《精品》FANUC CNC系統(tǒng)功能

1、FANUC CNC 1 Controlled Path CNC 控制的進(jìn)給伺服軸進(jìn)給的組數(shù)日文資料上稱(chēng)之為“系統(tǒng)數(shù)，如下列圖所示。加工時(shí)每組軸的合成運(yùn)動(dòng)任意幾個(gè)軸的組合形成一條刀具軌跡。各組可單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，也可同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。16i/18i 可有兩個(gè)軌跡，30i 最多可有10 個(gè)軌跡。 2 Controlled Axes CNC控制的進(jìn)給伺服軸總數(shù)/每一軌跡。 3 Simultaneously Controlled Axes 每一軌跡同時(shí)插補(bǔ)進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)的進(jìn)給伺服軸數(shù)。 4 PMC Axis control by PMC 機(jī)床的進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)，如快速移動(dòng)、軸的進(jìn)給，不用CNC的G00 和G01 代碼指令

2、控制，而是由PMC可編程機(jī)床控制器程序控制，這就是PMC的軸控制功能。PMC軸控制的指令編在PMC程序梯形圖中，編制方法與通常的PMC 程序相同，按順序時(shí)序?qū)⑤S控制信號(hào)編入梯形圖，因此修改不便，故這種方法通常只用于移動(dòng)量固定的進(jìn)給軸控制，如換刀軸，分度軸等。 下表列出了有關(guān)PMC 一些信號(hào)，詳細(xì)的請(qǐng)見(jiàn)連接說(shuō)明書(shū)。 可以實(shí)現(xiàn)的 如下表所示： 這些控制功能的實(shí)現(xiàn)由PMC指令指定，在程序梯形圖中由信號(hào)EC0EC6 中的值指定。這 些值是16 進(jìn)制數(shù)值代碼。只要將值送入信號(hào)EC0EC6 的地址存放器中，執(zhí)行時(shí)PMC讀到后即可知道要實(shí)現(xiàn)的功能動(dòng)作。 上述某些控制功能需要其它數(shù)據(jù)，如：進(jìn)給速率，轉(zhuǎn)速，M

3、功能等，這些數(shù)據(jù)應(yīng)在梯形圖中順序地編入另外的信號(hào)如上表予以指定。 5 Cf Cf Axis Control T 車(chē)床系統(tǒng)中，主軸的回轉(zhuǎn)位置轉(zhuǎn)角控制和其它進(jìn)給軸一樣由進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。該軸與其它進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行插補(bǔ)，加工任意曲線。該功能目前的系統(tǒng)已很少使用。 6 Cs Cs contour ing control T 車(chē)床系統(tǒng)中，主軸的回轉(zhuǎn)位置轉(zhuǎn)角控制不是用進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)而由FANUC主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。主軸的位置角度由裝于主軸不是主軸電動(dòng)機(jī)上的高分辨率編碼器檢測(cè)，此時(shí)主軸是作為 進(jìn)給伺服軸工作，運(yùn)動(dòng)速度為：度/分，并可與其它進(jìn)給軸一起插補(bǔ)，加工出輪廓曲線。Cs 軸控制必須使用 FANUC 的串行主

4、軸電動(dòng)機(jī)，在主軸上要安裝高分辨率的脈沖編碼器，因此，用 Cs軸進(jìn)行主軸的定位精度要高。 7 Rotar y axis control 將進(jìn)給軸設(shè)定為回轉(zhuǎn)軸作角度位置控制。回轉(zhuǎn)一周的角度，可用參數(shù)設(shè)為任意值。FANUC 系統(tǒng)通常只是根本軸以外的進(jìn)給軸才能設(shè)為回轉(zhuǎn)軸。 8 Controlled Axis Detach 指定某一進(jìn)給伺服軸脫離 CNC 的控制而無(wú)系統(tǒng)報(bào)警。通常用于轉(zhuǎn)臺(tái)控制，機(jī)床不用轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)執(zhí)行該功能將轉(zhuǎn)臺(tái)電動(dòng)機(jī)的插頭拔下，卸掉轉(zhuǎn)臺(tái)。 9 Ser vo Off 用PMC信號(hào)將進(jìn)給伺服軸的電源關(guān)斷，使其脫離CNC的控制用手可以自由移動(dòng)，但是CNC仍然實(shí)時(shí)地監(jiān)視該軸的實(shí)際位置。該功能可用于在

