行”状态时,通过控制器面板按键切换其他界
面。
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5、增加外部 IO 扩展功能,最多可扩展 16 通道隔离输入和 16 通道 500mA 隔离输出。
具体功能和使用方法如下:
TC55 系列控制系统+TC55-KA 扩展板=共计 34 输入/24 输出(单独扩展板所配置 IO 口 16 入/16 出)
TC55 系列控制系统+TC55-KB 扩展板=共计 34 输入/8 输出(单独扩展板所配置 IO 口 16 入/0 出)
TC55 系列控制系统+TC55-KC 扩展板=共计 26 输入/16 输出(单独扩展板所配置 IO 口 8 入/8 出)
TC55 系列控制系统+TC55-KD 扩展板=共计 18 输入/24 输出(单独扩展板所配置 IO 口 0 入/16 出)
原有新版 TC55 控制系统从 2014 年 5 月 15 号起的新版 TC55 控制系统都可以直接增加 TC55-K 扩展板
一、所需准备
TC55 控制系统一套 TC55-K 系列扩展板一套 标配连接线一根
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二、连接示意图如下(55+55K)
扩展板的系统设置及测试方法
1、主界面→参数设置→用户管理→用户密码:输入 123456
2、退出→系统参数→控制参数→下页→扩展输入输出:用“确认”键将“禁止”切换成“有效”
3、参数保存→确认(保存)
4、切断电源
5、将扩展板与 TC55 通过标配连接线连接好,并连接好扩展板电源
6、将控制器与扩展板电源同时打开,或先打开扩展板电源,然后打开控制器电源
7、打开控制器电源后,系统自动识别扩展板的输入及输出口配置,进入正常主界面
8、主界面→参数设置→系统自检→实际输入里面可以进行测试操作或
→实际输出里面进行输出口的操作
9、系统自带的 IO 设置可以正常配置
外部手自动切换输入口不可以使用扩展板上的 IO,只可以使用系统本身自带的 18 输入口上来配置
三、扩展板接线图如下
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四、安装结构
附件三: TC55 控制器新增功能说明(2015.6.5)
一、 PLC 混合编程
1. 指令
2016 款 TC55 与 PLC 混合编程,在 2016 款 TC55 上可以使用 6 条指令对 PLC 进行控制,在指
令中输入口号 1xx 代表 PLC 做出动作,输入口号 x 代表控制器做出动作,指令如下所示。
1.输入判断跳转
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输入口号:1xx(前导 1 代表是 PLC 的输入)
判断条件:通/断
目的标号:
2.暂停
输入口号:1xx(前导 1 代表是 PLC 的输入)
判断条件:通/断
目的行号:
3.输出
输出口号:1xx(前导 1 代表是 PLC 的输出)
判断条件:通/断
目的标号:
4.位置比较跳转
被比较的数据:X/Y/Z/C(通过确认键切换)
条件:大于/小于/等于
数值:
目的标号:
5.设定 PLC
M 寄存器地址:xxxx(范围:0~2047)
数值:xxxxx (范围:0~32767)
6.PLC 比较跳转
被比较的 D 寄存器地址:xxxx(范围:0~2047)
条件:大于/小于/等于
数值:xxxxx (范围:0~32767)
目的标号:
举例说明:1.在控制器中编写程序控制 PLC X0 口通。
程序如下:n001 输出 文件:0009
标号:0
输出:101 状态:通
n002 结束 文件:0009
标号:0
2.在控制器中编写程序使控制器输出口 1 通。
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程序如下:n001 输出 文件:0009
标号:0
输出:1 状态:通
n002 结束 文件:0010
标号:0
2. 接线图
3. 参数设置
用户登录→系统参数→控制参数→将扩展 PLC,禁止改为有效,保存,切断电源,连接 PLC,
上电,执行编好的程序
注意:
1. 如果界面提示“PLC”,则 2016 款 TC55 与 PLC 没有通信上
2. 通过按下外部急停按钮 或在自动执行界面下 按下 F4 键,可以复位 485 通讯,清除错
误。二、中英文切换功能
2016 款 TC55 有中文、英文两种语言,可自由切换
切换方式:
中文:参数设置→系统参数→控制参数→语言:简体中文,按“确认”键,改变系统语言→
参数保存→按“确认”键。
英文:Para Set→SystPara→CtrlPara→Language:English→按“确认”键,改变系统语
言→SavePara→按“确认”键
三、 示教功能
就是用控制器通过按键一步一步地操纵刀具动作,错了还可以擦去重来,就类似于游戏机
和遥控玩具一样。让刀具按照控制器操纵的路径行走,只需一遍控制器就记住了。然后就
可以让控制器自动执行。这就是所谓的“示教”
TC55E 中具有“示教”功能的指令有 5 个,分别是:相对运动、绝对运动、快速运动、顺圆
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IJ、逆圆 IJ。
2016 款 TC55 示教模式操作说明:
1:进入示教模式:在“手动操作”界面下按“删除”键。
2:示教按键介绍:①“指令选择”可以选择“快速运动”“绝对运动”“相对运动”“顺圆
IJ”“逆圆 IJ”五条指令。
②“连续”可以切换为“点动”
③“圆弧中点”可以保存需要运动的圆弧上第二个点。
④“确认”在“顺圆 IJ”“逆圆 IJ”是保存需要运动的圆弧上第三个点。
⑤“保存”可以进入保存程序。
3:示教编程方式:①通过“指令选择”来选择需要的指令;
②按“X+”“X-”“Y+”“Y-”“Z+”“Z-”“C+”“C-”寻找需要坐标点;
③按“下页”进入到下一条;
④通过“指令选择”来选择好需要的指令;
⑤按“X+”“X-”“Y+”“Y-”“Z+”“Z-”“C+”“C-”寻找需要坐标点;
⑥按“保存”,输入新程序文件名 1111,按“确认”提示“保存成功”。
4:指令编程说明: ①“快速运动”“相对运动”走的是增量;
②“绝对运动”走绝对坐标;
③“顺圆 IJ” “逆圆 IJ”走相对坐标;
5:举例:“顺圆 IJ”指令用“指令选择”按键选好后,第一个圆弧的就选择好了(0,0),然
后“X+”走 2,“Y+”走到 2,作为圆弧的第二个点按“圆弧中点”记忆(2,2),然后“X+”
走 4,“Y-”走到 0,作为第三个点按“确认”记忆(4,0),这样他会算出 I=2;J=0;
以上的程序会加工出一个圆心在(2,0),半径=2,的一个半圆。 四、 全新的上位机软件
支持程序和参数上传和下载,外观美观,设计更合理化
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