数控原理与系统典型数控系统学习教案.pptx

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1、会计学1数控原理数控原理(yunl)与系统典型数控系统与系统典型数控系统第一页，共185页。导读导读(do d)n n 本章主要介绍了FANUC 0、西门子SINUMERIK 840D、FAGOR 8055和华中“世纪星”等典型数控系统产品。通过本章介绍，了解常见数控系统的组成结构和功能特点，熟悉数控系统的端口连接和应用方法，以便(ybin)更好地使用和维护数控系统。第1页/共185页第二页，共185页。9.1 FANUC数控系统数控系统数控系统数控系统n n9.1.1 FANUC数控产品特点数控产品特点n n FANUC数控系统功能完善，品种齐全，数控系统功能完善，品种齐全，稳定可靠，性能价

2、格比高，在机械制造领稳定可靠，性能价格比高，在机械制造领域拥有域拥有(yngyu)较大的市场份额。归纳起较大的市场份额。归纳起来，来，FANUC数控系统产品具有以下主要特数控系统产品具有以下主要特点。点。第2页/共185页第三页，共185页。n n（1 1）系统在设计中大量采用了模块化结构。这）系统在设计中大量采用了模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成种结构易于拆装，各个控制板高度集成(j(j chnchn)，使可靠性有很大提高，而且便于维修、，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。更换。n n（2 2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工

3、作环境温度为工作环境温度为0 04545，相对湿度为，相对湿度为75%75%，安，安全可靠。全可靠。n n（3 3）有较完善的保护措施。）有较完善的保护措施。FANUCFANUC对自身的系对自身的系统采用比较好的保护电路。统采用比较好的保护电路。n n（4 4）FANUCFANUC系统所配置的系统软件具有比较齐系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说，全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。基本功能完全能满足使用要求。第3页/共185页第四页，共185页。n n（5 5）提供大量丰富的）提供大量丰富的PMCPMC信号和信号和PMC

4、PMC功能指令，功能指令，这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMCPMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。控制程序，而且增加了编程的灵活性。n n（6 6）具有很强的）具有很强的DNCDNC功能，系统提供串行功能，系统提供串行RS232CRS232C传输接口传输接口(ji k(ji k u)u)，使，使PCPC和机床之间的数据传输和机床之间的数据传输能够可靠完成，从而实现高速的能够可靠完成，从而实现高速的DNCDNC操作。操作。n n（7 7）提供丰富的维修报警和诊断功能。）提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC FANUC维维修手册为用户提

5、供了大量的报警信息，并且以不同修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。的类别进行分类。第4页/共185页第五页，共185页。n n9.1.2 FANUC 0系列数控系统系列数控系统n n1.主要功能特点主要功能特点n n FANUC 0系列数控系统分系列数控系统分为为A型、型、B型、型、C型和型和D型产品，型产品，目前在国内使用较多的是普及目前在国内使用较多的是普及型型FANUC 0D和全功能型和全功能型FANUC 0C两个两个(lin)子系子系列，其功能特点如下。列，其功能特点如下。第5页/共185页第六页，共185页。n n（1 1）采用高速的微处理器芯片）采用高速的微

6、处理器芯片n n FANUC FANUC的的0 0系列产品使用系列产品使用Inte1 80386Inte1 80386芯片，芯片，19881988年以后的产品改用使用年以后的产品改用使用Inte1 80486DX2Inte1 80486DX2。n n（2 2）采用高可靠性的硬件设计及全自动化生产制造）采用高可靠性的硬件设计及全自动化生产制造 n n 该产品采用了高品质的元器件，并且大量采用该产品采用了高品质的元器件，并且大量采用了专用了专用VLSIVLSI（Very Large Scale LntegrationVery Large Scale Lntegration，超大规模，超大规模集成电

7、路）芯片，在一定程度上提高了数控系统的可集成电路）芯片，在一定程度上提高了数控系统的可靠性和系统的集成度。使用表面靠性和系统的集成度。使用表面(bi(bi omin)omin)安装元件安装元件（SMDSMD），进一步提高了数控系统的集成度，使数控），进一步提高了数控系统的集成度，使数控系统的体积大幅度减小。系统的体积大幅度减小。第6页/共185页第七页，共185页。（3）丰富的系统控制功能 在系统的功能上具有刀具寿命管理、极坐标插补、圆柱插补、多边形加工、简易同步控制、Cf轴控制（主轴回转由进给伺服电动机实现，回转位置可与其它进给轴一起参与插补）和Cs轴控制（主轴电机不是进给伺服电机，而是FA