5、 CNC 機(jī)床上用機(jī)械手輪控制工作臺(tái)的移動(dòng)，或工作臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)被機(jī)械夾緊時(shí)以防止進(jìn)給電動(dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)流。 10 Follow-up 當(dāng)伺服關(guān)斷、急?；蛩欧?bào)警時(shí)假設(shè)工作臺(tái)發(fā)生機(jī)械位置移動(dòng)，在CNC的位置誤差存放器中就會(huì)有位置誤差。位置跟蹤功能就是修改CNC控制器監(jiān)測(cè)的機(jī)床位置，使位置誤差存放器中的誤差變?yōu)榱?。?dāng)然，是否執(zhí)行位置跟蹤應(yīng)該根據(jù)實(shí)際控制的需要而定。 11 Increment pulse coder 回轉(zhuǎn)式角度位置測(cè)量元件，裝于電動(dòng)機(jī)軸或滾珠絲杠上，回轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出等間隔脈沖表示位移量。由于碼盤(pán)上沒(méi)有零點(diǎn)，故不能表示機(jī)床的位置。只有在機(jī)床回零，建立了機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)后，才能表示出工作臺(tái)或刀具的位置。

6、 使用時(shí)應(yīng)該注意的是，增量編碼器的信號(hào)輸出有兩種方式：串行和并行。CNC 單元與此對(duì)應(yīng)有串行接口和并行接口。 12 Absolute pulse coder 回轉(zhuǎn)式角度位置測(cè)量元件，用途與增量編碼器相同，不同點(diǎn)是這種編碼器的碼盤(pán)上有絕對(duì)零點(diǎn)，該點(diǎn)作為脈沖的計(jì)數(shù)基準(zhǔn)。因此計(jì)數(shù)值既可以反映位移量，也可以實(shí)時(shí)地反映機(jī)床的實(shí)際位置。另外，關(guān)機(jī)后機(jī)床的位置也不會(huì)喪失，開(kāi)機(jī)后不用回零點(diǎn)，即可立即投入加工運(yùn)行。與增量編碼器一樣，使用時(shí)應(yīng)注意脈沖信號(hào)的串行輸出與并行輸出，以便與CNC單元的接口相配早期的CNC系統(tǒng)無(wú)串行口。FANUC生產(chǎn)的絕對(duì)位置編碼器的結(jié)構(gòu)其實(shí)就是增量編碼器，只是在電路上增加了多位二進(jìn)制的位

7、置存放器，系統(tǒng)關(guān)機(jī)時(shí)用電池維持?jǐn)嚯姇r(shí)的機(jī)床位置數(shù)據(jù)。 13 FSSBFANUC 串行伺服總線 FANUC 串行伺服總線FANUC Serial Servo Bus是CNC單元與伺服放大器間的信號(hào)與數(shù)據(jù)高速傳輸總線，使用一條光纜可以傳遞48 個(gè)軸的控制信號(hào)與數(shù)據(jù)。因此，為了區(qū)分各個(gè)軸，必須設(shè)定有關(guān)參數(shù)。 14 Simple synchronous control 兩個(gè)進(jìn)給軸一個(gè)是主動(dòng)軸，另一個(gè)是從動(dòng)軸，主動(dòng)軸接收CNC的運(yùn)動(dòng)指令，從動(dòng)軸跟隨主動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軸的同步移動(dòng)。CNC 隨時(shí)監(jiān)視兩個(gè)軸的移動(dòng)位置與移動(dòng)誤差，如果兩軸的移動(dòng)位置超過(guò)參數(shù)的設(shè)定值，CNC 即發(fā)出報(bào)警，同時(shí)停止各軸的運(yùn)動(dòng)。

8、該功能用于大型工作臺(tái)某一運(yùn)動(dòng)方向的雙軸驅(qū)動(dòng)。 該功能在30i 系統(tǒng)中稱(chēng)之為“軸同步控制，并能對(duì)同步誤差進(jìn)行補(bǔ)償。 15 Tandem control 對(duì)于大工作臺(tái)，一個(gè)電動(dòng)機(jī)的力矩缺乏以驅(qū)動(dòng)某個(gè)進(jìn)給軸時(shí)，可以用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，這就是本功能的含義。兩個(gè)電機(jī)中一個(gè)是主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另一個(gè)為次驅(qū)動(dòng)電機(jī)。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)接收CNC的位置控制指令并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地位置運(yùn)動(dòng)與定位。次驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)接收主驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)送來(lái)的速度與力矩指令以增加驅(qū)動(dòng)力矩請(qǐng)見(jiàn)下面的控制框圖，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)一起驅(qū)動(dòng)進(jìn)給軸。次驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制回路沒(méi)有位置環(huán)，這也就是力矩Tandem 控制與位置同步控制的不同點(diǎn)。下列圖是典型的力矩Tandem 控制的機(jī)械結(jié)構(gòu)： 力矩

9、Tandem 控制回路的框圖如下列圖所示。從圖中可見(jiàn)，次驅(qū)動(dòng)電機(jī)是由主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度環(huán)的輸出獲得指令，即獲得的是力矩電流指令。從CNC輸出的位置指令只送給主驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 16 Position Tandem control 在伺服進(jìn)給軸的位置同步控制中，為了消除兩個(gè)同步軸的位置誤差，抑制干擾造成的力矩?cái)_動(dòng)，使兩個(gè)軸的負(fù)荷平衡，以到達(dá)高精度的加工，開(kāi)發(fā)了該功能。功能的控制框圖如下： Position Tandem control (Synchronous operation)Motion Command Tandem DisturbanceElimination Control HRV Curre

