數(shù)控原理與系統(tǒng) 課件全套 鄭曉峰 項目1-7 數(shù)控系統(tǒng)概述-其它典型系統(tǒng)的硬件連接

數(shù)控原理與系統(tǒng)數(shù)控機床數(shù)控機床是是數(shù)字控制機床（Computernumericalcontrolmachinetools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。HEIDENHAIN(德國,1.DMG,MIKRON)

SIEMENSMITSUBISHIFANUCFAGOR(

西班牙)NUMANDRONICFIDIA(意大利)……核心?。。⊥ㄟ^任務引領的項目活動，基于PBL的有效教學模式，使學生掌握數(shù)控系統(tǒng)的基本知識，具備典型數(shù)控系統(tǒng)連接與調試的基本技能，為后續(xù)《數(shù)控機床故障診斷與維修》、《數(shù)控機床機電聯(lián)調實訓》課程的學習奠定良好的基礎，同時培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)、團結協(xié)作的職業(yè)精神。課程任務專業(yè)能力目標：（1）具備查閱數(shù)控系統(tǒng)資料的能力；（2）具備識別典型數(shù)控系統(tǒng)部件的能力；（3）具備數(shù)控系統(tǒng)部件選型的能力；（4）具備參數(shù)設置、調整的能力；（5）初步具備數(shù)控系統(tǒng)性能分析、優(yōu)化的能力；（6）初步具備典型數(shù)控系統(tǒng)連接與調試的能力。課程教學內容項目任務學習單元參考學時項目名稱任務描述1.數(shù)控系統(tǒng)的認知1.理解數(shù)控系統(tǒng)的組成及各部分功能。2.理解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。3.學會查閱和檢索最新數(shù)控系統(tǒng)資料。1.1數(shù)控系統(tǒng)的基本概念4161.2數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作過程81.3數(shù)控系統(tǒng)的分類21.4數(shù)控系統(tǒng)的產生、類型及發(fā)展2課程教學內容項目任務學習單元參考學時項目名稱任務描述2.數(shù)控系統(tǒng)的硬件連接1.掌握數(shù)控系統(tǒng)的工作過程。2.掌握數(shù)控系統(tǒng)的插補原理。3.理解數(shù)據預處理的過程、軌跡插補與刀具補償?shù)脑怼?.掌握數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的裝載、備份2.1CNC裝置的工作過程的認知282.2CNC裝置的插補22.3數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的裝載、備份4課程教學內容項目任務學習單元參考學時項目名稱任務描述3.進給驅動系統(tǒng)1.掌握常見伺服驅動系統(tǒng)的連接。2.掌握各伺服軸的初始化定義，懂得各參數(shù)的含義。3.理解伺服電動機的工作原理、工作特性和伺服放大器的工作原理。4.能根據數(shù)控系統(tǒng)的要求，對交流伺服電動機、伺服放大器進行選型。3.1伺服驅動系統(tǒng)的概述4163.2步進電動機及驅動電路43.3交流進給伺服系統(tǒng)63.4直流進給伺服系統(tǒng)2課程教學內容項目任務學習單元參考學時項目名稱任務描述4.主軸控制系統(tǒng)的連接與調試1.理解主軸的調速原理與變頻器的工作原理。2.掌握變頻器與數(shù)控系統(tǒng)的接線與調試。3.掌握串行主軸的調試。4.1概述2104.2模擬主軸的連接與調試64.3串行主軸的連接與調試25.位置檢測裝置1.理解光電編碼器的工作原理及選型。2.理解光柵的工作原理及選型。3.了解感應同步器。5.1概述2125.2光電編碼器45.3光柵45.4感應同步器2課程教學內容項目任務學習單元參考學時項目名稱任務描述6.數(shù)控系統(tǒng)中的PLC控制1了解常用的PMC編程指令.2掌握FANUC0i-D系統(tǒng)中PMC的典型功能及應用3.掌握CNC軟件數(shù)據類型及存儲空間。4.能夠用CF卡完成系統(tǒng)參數(shù)、PMC參數(shù)、程序等備份與恢復5.能夠進行批量的數(shù)據備份6.1數(shù)控系統(tǒng)中的PLC4146.2數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換26.3數(shù)控系統(tǒng)中的PLC功能實現(xiàn)8課程教學內容項目任務學習單元參考學時項目名稱任務描述7.其它典型系統(tǒng)的連接與調試1.了解Siemens828D數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成及各模塊間的連接。2.了解FANUC0i-F數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成及各模塊間的連接。3.了解HNC818T數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成及各模塊間的連接。7.1西門子828系統(tǒng)的連接與調試267.2FANUC0i-F系統(tǒng)的連接與調試27.3華中818T系統(tǒng)的連接與調試2建議：注意學習方法1.大學生活中，如何學習技能和知識，如何合理可行的安排？思考，如何定位？跨出校門，我該去向何方？2、學習如何落實實效性，為就業(yè)和終身發(fā)展打下堅實基礎？3.如何實施可持續(xù)發(fā)展、終身學習？如何成為有領導力的人？學習理念4團隊合作健全人格終身學習專能開發(fā)能力轉型培訓——項目一數(shù)控系統(tǒng)概述任務1數(shù)控系統(tǒng)概述課時16專業(yè)能力1.能夠描述數(shù)控系統(tǒng)的組成。2.能夠描述數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。3.能夠查閱各類數(shù)控系統(tǒng)資料。教學任務教學內容教學重難點1.理解數(shù)控系統(tǒng)的組成及各部分功能。2.理解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。3.學會查閱和檢索最新數(shù)控系統(tǒng)資料。4.掌握機床電氣裝調的安全操作守則。1.理解數(shù)控系統(tǒng)的組成及各部分功能。2.理解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。3.學會查閱和檢索最新數(shù)控系統(tǒng)資料。4.掌握機床電氣裝調的安全操作守則。1.數(shù)控系統(tǒng)的組成。2.數(shù)控裝置的信息處理。3.數(shù)控系統(tǒng)的最新發(fā)展。123數(shù)控系統(tǒng)的概念數(shù)控裝置工作工程的認知數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向目錄4數(shù)控機床電氣裝調崗位安全操作守則1.1數(shù)控系統(tǒng)的概念