8、NUC主轴电机，由装在主轴上的编码器检测主轴位置，可与其它进给轴一起参与插补）、串行和模拟(mn)的主轴控制、主轴刚性攻丝、多主轴控制功能、主轴同步控制功能、PLC梯形图显示和PLC梯形图编辑功能（需要编程卡）、PLC轴控制功能等。第7页/共185页第八页，共185页。n n 该系统除了通用(tngyng)的宏程序功能以外，还增加了定制型用户宏程序，这样为用户提供了更大的个性化设计的空间。用户可以通过编程对显示屏幕、处理过程控制等进行编辑，以实现个性化机床的设计。第8页/共185页第九页，共185页。n n（4 4）高速高精度的控制）高速高精度的控制n n FANUC 0C FANUC 0C数

9、控系统采用了多数控系统采用了多CPUCPU方式方式进行进行(jnxng)(jnxng)分散处理，实现了高速连续的切分散处理，实现了高速连续的切削。为了实现在切削路径中的高速、高精度，在削。为了实现在切削路径中的高速、高精度，在系统功能中增加了自动拐角倍率，伺服前馈控制系统功能中增加了自动拐角倍率，伺服前馈控制等，大大地减少了伺服系统的误差。等，大大地减少了伺服系统的误差。n n 对对PLCPLC的接口增加了高速的接口增加了高速MM、S S、T T接口功接口功能，进一步缩短了执行时间，提高了系统的运行能，进一步缩短了执行时间，提高了系统的运行速度。速度。n n 为了提高系统处理外部数据的速度，为

10、了提高系统处理外部数据的速度，FANUC 0CFANUC 0C系统在硬件上增加了远程缓冲控制，系统在硬件上增加了远程缓冲控制，系统可以实现高速的系统可以实现高速的DNCDNC操作。操作。第9页/共185页第十页，共185页。n n（5 5）全数字伺服控制结构）全数字伺服控制结构n n FANUC 0C FANUC 0C系统采用系统采用(c(c iyng)iyng)全数字伺服控全数字伺服控制结构，实现伺服控制的数字化，大大地提高了伺制结构，实现伺服控制的数字化，大大地提高了伺服运行的可靠性和自适应性，改善了伺服的性能。服运行的可靠性和自适应性，改善了伺服的性能。n n 由于实现了全数字的伺服控制

11、，可以实现高由于实现了全数字的伺服控制，可以实现高速、高精度的伺服控制功能。速、高精度的伺服控制功能。n n 可以实现伺服波形（位置、偏差、电流）的可以实现伺服波形（位置、偏差、电流）的CRTCRT显示，用于伺服系统的诊断调试。显示，用于伺服系统的诊断调试。第10页/共185页第十一页，共185页。n n（6 6）全数字的主轴控制）全数字的主轴控制 n n FANUC 0C FANUC 0C系统除了模拟主轴接口以外，还系统除了模拟主轴接口以外，还提供了串行主轴控制（仅限于使用提供了串行主轴控制（仅限于使用FANUCFANUC的主轴的主轴放大器）。主轴控制信号通过光缆与主轴放大器连放大器）。主轴

12、控制信号通过光缆与主轴放大器连接，连接方便、简洁接，连接方便、简洁(ji(ji nji)nji)、可靠。、可靠。n n 可以实现主轴的刚性攻丝、定位，双主轴的可以实现主轴的刚性攻丝、定位，双主轴的速度、相位同步以及主轴的速度、相位同步以及主轴的CsCs轮廓控制。轮廓控制。第11页/共185页第十二页，共185页。n n2.2.基本构成基本构成n n FANUC 0 FANUC 0系统由数控单元本体系统由数控单元本体(bnt(bnt)，主轴，主轴和进给伺服单元以及相应的主轴电机和进给电机，和进给伺服单元以及相应的主轴电机和进给电机，CRTCRT显示器、系统操作面板、机床操作面板，附加显示器、系统

13、操作面板、机床操作面板，附加的输入输出接口板（的输入输出接口板（B2B2），电池盒，手摇脉冲发），电池盒，手摇脉冲发生器等部件组成，下面对它的主要部件的基本配置生器等部件组成，下面对它的主要部件的基本配置做简要的说明。做简要的说明。第12页/共185页第十三页，共185页。n n FANUC 0系统的CNC单元(dnyun)为大板结构。基本配置有主印刷电路板（PCB）、存储器板、图形显示板、可编程机床控制器板（PMCM）、伺服轴控制板、输入输出接口板、子CPU（中央处理器）板、扩展的轴控制板、数控单元(dnyun)电源和DNC控制板。各板插在主印刷电路板上，与CPU的总线相连。FANUC 0系