10、nt control Integral Copy Postion control Velocity control HRV Current controlSub Velocity control Postion control MainBall screwTable 17 Synchrohouus controlT 系列的雙跡系統(tǒng) 雙軌跡的車(chē)床系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)軌跡的兩個(gè)軸的同步，也可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軌跡的兩個(gè)軸的同步。同步控制方法與上述“簡(jiǎn)易同步控制相同。 18 Composite controlT 系列的雙跡系統(tǒng) 雙軌跡的車(chē)床系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軌跡的軸移動(dòng)指令的互換，即第一軌跡的程序可以控制第二

11、軌跡的軸運(yùn)動(dòng)；第二軌跡的程序可以控制第一軌跡的軸運(yùn)動(dòng)。 19 Superimposed controlT 系列的雙跡系統(tǒng) 雙軌跡的車(chē)床系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軌跡的軸移動(dòng)指令同時(shí)執(zhí)行。與同步控制的不同點(diǎn)是：同步控制中只能給主動(dòng)軸送運(yùn)動(dòng)指令，而重疊控制既可給主動(dòng)軸送指令，也可給從動(dòng)軸送指令。從動(dòng)軸的移動(dòng)量為本身的移動(dòng)量與主動(dòng)軸的移動(dòng)量之和。 20 B B-Axis controlT 系列 B 軸是車(chē)床系統(tǒng)的根本軸X，Z以外增加的一個(gè)獨(dú)立軸，用于車(chē)削中心。其上裝有動(dòng)力主軸，因此可以實(shí)現(xiàn)鉆孔、鏜孔或與根本軸同時(shí)工作實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工。 21 / Chuck/Tailstock BarrierT 系列 該功

12、能是在CNC的顯示屏上有一設(shè)定畫(huà)面，操作員根據(jù)卡盤(pán)和尾架的形狀設(shè)定一個(gè)刀具禁入?yún)^(qū)，以防止刀尖與卡盤(pán)和尾架碰撞。 22 Tool post interference checkT 系列 雙跡車(chē)床系統(tǒng)中，當(dāng)用兩個(gè)刀架加工一個(gè)工件時(shí)，為防止兩個(gè)刀架的碰撞可以使用該功能。其原理是用參數(shù)設(shè)定兩刀架的最小距離，加工中時(shí)時(shí)進(jìn)行檢查。在發(fā)生碰撞之前停止刀架的進(jìn)給。 23 Abnormal load detection， Unexpected disturbance torque detection 機(jī)械碰撞、刀具磨損或斷裂會(huì)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)及主軸電動(dòng)機(jī)造成大的負(fù)載力矩，可能會(huì)損害電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)器。該功能就是監(jiān)測(cè)電動(dòng)

13、機(jī)的負(fù)載力矩，當(dāng)超過(guò)參數(shù)的設(shè)定值時(shí)提前使電動(dòng)機(jī)停止或反轉(zhuǎn)退回。 功能的控制框圖如下，圖中所繪是對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的控制，對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)的控制是類(lèi)似的。 使用該功能只需設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，無(wú)需編制梯形圖。 DisplayCNCPosition command Alarm detectionpart 409 Servo alarm:Position andVelocity control Estimation of disturbance torqueWatching estimateddisturbance torqueMotor stop by this function Servo Torque com

14、mand Watching every1ms and stopping axis by velocity Actual acceleration CollisionServo motor Machine Table 24 Manual handle interruption 在自動(dòng)運(yùn)行期間搖動(dòng)手輪，可以增加運(yùn)動(dòng)軸的移動(dòng)距離。用于行程或尺寸的修正。 25 Manual intervention and return 在自動(dòng)運(yùn)行期間，用進(jìn)給暫停使進(jìn)給軸停止，然后用手動(dòng)將該軸移動(dòng)到某一位置做一些必要的操作如換刀，操作結(jié)束后按下自動(dòng)加工啟動(dòng)按鈕即可返回原來(lái)的坐標(biāo)位置。 26 / Manual abso

15、lute ON/OFF 該功能用來(lái)決定在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)給暫停后用手動(dòng)移動(dòng)的坐標(biāo)值是否加到自動(dòng)運(yùn)行的當(dāng)前位置值上。 27 Handle synchronous feed 在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，刀具的進(jìn)給速度不是由加工程序指定的速度，而是與手搖脈沖發(fā)生器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度同步。 28 Manual numeric command CNC系統(tǒng)設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的MDI 畫(huà)面，通過(guò)該畫(huà)面用MDI 鍵盤(pán)輸入運(yùn)動(dòng)指令G00，G01 等和坐標(biāo)軸的移動(dòng)量，由JOG手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給方式執(zhí)行這些指令。 29 / Spindle ser ial output/Spindle analog output 主軸控制有兩種接口：一種是按串行方式傳送