14、统数控单元(dnyun)的结构如图9.1所示，各部件的功能如下。第13页/共185页第十四页，共185页。n n 主印刷电路板（MASTER PCB）L/A第7、8轴控制板（AXA）第5、6轴控制板（AXS）子CPU板（SUB）存储器板（MEM）输入输出接口板基本轴控制板PMC控制板图形显示板NC电源图9.1 FANUC 0系统(xtng)数控单元结构图 第14页/共185页第十五页，共185页。（1 1）主印刷电路板（）主印刷电路板（PCBPCB）。连接各功能板、）。连接各功能板、故障报警等。主故障报警等。主CPUCPU在该板上，用于系统主控。在该板上，用于系统主控。（2 2）数控单元电源。

15、主要提供）数控单元电源。主要提供+5+5，+15+15，-15v-15v，+24+24，-24-24直流电源，用于各板的直流电源，用于各板的供电，供电，24V24V直流电源，用于单元内继电器控制。直流电源，用于单元内继电器控制。（3 3）图形显示板。提供图形显示功能，第）图形显示板。提供图形显示功能，第2 2、3 3手摇脉冲手摇脉冲(michng)(michng)发生器接口等。发生器接口等。（4 4）PCPC板（板（PMCMPMCM）9 PMCM9 PMCM型可编程机床型可编程机床控制器，提供扩展的输入输出板的接口。控制器，提供扩展的输入输出板的接口。第15页/共185页第十六页，共185页。

16、n n（5 5）基本轴控制板（）基本轴控制板（AXEAXE）。提供）。提供X X、Y Y、Z Z和第和第4 4轴的进给指令，轴的进给指令，接收接收(jishu)(jishu)从从X X、Y Y、Z Z和第和第4 4轴位置编码器反馈的位置信号。轴位置编码器反馈的位置信号。n n（6 6）输入输出接口。通过插座）输入输出接口。通过插座M1M1，M18M18和和M20M20提供输入点，通过提供输入点，通过插座插座M2M2，M19M19和和M20M20提供输出点，为提供输出点，为PMCPMC提供输入输出信号。提供输入输出信号。n n（7 7）存储器板。接收）存储器板。接收(jishu)(jishu)系

17、统操作面板的键盘输入信号，提系统操作面板的键盘输入信号，提供串行数据传送接口，第供串行数据传送接口，第1 1手摇脉冲发生器接口，主轴模拟量和位手摇脉冲发生器接口，主轴模拟量和位置编码器接口，存储系统参数、刀具参数和零件加工程序等。置编码器接口，存储系统参数、刀具参数和零件加工程序等。n n（8 8）子）子CPUCPU板。用于管理第板。用于管理第5 5，6 6，7 7，8 8轴的数据分配，提供轴的数据分配，提供RSRS232C232C和和RSRS422422串行数据接口等。串行数据接口等。第16页/共185页第十七页，共185页。n n（9 9）扩展轴控制板（）扩展轴控制板（AXSAXS）。提供

18、第）。提供第5 5，6 6轴的进给指轴的进给指令，接收从第令，接收从第5 5，6 6轴位置编码器反馈的位置信号。轴位置编码器反馈的位置信号。n n（1010）扩展轴控制板（）扩展轴控制板（AXAAXA）。提供第）。提供第7 7，8 8轴的进给轴的进给指令，接收从第指令，接收从第7 7，8 8轴位置编码器反馈的位置信号。轴位置编码器反馈的位置信号。n n（1111）扩展的输入输出接口。通过）扩展的输入输出接口。通过(tnggu)(tnggu)插座插座M61M61，M78M78和和M80M80提供输入点提供输入点,通过通过(tnggu)(tnggu)插座插座M62M62，M79M79和和M80M8

19、0提供输出点，为提供输出点，为PMCPMC提供输入输出信号。提供输入输出信号。n n（1212）通信板（）通信板（DNC2DNC2）。提供数据通信接口。）。提供数据通信接口。第17页/共185页第十八页，共185页。3.控制单元的连接 如图9.2所示，为FANUC 0系统基本轴控制板（AXE）与伺服放大器、伺服电机和编码器连接图。M184M199为轴控制板上的插座编号，其中M184、M187、M194、M197为控制器指令输出端；M185、M188、M195、M198是内装型脉冲编码器输入端，在半闭环伺服系统中为速度位置反馈，在全闭环伺服系统中作为速度反馈；M186、M189、M196、M19

20、9只作为在全闭环伺服系统中的位置反馈，可以接分离型脉冲编码器或光栅尺。H20表示20针HONDA插头，M表示“针”，F表示“孔”。如果选用绝对(judu)编码器，CPA9端接相应电池盒。第18页/共185页第十九页，共185页。图9.2 FANUC 0系统(xtng)轴控板连接图 第19页/共185页第二十页，共185页。n n 存储器板存放(cnfng)着工件程序、偏移量和系统参数，系统断电后由电池单元供电保存。同时连接着显示器、MDI单元、第一手摇脉冲发生器、串行通信接口、主轴控制器和主轴位置编码器、电池等单元，如图9.3所示。第20页/共185页第二十一页，共185页。图9.3 FANU

21、C 0系统(xtng)存储器板、电源单元连接图 第21页/共185页第二十二页，共185页。在电源单元中，CP15为24V DC输出端，供显示单元使用，BN6.F为6针棕色插头；CP1是单相AC 220V输入端，BK3.F为3针黑色插头；CP3接电源开关电路；CP2为AC 220V输出端，可以接冷却风扇或其他需要AC 220V设备。内置IO接口连接如图9.4所示，其中(qzhng)M1、M18为IO输出插座，共计80个IO输入点；M2、M19为IO输出插座，共计56个IO输出点；M20包括24个IO输入点和16个IO输出点。这些IO点可以用于强电柜中的中间继电器控制，机床控制面板的按钮和指示灯

22、、行程开关等开关量控制。第22页/共185页第二十三页，共185页。图9.4 FANUC 0系统(xtng)IO板连接图第23页/共185页第二十四页，共185页。n n4伺服系统的基本配置n n（1）进给伺服系统的基本配置n n 常用的S系列交流伺服放大器分l轴型、2轴型和3轴型3种。其电源电压为200230V，由专用的伺服变压器供给(gngj)，AC 100V制动电源由NC电源变压器供给(gngj)。第24页/共185页第二十五页，共185页。n n 1 1轴型和轴型和2 2轴型伺服单元的基本配置和连接方法分别轴型伺服单元的基本配置和连接方法分别如图如图9.59.5、图、图9.69.6所示

23、。图中电缆所示。图中电缆K1K1为为NCNC到伺服单元的指到伺服单元的指令电缆，令电缆，K2SK2S为脉冲编码器的位置反馈电缆，为脉冲编码器的位置反馈电缆，K3K3为为AC AC 230230200V200V电源输入线电源输入线K4K4为伺服电机的动力线电缆，为伺服电机的动力线电缆，K5K5为伺服单元的为伺服单元的AC 100VAC 100V制动电源电缆，制动电源电缆，K6K6为伺服单元到为伺服单元到放电单元的电缆，放电单元的电缆，K7K7为伺服单元到放电单元和伺服变压为伺服单元到放电单元和伺服变压器的温度接点器的温度接点(ji di(ji di n)n)电缆。电缆。QFQF和和MCCMCC分

24、别为伺服单元分别为伺服单元的电源输入断路器和主接触器，用于控制伺服单元电源的电源输入断路器和主接触器，用于控制伺服单元电源的通和断。的通和断。第25页/共185页第二十六页，共185页。图9.5 FANUC 0系统(xtng)1轴型伺服单元第26页/共185页第二十七页，共185页。图9.6 FANUC 0系统(xtng)2轴型伺服单元 第27页/共185页第二十八页，共185页。n n 伺服单元的接线端伺服单元的接线端T24T24和和T25T25之间有一个之间有一个短路片，如果使用外接型放电单元，则应将它取短路片，如果使用外接型放电单元，则应将它取下，并将伺服单元印刷电路板上的短路棒下，并将

25、伺服单元印刷电路板上的短路棒S2S2设置设置到到HH位置，反之则设置到位置，反之则设置到L L位置。位置。n n 伺服单元的连接端伺服单元的连接端T41T41和和T42T42为放电单元为放电单元和伺服变压器的温度接点串联后的输入点，上述和伺服变压器的温度接点串联后的输入点，上述两个两个(li(li n n )接点断开时将产生过热报警。如果接点断开时将产生过热报警。如果使用这对接点，应将伺服单元印刷电路板上的短使用这对接点，应将伺服单元印刷电路板上的短路棒路棒S1S1设置到设置到L L位置。位置。第28页/共185页第二十九页，共185页。n n 在在2 2轴型伺服单元中，插座轴型伺服单元中，插