16、數(shù)據(jù)CNC 給主軸電動(dòng)機(jī)的指令的接口稱(chēng)為串行輸出；另一種是輸出模擬電壓量做為主軸電動(dòng)機(jī)指令的接口。前一種必須使用FANUC的主軸驅(qū)動(dòng)單元和電動(dòng)機(jī)，后一種用模擬量控制的主軸驅(qū)動(dòng)單元如變頻器和電動(dòng)機(jī)。 30 Spindle positioningT 系統(tǒng) 這是車(chē)床主軸的一種工作方式位置控制方式，用 FANUC 主軸電動(dòng)機(jī)和裝在主軸上的位置編碼器實(shí)現(xiàn)固定角度間隔的圓周上的定位或主軸任意角度的定位。 30 Orientation 為了執(zhí)行主軸定位或者換刀，必須將機(jī)床主軸在回轉(zhuǎn)的圓周方向定位與于某一轉(zhuǎn)角上，作為動(dòng)作的基準(zhǔn)點(diǎn)。CNC的這一功能就稱(chēng)為主軸定向。FANUC系統(tǒng)提供了以下3 種方法：用位置編碼器

17、定向、用磁性傳感器定向、用外部一轉(zhuǎn)信號(hào)如接近開(kāi)關(guān)定向。 31 Multi-spindle control CNC除了控制第一個(gè)主軸外，還可以控制其它的主軸，最多可控制4 個(gè)取決于系統(tǒng)，通常是兩個(gè)串行主軸和一個(gè)模擬主軸。主軸的控制命令S由PMC梯形圖確定。 32 Rigid tapping 攻絲操作不使用浮動(dòng)卡頭而是由主軸的回轉(zhuǎn)與攻絲進(jìn)給軸的同步運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。主軸回轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，攻絲 軸的進(jìn)給量等于絲錐的螺距，這樣可提高精度和效率。 欲實(shí)現(xiàn)剛性攻絲，主軸上必須裝有位置編碼器通常是 1024 脈沖/每轉(zhuǎn)蟊嘀葡嚶奶?形圖，設(shè)定有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)。 銑床，車(chē)床車(chē)削中心都可實(shí)現(xiàn)剛性攻絲。但車(chē)床不能像銑床一樣實(shí)現(xiàn)反攻絲

18、。 33 Spindle synchronous control 該功能可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主軸串行的同步運(yùn)行，除速度同步回轉(zhuǎn)外，還可實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)相位的同步。利用相位同步，在車(chē)床上可用兩個(gè)主軸夾持一個(gè)形狀不規(guī)那么的工件。根據(jù)CNC系統(tǒng)的不同，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)軌跡內(nèi)的兩個(gè)主軸的同步，也可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軌跡中的兩個(gè)主軸的同步。 接受CNC指令的主軸稱(chēng)為主主軸，跟隨主主軸同步回轉(zhuǎn)的稱(chēng)為從主軸。 34 Simple spindle synchronous control 兩個(gè)串行主軸同步運(yùn)行，接受CNC指令的主軸為主主軸，跟隨主主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的為從主軸。兩個(gè)主軸可同時(shí)以相同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，可同時(shí)進(jìn)行剛性攻絲、定位或Cs軸輪廓插補(bǔ)等操作。與

19、上述的主軸同步不同，簡(jiǎn)易主軸同步不能保證兩個(gè)主軸的同步化。進(jìn)入簡(jiǎn)易同步狀態(tài)由PMC信號(hào)控制，因此必須在PMC程序中編制相應(yīng)的控制語(yǔ)句。 35 Spindle output switch T 這是主軸驅(qū)動(dòng)器的控制功能，使用特殊的主軸電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)的定子有兩個(gè)繞組：高速繞組和低速繞組，用該功能切換兩個(gè)繞組，以實(shí)現(xiàn)寬的恒功率調(diào)速范圍。繞組的切換用繼電器。切換控制由梯形圖實(shí)現(xiàn)。 36 A,B,C Tool compensation memor y A,B,C 刀具補(bǔ)償存儲(chǔ)器可用參數(shù)設(shè)為A 型、B 型或C 型的任意一種。A 型不區(qū)分刀具的幾何形狀補(bǔ)償量和磨損補(bǔ)償量。B 型是把幾何形狀補(bǔ)償與磨損補(bǔ)償分