26、座CN1LCN1L、CN1MCN1M、CN1NCN1N可分别用电缆可分别用电缆KlKl和数控系统的轴控制板上的指和数控系统的轴控制板上的指令信号插座相连，而伺服单元中的动力线端子令信号插座相连，而伺服单元中的动力线端子T15LT15L，6L6L，7L7L和和T15MT15M，6M6M，7M7M以及以及T15NT15N，6N6N，7N7N则则应分别接到相应的伺服电机，从伺服电机的脉冲应分别接到相应的伺服电机，从伺服电机的脉冲(michng)(michng)编码器返回的电缆也应一一对应地接到数编码器返回的电缆也应一一对应地接到数控系统的轴控制板上的反馈信号插座（即控系统的轴控制板上的反馈信号插座（

27、即L L，MM，NN分分别表示同一个轴）。别表示同一个轴）。第29页/共185页第三十页，共185页。n n FANUC FANUC的的CNCCNC与与AlphaAlpha系列系列2 2轴交流驱动单元组成轴交流驱动单元组成的伺服系统结构如图的伺服系统结构如图9.79.7所示，伺服电机上的脉冲编码器所示，伺服电机上的脉冲编码器作为位置检测元件也作为速度检测元件，它将检测信号作为位置检测元件也作为速度检测元件，它将检测信号反馈到反馈到CNCCNC中，由中，由CNCCNC完成位置处理和速度处理。完成位置处理和速度处理。CNCCNC将速度控制信号、速度反馈信号以及将速度控制信号、速度反馈信号以及(y(

28、y j)j)使能信号输出使能信号输出到伺服放大器的到伺服放大器的JVBlJVBl和和JVB2JVB2端口。端口。第30页/共185页第三十一页，共185页。图9.7 CNC与AIpha系列(xli)2轴伺服系统连接 第31页/共185页第三十二页，共185页。（2）S系列(xli)主轴伺服系统的基本配置 S系列(xli)主轴伺服系统的连接方法如图9.8所示，其中Kl为从伺服变压器副边输出的AC 220 V三相电源电缆，应接到主轴伺服单元的U，V，W和G端，输出到主轴电机的动力线，应与接线盒盖内面的指示相符。K3为从主轴伺服单元的端子T1上的R0，S0和T0输出到主轴风扇电机的动力线，应使风扇向

29、外排风。K4为主轴电机的编码器反馈电缆，其中PA，PB，RA和RB用做速度反馈信号，0H1和0H2为电机温度接点，SS为屏蔽线。K5为从NC和PMC输出到主轴伺服单元的控制信号电缆，接到主轴伺服单元的50芯插座CN1。第32页/共185页第三十三页，共185页。图9.8 S系列主轴伺服系统的连接(linji)方法 第33页/共185页第三十四页，共185页。n n5 5数字伺服有关参数的设定数字伺服有关参数的设定n n（1 1）柔性齿轮比的设定）柔性齿轮比的设定n n 在以往的伺服参数中，丝杠的螺距在以往的伺服参数中，丝杠的螺距(luj)(luj)和和传动机构丝杠与电动机轴之间的减速比确定后，

30、传动机构丝杠与电动机轴之间的减速比确定后，才可以确定脉冲编码器的脉冲数。所调整的参数才可以确定脉冲编码器的脉冲数。所调整的参数一般比较固定，使用较为不便。使用柔性齿轮比一般比较固定，使用较为不便。使用柔性齿轮比功能，脉冲编码器的脉冲数可以适应各种不同的功能，脉冲编码器的脉冲数可以适应各种不同的传动机构。传动机构。第34页/共185页第三十五页，共185页。n n 如图如图9.99.9所示，描述了柔性齿轮比参数的实际意义，当所示，描述了柔性齿轮比参数的实际意义，当反馈的脉冲数不能和指令反馈的脉冲数不能和指令(zh(zh lng)lng)的脉冲数相同时，就可以通的脉冲数相同时，就可以通过该过该n

31、nmm的值进行调整，具体的设定方法如下。的值进行调整，具体的设定方法如下。第35页/共185页第三十六页，共185页。图9.9 柔性齿轮(chln)比参数示意图 第36页/共185页第三十七页，共185页。n n 当电动机为Alpha系列电动机，伺服为半闭环系统时，不管使用何种串行位置编码器，电动机旋转时位置反馈的脉冲数取1000000Pr。n n 当不需要柔性(ru xn)齿轮比功能时，可以将该轴的nm值设定为0。n n 参数PRM37#3#0用于选择是否使用分离型的反馈系统，当设定为l时，伺服的位置反馈由分离型的接口输入。第37页/共185页第三十八页，共185页。n n（2 2）伺服电动

32、机代码和自动设定以及）伺服电动机代码和自动设定以及(y(y j)j)伺服伺服的优化的优化n n 在数字伺服的软件中，包括了所有电动机在数字伺服的软件中，包括了所有电动机（非负载情况下）最佳的伺服控制参数，该参数在（非负载情况下）最佳的伺服控制参数，该参数在机床的调试时将被设定。具体方法可以通过伺服设机床的调试时将被设定。具体方法可以通过伺服设定画面设定，在该画面集中了各个控制轴主要参数，定画面设定，在该画面集中了各个控制轴主要参数，如图如图9.109.10所示。所示。第38页/共185页第三十九页，共185页。图9.10 伺服设定(sh dn)画面第39页/共185页第四十页，共185页。n

33、n 初始设定位初始设定位(dngwi)(dngwi)（initial set bitsinitial set bits）：）：#1#1位为位为0 0时时进行参数自动设定。设定完成后，该为恢复为进行参数自动设定。设定完成后，该为恢复为1 1。n n 电动机代码（电动机代码（Motor ID NoMotor ID No）：电动机的代码（）：电动机的代码（0 09999）用于每种电动机。）用于每种电动机。n n AMR AMR：当使用：当使用AlphaAlpha系列电动机时，该值为系列电动机时，该值为0 0。n n CMR2 CMR2指令倍乘比。指令倍乘比。第40页/共185页第四十一页，共185页

34、。n n 柔性齿轮比柔性齿轮比n nmm：根椐上述介绍：根椐上述介绍(jisho)(jisho)的公式设的公式设定。定。n n 方向设定方向设定Direction SetDirection Set：用于设定正确的电动机方：用于设定正确的电动机方向。向。n n 速度脉冲数速度脉冲数velocity Pulsevelocity Pulse：使用：使用A1phaA1pha系列电动机时系列电动机时为为81928192819819。n n 位置脉冲数位置脉冲数Position pulsePosition pulse：当系统为半闭环，：当系统为半闭环，AlphaAlpha系列电动机为系列电动机为12500

35、1250012501250；当系统使用全闭环时，取；当系统使用全闭环时，取决于反馈脉冲数转。决于反馈脉冲数转。n n 参考计数器参考计数器Ref.CounterRef.Counter：用于参考点回零的计数器。：用于参考点回零的计数器。第41页/共185页第四十二页，共185页。n n 在上述的参数设定完成以后，当初始设定在上述的参数设定完成以后，当初始设定位位#1#1位为位为0 0时，该轴的伺服参数会进行时，该轴的伺服参数会进行(jnxng)(jnxng)自自动参数设定，设定如果正常完成后，该位变为动参数设定，设定如果正常完成后，该位变为1 1，一般以上参数都是由机床厂家在机床调试时进，一般以

36、上参数都是由机床厂家在机床调试时进行行(jnxng)(jnxng)设定的。但是由于自动设定的参数是设定的。但是由于自动设定的参数是FANUCFANUC公司在系统设计时非负载情况下调试出公司在系统设计时非负载情况下调试出来的最佳参数，实际上该参数不能够满足各种不来的最佳参数，实际上该参数不能够满足各种不同负载和机械条件下的最佳参数，所以一般要根同负载和机械条件下的最佳参数，所以一般要根据实际的机床情况进行据实际的机床情况进行(jnxng)(jnxng)参数的优化。参数的优化。第42页/共185页第四十三页，共185页。n n6 6系统应用系统应用n n FANUC FANUC的的0 0系列产品自

37、系列产品自19851985年开发成功以来，该系年开发成功以来，该系列产品在车床、铣床加工中心、圆柱平面磨床、冲列产品在车床、铣床加工中心、圆柱平面磨床、冲床等机床中得到广泛的应用。目前，国内很多机床生产床等机床中得到广泛的应用。目前，国内很多机床生产厂家都可以根据用户厂家都可以根据用户(yngh)(yngh)要求，选用要求，选用FANUC 0FANUC 0系列系列数控系统，部分机床产品如表数控系统，部分机床产品如表9.19.1所示。所示。第43页/共185页第四十四页，共185页。n n 表9.1 选用(xunyng)FANUC 0系列数控机床举例第44页/共185页第四十五页，共185页。n

38、 n9.1.3 FANUC 0i9.1.3 FANUC 0i系列数控系统系列数控系统系列数控系统系列数控系统n n1 1主要功能主要功能主要功能主要功能(gngnng)(gngnng)及特点及特点及特点及特点n n（1 1）FANUC 0iFANUC 0i系统与系统与系统与系统与FANUC16FANUC1618182121等系统等系统等系统等系统的结构相似，均为模块化结构。主的结构相似，均为模块化结构。主的结构相似，均为模块化结构。主的结构相似，均为模块化结构。主CPUCPU板上除了板上除了板上除了板上除了主主主主CPUCPU及外围电路之外，还集成了及外围电路之外，还集成了及外围电路之外，还集