20、開(kāi)。通常，幾何補(bǔ)償量是測(cè)量刀具尺寸的差值；磨損補(bǔ)償量是測(cè)量加工工件尺寸的差值。C型不但將幾何形狀補(bǔ)償與磨損補(bǔ)償分開(kāi)，將刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償代碼與半徑補(bǔ)償代碼也分開(kāi)。長(zhǎng)度補(bǔ)償代碼為H，半徑補(bǔ)償代碼為D。 37 Tool nose r adius compensation T 車(chē)刀的刀尖都有圓弧，為了精確車(chē)削，根據(jù)加工時(shí)的走刀方向和刀具與工件間的相對(duì)方位對(duì)刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償。 38 Three-dimension tool compensation M 在多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工中，刀具移動(dòng)過(guò)程中可在三個(gè)坐標(biāo)方向?qū)Φ毒哌M(jìn)行偏移補(bǔ)償?？蓪?shí)現(xiàn)用刀具側(cè)面加工的補(bǔ)償，也可實(shí)現(xiàn)用刀具端面加工的補(bǔ)償。 39 Tool lif

21、e management 使用多把刀具時(shí)，將刀具按其壽命分組，并在CNC的刀具管理表上預(yù)先設(shè)定好刀具的使用順序。加工中使用的刀具到達(dá)壽命值時(shí)可自動(dòng)或人工更換上同一組的下一把刀具，同一組的刀具用完后就使用下一組的刀具。刀具的更換無(wú)論是自動(dòng)還是人工，都必須編制梯形圖。刀具壽命的單位可用參數(shù)設(shè)定為“分或“使用次數(shù)。 40 Automatic tool length measurement 在機(jī)床上安裝接觸式傳感器，和加工程序一樣編制刀具長(zhǎng)度的測(cè)量程序用 G36，G37，在程序中要指定刀具使用的偏置號(hào)。在自動(dòng)方式下執(zhí)行該程序，使刀具與傳感器接觸，從而測(cè)出其與基準(zhǔn)刀具的長(zhǎng)度差值，并自動(dòng)將該值填入程序指定

22、的偏置號(hào)中。 41 Polar coor dinate inter polation T 極坐標(biāo)編程就是把兩個(gè)直線軸的笛卡爾坐標(biāo)系變?yōu)闄M軸為直線軸，縱軸為回轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)系，用該坐標(biāo)系編制非圓型輪廓的加工程序。通常用于車(chē)削直線槽，或在磨床上磨削凸輪。 42 Cylindr ical inter polation 在圓柱體的外外表上進(jìn)行加工操作時(shí)如加工滑塊槽，為了編程簡(jiǎn)單，將兩個(gè)直線軸的笛卡爾坐標(biāo)系變?yōu)闄M軸為回轉(zhuǎn)軸C，縱軸為直線軸Z的坐標(biāo)系，用該坐標(biāo)系編制外外表上的加工輪廓。 43 Hypothetical inter polation M 在圓弧插補(bǔ)時(shí)將其中的一個(gè)軸定為虛擬插補(bǔ)軸，即插補(bǔ)運(yùn)算仍然按

23、正常的圓弧插補(bǔ)，但插補(bǔ)出的虛擬軸的移動(dòng)量并不輸出，因此虛擬軸也就無(wú)任何運(yùn)動(dòng)。這樣使得另一軸的運(yùn)動(dòng)呈正弦函數(shù)規(guī)律?？捎糜谡仪€運(yùn)動(dòng)。 44 NURBS NURBS I nter polation M 汽車(chē)和飛機(jī)等工業(yè)用的模具多數(shù)用 CAD 設(shè)計(jì)，為了確保精度，設(shè)計(jì)中采用了非均勻有理化 B-樣條函數(shù)NURBS描述雕刻Sculpture曲面和曲線。因此，CNC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的插補(bǔ)功能，這樣，NURBS曲線的表示式就可以直接指令CNC，防止了用微小的直線線段逼近的方法加工復(fù)雜輪廓的曲面或曲線。其優(yōu)點(diǎn)是：.程序短，從而使得占用的內(nèi)存少。.因?yàn)檩喞皇怯梦⑿【€段模擬，故加工精度高。.程序段間無(wú)中斷，故

24、加工速度快。.主機(jī)與 CNC 之間無(wú)需高速傳送數(shù)據(jù)，普通RS-232C口速度即可滿足。 FANUC的CNC，NURBS曲線的編程用3 個(gè)參數(shù)描述：控制點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)和權(quán)。 45 Floating reference position retur n 為了換刀快速或其它加工目的，可在機(jī)床上設(shè)定不固定的參考點(diǎn)稱(chēng)之為浮動(dòng)參考點(diǎn)。該點(diǎn)可在任意時(shí)候設(shè)在機(jī)床的任意位置，程序中用G30.1 指令使刀具回到該點(diǎn)。 46 Polar coor dinate command M 編程時(shí)工件尺寸的幾何點(diǎn)用極坐標(biāo)的極徑和角度定義。按規(guī)定，坐標(biāo)系的第一軸為直線軸即極徑，第二軸為角度軸。 47 Advanced preview