39、成了及外围电路之外，还集成了FROMFROMSRAMSRAM模块，模块，模块，模块，PMCPMC控制模块，存储器和主轴模块，控制模块，存储器和主轴模块，控制模块，存储器和主轴模块，控制模块，存储器和主轴模块，伺服模块等。其集成度较伺服模块等。其集成度较伺服模块等。其集成度较伺服模块等。其集成度较FANUC 0FANUC 0系统的集成系统的集成系统的集成系统的集成度更高，因度更高，因度更高，因度更高，因0i 0i控制单元的体积更小，便于安装排控制单元的体积更小，便于安装排控制单元的体积更小，便于安装排控制单元的体积更小，便于安装排布。布。布。布。n n（2 2）采用全字符键盘，可用）采用全字符键

40、盘，可用）采用全字符键盘，可用）采用全字符键盘，可用B B类宏程序编程，类宏程序编程，类宏程序编程，类宏程序编程，使用方便。使用方便。使用方便。使用方便。第45页/共185页第四十六页，共185页。n n（3 3）用户程序区容量比）用户程序区容量比0MD0MD系统大一倍，有利于系统大一倍，有利于较大程序的加工。较大程序的加工。n n（4 4）使用编辑卡编写或修改梯形图，携带与操作）使用编辑卡编写或修改梯形图，携带与操作都很方便，特别是在用户现场扩充功能或实施技术都很方便，特别是在用户现场扩充功能或实施技术改造改造(j sh(j sh i zo)i zo)时更为便利。时更为便利。n n（5 5）

41、使用存储卡存储或输入机床参数、）使用存储卡存储或输入机床参数、PMCPMC程序程序以及加工程序，操作简单方便。使复制参数、梯形以及加工程序，操作简单方便。使复制参数、梯形图和机床调试程序过程十分快捷，缩短了机床调试图和机床调试程序过程十分快捷，缩短了机床调试时间，明显提高数控机床的生产效率。时间，明显提高数控机床的生产效率。第46页/共185页第四十七页，共185页。n n（6 6）系统具有）系统具有HRVHRV（高速矢量响应）功能，伺服（高速矢量响应）功能，伺服增益设定比增益设定比0MD0MD系统高一倍，理论上可使轮廓加工系统高一倍，理论上可使轮廓加工误差减少一半。以切削圆为例，同一型号机床

42、误差减少一半。以切削圆为例，同一型号机床0MD0MD系统的圆度误差通常为系统的圆度误差通常为0.020.020.03mm0.03mm，换用，换用0i 0i系统系统后圆度误差通常为后圆度误差通常为0.010.010.02 mm0.02 mm。n n（7 7）机床运动轴的反向间隙，在快速移动）机床运动轴的反向间隙，在快速移动(ydng)(ydng)或进给移动或进给移动(ydng)(ydng)过程中由不同的间隙过程中由不同的间隙补偿参数自动补偿。该功能可以使机床在快速定位补偿参数自动补偿。该功能可以使机床在快速定位和切削进给不同工作状态下，反向间隙补偿效果更和切削进给不同工作状态下，反向间隙补偿效果

43、更为理想，这有利于提高零件加工精度。为理想，这有利于提高零件加工精度。第47页/共185页第四十八页，共185页。n n（8 8）0i 0i系统可预读系统可预读1212个程序段，比个程序段，比0MD0MD系统多。结合预系统多。结合预读控制及前馈控制等功能的应用，可减少轮廓加工读控制及前馈控制等功能的应用，可减少轮廓加工(ji(ji gng)gng)误差。小线段高速加工误差。小线段高速加工(ji gng)(ji gng)的效率、效果优的效率、效果优于于0MD0MD系统，对模具三维立体加工系统，对模具三维立体加工(ji gng)(ji gng)有利。有利。n n（9 9）与）与0MD0MD系统相比

44、，系统相比，0i 0i系统的系统的PMCPMC程序基本指令执行程序基本指令执行周期短，容量大，功能指令更丰富，使用更方便。周期短，容量大，功能指令更丰富，使用更方便。n n（1010）0i 0i系统的界面、操作、参数等与系统的界面、操作、参数等与18i18i、16i16i、21i21i基本基本相同。熟悉相同。熟悉0i 0i系统后，自然会方便地使用上述其他系统。系统后，自然会方便地使用上述其他系统。第48页/共185页第四十九页，共185页。n n（1111）0i 0i系统比系统比0M0M、0T0T等产品配备了更强大的诊断功能等产品配备了更强大的诊断功能和操作信息显示功能，给机床用户使用和维修带

45、来了极和操作信息显示功能，给机床用户使用和维修带来了极大方便。大方便。n n（1212）在软件）在软件(ru(ru n jin)n jin)方面方面0i 0i系统比系统比0 0系统也有很大提系统也有很大提高，特别在数据传输上有很大改进，如高，特别在数据传输上有很大改进，如RS232RS232串口通信串口通信波特率达波特率达19200b19200bs s，可以通过，可以通过HSSBHSSB（高速串行总线）（高速串行总线）与与PCPC机相连，使用存储卡实现数据的输入输出。机相连，使用存储卡实现数据的输入输出。第49页/共185页第五十页，共185页。n n2.2.基本构成基本构成n n FANUC

46、 0i FANUC 0i系统由主板和系统由主板和I I0 0两个模块构成。两个模块构成。主板模块包括主主板模块包括主CPUCPU、内存、内存、PMCPMC控制、控制、I IOLinkOLink控制、伺服控制、主轴控制、内存卡控制、伺服控制、主轴控制、内存卡I IF F、LEDLED显显示等；示等；I IOO模块包括电源、模块包括电源、I IOO接口、通信接口、接口、通信接口、MDIMDI控制、显示控制、手摇脉冲发生器控制和高速控制、显示控制、手摇脉冲发生器控制和高速串行总线等。各部分串行总线等。各部分(b fen)(b fen)与机床、外部设备的连与机床、外部设备的连接插槽或插座如图接插槽或插

47、座如图9.119.11所示。所示。第50页/共185页第五十一页，共185页。图9.11 FANUC 0i系统控制单元(dnyun)第51页/共185页第五十二页，共185页。n n3.3.部件的连接部件的连接n n 如图如图9.129.12所示，为所示，为FANUC 0iFANUC 0i系统的连接图。图系统的连接图。图中，系统输入电压为中，系统输入电压为DC 24V10DC 24V10，电流约，电流约7A7A。伺服。伺服和主轴电动机为和主轴电动机为AC 200VAC 200V（不是（不是220V220V，其他系统如，其他系统如0 0系系统，系统电源和伺服电源均为统，系统电源和伺服电源均为AC

48、 200VAC 200V）输入。这两）输入。这两个电源的通电及断电顺序是有要求的，不满足要求会个电源的通电及断电顺序是有要求的，不满足要求会出现报警或损坏出现报警或损坏(s(s nhui)nhui)驱动放大器。原则是要保证驱动放大器。原则是要保证通电和断电都在通电和断电都在CNCCNC的控制之下。具体顺序如表的控制之下。具体顺序如表9.29.2所所示。示。第52页/共185页第五十三页，共185页。图9.12 FANUC 0i系统(xtng)接线图 第53页/共185页第五十四页，共185页。n n 表9.2 FANUC 0i系统(xtng)接通电源和关断电源顺序 第54页/共185页第五十五

49、页，共185页。伺服的连接分伺服的连接分A A型和型和B B型，由侗服放大器型，由侗服放大器上的一个短接捧控制。上的一个短接捧控制。A A型连接是将位置反馈型连接是将位置反馈线接到线接到CNCCNC系统；系统；B B型连接是将其接到伺服放型连接是将其接到伺服放大器。大器。0i 0i和近期开发的系统用和近期开发的系统用B B型。型。0 0系统大多系统大多数用数用A A型。两种接法不能任意使用，与伺服软型。两种接法不能任意使用，与伺服软件有关。连接时最后的放大器件有关。连接时最后的放大器JX1BJX1B需插上需插上FANUCFANUC提供的短接插头，如果提供的短接插头，如果(rgu(rgu)遗忘会

50、遗忘会出现出现401401报警。另外，若选用一个伺服放大报警。另外，若选用一个伺服放大器控制两个电动机，应将大电动机电枢接在器控制两个电动机，应将大电动机电枢接在MM端子上，小电动机接在端子上，小电动机接在L L端子上，否则电动机端子上，否则电动机运行时会听到不正常的嗡嗡声。运行时会听到不正常的嗡嗡声。第55页/共185页第五十六页，共185页。n n FANUC系统的伺服控制可任意使用半闭环或全闭环，只需设定闭环型式(xn sh)的参数和改变接线，非常简单。n n 主轴电动机的控制有两种接口：模拟（010V DC）和数字（串行传送）输出。模拟口需用其他公司的变频器及电动机。第56页/共185