25、 control M 該功能是提前讀入多個(gè)程序段，對(duì)運(yùn)行軌跡插補(bǔ)和進(jìn)行速度及加速度的預(yù)處理。這樣可以減小由于加減速和伺服滯后引起的跟隨誤差，刀具在高速下比擬精確地跟隨程序指令的零件輪廓，使加工精度提高。預(yù)讀控制包括以下功能：插補(bǔ)前的直線加減速；拐角自動(dòng)降速等功能。 預(yù)讀控制的編程指令為G08P1。不同的系統(tǒng)預(yù)讀的程序段數(shù)量不同，16i 最多可預(yù)讀600 段。 48 High-precision contour control M High-precision contour control 縮寫(xiě)為HPCC。 有些加工誤差是由CNC引起的，其中包括插補(bǔ)后的加減速造成的誤差。為了減小這些誤差，系統(tǒng)

26、中使用了輔助處理器RISC，增加了高速，高精度加工功能，這些功能包括： 多段預(yù)讀的插補(bǔ)前直線加減速。該功能減小了由于加減速引起的加工誤差。 多段預(yù)讀的速度自動(dòng)控制功能。該功能是考慮工件的形狀，機(jī)床允許的速度和加速度的變化，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)平滑的進(jìn)行加/減速。 高精度輪廓控制的編程指令為G05P10000。 49 AI /AI AI Contour control/AI nano Contour control M 這兩個(gè)功能用于高速、高精度、小程序段、多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的加工。可減小由于加減速引起的位置滯后和由于伺服的延時(shí)引起的而且隨著進(jìn)給速度增加而增加的位置滯后，從而減小輪廓加工誤差。 這兩種控制中有多段

27、預(yù)讀功能，并進(jìn)行插補(bǔ)前的直線加減速或鈴型加減速處理，從而保證加工中平滑地加減速，并可減小加工誤差。 在納米輪廓控制中，輸入的指令值為微米，但內(nèi)部有納米插補(bǔ)器。經(jīng)納米插補(bǔ)器后給伺服的指令是納米，這樣，工作臺(tái)移動(dòng)非常平滑，加工精度和外表質(zhì)量能大大改善。 程序中這兩個(gè)功能的編程指令為：G05.1 Q1。 50 AI /AI AI high precision contour control/AI nano high precision contour control M 該功能用于微小直線或NURBS線段的高速高精度輪廓加工?？纱_保刀具在高速下嚴(yán)格地跟隨指令值，因此可以大大減小輪廓加工誤差，實(shí)現(xiàn)高速

28、、高精度加工。 與上述HPCC相比，AI HPCC中加減速更精確，因此可以提高切削速度。AI nano HPCC 與AI HPCC的不同點(diǎn)是AI nano HPCC中有納米插補(bǔ)器，其它均與AI HPCC相同。在這兩種控制中有以下一些CNC和伺服的功能： 插補(bǔ)前的直線或鈴形加減速；加工拐角時(shí)根據(jù)進(jìn)給速度差的降速功能；提前前饋功能；根據(jù)各軸的加速度確定進(jìn)給速度的功能；根據(jù)Z 軸的下落角度修改良給速度的功能；200 個(gè)程序段的緩沖。 程序中的編程指令為：G05 P10000。 以上高速高精度加工功能的比擬如下表所示： APC AIPC AICC AI nano CC HPCC AI HPCC AI

29、nano HPCCAdvancedPreview ControlAI AdvancedPreview ControlAI ContourControlAI nano ContourControlHigh PrecisionContour ControlAI HighPrecisionContour ControlAI nano HighPrecisionContour ControlFS21i-MB FS18i-MB FS16i-MB Type Linear Linear Linear/Bell Linear/Bell Linear/Bell Linear/Bell Linear/Bell I

30、ndividual axis control by Corner by circular radius by acceleration by cutting load torque Nano interpolation 5 axes func support NURBS Software Option J701 S651 J665 S738 J723 S668 S669 Additional Hardware RISC board is necessarySpecial featuresRequired configurationsCNCHigh Speed machining functio

31、nsACC/DEC before InterpolationFeedrate Control51 DNC DNC Oper ation 是CNC機(jī)床自動(dòng)加工運(yùn)行的一種工作方式。用RS-232C或以太網(wǎng)口將CNC系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)連接，加工程序存在計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)或軟盤(pán)上，一段段地輸入到 CNC，每輸入一段程序即加工一段，這樣可解決CNC內(nèi)存容量的限制。這種運(yùn)行方式由PMC信號(hào)DNCI 控制。 i 系列CNC系統(tǒng)還可用存儲(chǔ)卡CF 卡實(shí)現(xiàn)DNC運(yùn)行。 52 Remote buffer 是實(shí)現(xiàn)DNC運(yùn)行的一種接口，由一獨(dú)立的CPU 控制，其上有RS-232C和RS-422 口。用它比一般的RS-232C口主板

32、上的加工速度要快。i 系列CNC由于有以太網(wǎng)，故很少使用。 53 DNC1 與DNC運(yùn)行不同，DNC1 和下面所述的DNC2 實(shí)際上是計(jì)算機(jī)的一種網(wǎng)路控制功能。將計(jì)算機(jī) 經(jīng)RS-232C或以太網(wǎng)與多臺(tái)CNC連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的集中管理。 DNC1 是由 FANUC 公司開(kāi)發(fā)的，是 CNC 系統(tǒng)與主計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)信息的一種通訊協(xié)議及通訊指令庫(kù)，用于FMS中對(duì)加工單元的控制?？蓪?shí)現(xiàn)的功能有：加工設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視；加工與輔助設(shè)備的控制；加工數(shù)據(jù)包括參數(shù)與檢測(cè)數(shù)據(jù)的上下傳送；故障的診斷等。硬件的連接是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)。一臺(tái)計(jì)算機(jī)可連16 臺(tái)CNC機(jī)床。 下表列出了DNC1 和DNC2 的根本功能。 The

33、 following list shows the main functions provided by FA Library. Functions Communicat ProtocStart/end of communication process R/P, DNC1, DNC2 Getting List of communicating machines R/P, DNC1, DNC2 Downloading NC program requested by PC DNC1,DNC2 Uploading NC program requested by PC DNC1,DNC2 Extern

34、al reset DNC1,DNC2 Selecting/deleting NC program in NC DNC1,DNC2 Reading list of NC programs in NC DNC1,DNC2 Downloading NC program requested by NC R/P, DNC1, DNC2 Uploading NC program requested by NC R/P, DNC1, DNC2 Reading alarm information DNC1,DNC2 Reading/writing tool offset DNC1,DNC2 Reading/w

35、riting custom macro variable DNC1,DNC2 Reading tool life management information DNC1,DNC2 Reading/writing PMC data DNC1,DNC2 Reading system ID DNC1,DNC2 * R/P: Reader/Puncher Interfaceion ol 54 DNC2 其功能與DNC1 根本相同，只是通訊協(xié)議不同，DNC2 用的是歐洲常用的LSV2 協(xié)議。另外硬件連接為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式連接，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可連8 臺(tái)CNC機(jī)床。通訊速率最快為19Kb/秒。 55 High spee

36、d ser ial bus HSSB 是 CNC 系統(tǒng)與主計(jì)算機(jī)的連接接口，用于兩者間的數(shù)據(jù)傳送，傳送的數(shù)據(jù)擲喑?DNC1 和DNC2 傳送的數(shù)據(jù)外，還可傳送CNC 的各種顯示畫(huà)面的顯示數(shù)據(jù)。因此可用計(jì)算機(jī)的顯示器和計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)操作機(jī)床。 56 Ether net 是 CNC 系統(tǒng)與以太網(wǎng)的接口。目前，F(xiàn)ANUC 提供了兩種以太網(wǎng)口：PCMCIA 卡口和內(nèi)埋的以太網(wǎng)板。用PCMCIA 卡可以臨時(shí)傳送一些數(shù)據(jù)，用完后即可將卡拔下。以太網(wǎng)板是裝在CNC系統(tǒng)內(nèi)部的，因此用于長(zhǎng)期與主機(jī)連結(jié)，實(shí)施加工單元的實(shí)時(shí)控制。 57 Data Ser ver 數(shù)據(jù)效勞器是使用計(jì)算機(jī)的 FTP (WINDOWS 的

37、文件傳輸協(xié)議) 進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸或DNC 運(yùn)行。此功能使用安裝在CNC 中的DATA SERVER 板上的ATA 卡作為數(shù)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)大容量數(shù)據(jù)或大容量加工程序。 DATA SERVER有兩種傳輸模式：存儲(chǔ)STORAGE模式和FTP模式。 1存儲(chǔ)模式是使用ATA 卡作數(shù)據(jù)效勞器。 2FTP模式是使用與CNC連接的PC機(jī)的硬盤(pán)作為數(shù)據(jù)效勞器。 用戶通常用該功能進(jìn)行模具件的DNC加工，解決大容量程序存儲(chǔ)和快速數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。 下面是 DATA SERVER 的框圖和實(shí)現(xiàn)的功能。PC機(jī)與CNC間是用以太網(wǎng)連接的圖中未畫(huà)出，其數(shù)據(jù)的傳輸速度可達(dá)100Mb/s。 58 Dual Safety

38、Check 下列圖為該功能的控制框圖。 在CNC機(jī)床通電狀態(tài)下，操作人員調(diào)整機(jī)床時(shí)，如安裝工件，找正，對(duì)刀等，是在保護(hù)門(mén)翻開(kāi)的情況下進(jìn)行的。此時(shí)必須絕對(duì)保障操作的人身平安，為此設(shè)計(jì)了該功能。該功能在一些歐洲國(guó)家已經(jīng)列入了控制設(shè)備的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 該功能的根本原理是利用兩個(gè)CPU 對(duì)關(guān)系到系統(tǒng)和機(jī)床平安運(yùn)行的因素進(jìn)行交叉冗余檢查，如果兩個(gè)CPU 對(duì)監(jiān)察的運(yùn)行狀態(tài)、不平安因素檢測(cè)出的狀態(tài)不一致時(shí)，立即停機(jī)或切斷機(jī)床與系統(tǒng)的電源，以保護(hù)操作者和機(jī)床。 上圖中，CNC 的 CPU 和監(jiān)控MonitorCPU 同時(shí)監(jiān)測(cè)急停、開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)等 I/O 信號(hào)；伺服軸的平安速度；機(jī)床工作臺(tái)的平安位置。周期地對(duì)MCC主

39、接觸器的通/斷動(dòng)作進(jìn)行測(cè)試。另外，CNC的CPU 和控制主軸電機(jī)的CPU 同時(shí)對(duì)主軸的平安速度和運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 如果在某一時(shí)刻兩個(gè)CPU 的檢測(cè)結(jié)果不一樣，那么由圖中可見(jiàn)，由斷電電路Power Down切斷電機(jī)電源。該功能需要編制梯形圖，設(shè)定相應(yīng)的保護(hù)參數(shù)。 59 Machining Condition Selecting Function 機(jī)床加工零件特別是加工模具零件時(shí)，往往有兩種考慮：希望加工速度快效率高些，或是希望加工的精度高些。這實(shí)際上是對(duì)機(jī)床的運(yùn)行條件提出了不同的要求，亦即對(duì)包括CNC插補(bǔ)，伺服進(jìn)給系統(tǒng)和機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的性能提出了不同的要求。該功能就是解決這一問(wèn)題滿足加工需要的

40、功能。 其原理是當(dāng)機(jī)床已造好，完全能夠正常運(yùn)行后，編制加工直線、園的試驗(yàn)程序運(yùn)行機(jī)床甚至在工作臺(tái)上裝上實(shí)際的工件，在此條件下調(diào)整兩組伺服參數(shù)：第1 級(jí)參數(shù)用于保證適當(dāng)加工精度的條件下高效率加工；第 10 級(jí)參數(shù)用于高精度加工。如下列圖所示，將這兩組參數(shù)存在 CNC 系統(tǒng)中。 此后，加工工件前，根據(jù)實(shí)際要求在顯示器畫(huà)面上選擇相應(yīng)的級(jí)別1.2.310 級(jí)，于是，CNC自動(dòng)地計(jì)算出所選級(jí)別的相應(yīng)參數(shù)值，并以此組參數(shù)值確定的機(jī)床性能進(jìn)行加工。 也可以在加工程序中用指令輸入和選擇參數(shù)的級(jí)別，指令的格式如下： G05.1 Q1 Rx ; R : 60 (Par ameter set suppor ting

41、) 該功能包括兩個(gè)方面：參數(shù)的初始設(shè)定下列圖中的“啟動(dòng)與調(diào)整，如下列圖所示： 參數(shù)按組分類(lèi)，主要是有關(guān)伺服軸和高速、高精加工的參數(shù)。目的是為了幫助機(jī)床調(diào)機(jī)人員快速而簡(jiǎn)便地設(shè)定使機(jī)床開(kāi)動(dòng)的一些必要參數(shù)，如上圖。在圖中，只要將顯示器的光標(biāo)置于欲設(shè)的某類(lèi)參數(shù)處，即顯示對(duì)應(yīng)此組參數(shù)的子畫(huà)面見(jiàn)下列圖，在該畫(huà)面的底部用文字在說(shuō)明光標(biāo)處參數(shù)的意義可用中文。另外FANUC還提供了這些參數(shù)的初始值，供調(diào)機(jī)人員設(shè)定時(shí)參考。 另一個(gè)畫(huà)面是參數(shù)的“調(diào)整畫(huà)面，如上圖。每類(lèi)參數(shù)都有相應(yīng)的子畫(huà)面。機(jī)床運(yùn)行后，根據(jù)實(shí)際的機(jī)床負(fù)載和機(jī)械特性，利用子畫(huà)面對(duì)各參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)調(diào)整，以到達(dá)要求的機(jī)床運(yùn)行特性。下圖是伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)整畫(huà)面。圖中的左方是根據(jù)實(shí)際運(yùn)行特性設(shè)定的有關(guān)參數(shù)值，右方是電動(dòng)機(jī) 和伺服的實(shí)際運(yùn)行性能及產(chǎn)生的伺服報(bào)警。 61 (Power failure Backup Module) 該模塊是電子功率部件，用于在機(jī)床正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生突然斷電的事故情況下保護(hù)機(jī)床和系統(tǒng)包括伺服及主軸。如：用在突然斷電時(shí)使機(jī)床的垂直軸在電控狀態(tài)下制動(dòng)，防止由于失電引起垂直軸急速落下而損壞機(jī)床和刀具；在突然斷電時(shí)從工件中及時(shí)退出刀具，在同步控制中保持兩軸的同步位置；在突然斷電時(shí)，使進(jìn)給軸的停止距離為最短。 其工作原理如下列圖所示。