一數(shù)控技術的基本概念數(shù)字控制（NumericalControlTechnology，NC）是一種借助數(shù)字化信息（數(shù)字、字符）對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）發(fā)出指令并實現(xiàn)自動控制的技術。數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）采用數(shù)字控制技術的自動控制系統(tǒng)。數(shù)控機床（NumericalControlMachineTools）

是采用數(shù)字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動化機床。是數(shù)控技術典型應用的例子。二、數(shù)控系統(tǒng)的組成1.數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、驅動裝置、機床電器邏輯控制裝置四部分組成，機床本體為被控對象。輸入/輸出裝置數(shù)控裝置驅動控制裝置機床電器邏輯控制裝置機床

程序清單信息載體編程器CAD/CAM系統(tǒng)上位機程序清單通信線路輸出裝置計算機數(shù)字控制裝置（CNC）可編程控制器(PLC)主軸控制單元速度控制單元主軸電機機床進給電機位置檢測器2.計算機數(shù)控系統(tǒng)的組成采用計算機數(shù)控裝置的數(shù)控系統(tǒng)稱為CNC。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用PLC。3.Fanuc0i-C數(shù)控系統(tǒng)的主要部件電源模塊主軸模塊伺服模塊圖中：數(shù)控裝置（背面）正面：顯示器、鍵盤機床I/O模塊4.Fanuc0i-C數(shù)控系統(tǒng)的部件連接

按控制功能分類點位控制數(shù)控系統(tǒng)僅能實現(xiàn)刀具相對于工件從一點到另一點的精確定位運動；對軌跡不作控制要求；運動過程中不進行任何加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機。三、數(shù)控系統(tǒng)的分類

點位直線數(shù)控系統(tǒng)（平行控制數(shù)控機床）除了控制點與點之間的準確定位外，還要控制兩相關點之間的移動速度和路線（軌跡）；運動路線與坐標軸平行移動；運動過程中以指定的進給速度進行切削。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床。

輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)輪廓控制(連續(xù)控制)系統(tǒng)：具有控制幾個進給軸同時諧調運動(坐標聯(lián)動)，使工件相對于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，在運動過程中進行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機床?，F(xiàn)代的數(shù)控機床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。

按聯(lián)動軸數(shù)分，2軸聯(lián)動（平面曲線）2軸半聯(lián)動（空間曲面）3軸聯(lián)動（空間曲面，球頭刀）4軸聯(lián)動（空間曲面）5軸聯(lián)動及6軸聯(lián)動（空間曲面）。聯(lián)動軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復雜。

三軸兩聯(lián)動加工-----“行切法”。以X、Y、Z軸中任意兩軸作插補運動，另一軸（軸）作周期性進給。

三軸聯(lián)動加工下圖為內循環(huán)滾珠螺母的回珠器示意圖。

四軸聯(lián)動加工方法如下圖所示的飛機大梁，其加工面為直紋扭曲面，若采用三座標聯(lián)動加工，則只能用球頭刀。不僅效率低，而且加工表面粗糙度差，為此可采用如圖所示的圓柱銑刀周邊切削方式在四軸聯(lián)動機床上進行加工。由于計算較復雜，故一般采用自動編程。

五軸聯(lián)動加工船用螺旋槳是五座標聯(lián)動加工的典型零件之一。由于其曲率半徑較大，一般采用端銑刀進行加工，為了保證端銑刀的端面加工處的曲面的切平面重合，銑刀除了需要三個移動軸（X、Y、Z）外，還應作螺旋角（與R有關），與后傾角（與有關）的擺動運動。并且還要作相應的附加補償運動（擺動中民與銑刀的刀位點不重合）。綜上所述，葉面的加工需要五軸（X、Y、Z、A、B）聯(lián)動，這種編程只能利用自動編程系統(tǒng)。

按進給伺服系統(tǒng)的類型分類按數(shù)控系統(tǒng)的進給伺服子系統(tǒng)有無位置測量裝置可分為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。

開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)沒有位置測量裝置，信號流是單向的（數(shù)控裝置→進給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電機機械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補指令脈沖頻率f脈沖個數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖所示，是從驅動裝置(常用伺服電機)或絲杠引出，采樣旋轉角度進行檢測，不是直接檢測運動部件的實際位置。位置控制調節(jié)器速度控制調節(jié)與驅動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋

全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖的虛線所示，直接對運動部件的實際位置進行檢測。位置控制調節(jié)器速度控制調節(jié)與驅動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋按工藝用途分類金屬切削加工類：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心、數(shù)控齒輪加工機床等。金屬成型加工類：數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機等。特種加工類：數(shù)控線切割機、電火花加工機、激光加工機等。測量繪圖類：數(shù)控裝配機、數(shù)控測量機等。1.2數(shù)控裝置工作工程的認知

一、數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程

軌跡插補、位置控制程序輸入-加工信息預處理-開關量控制狀態(tài)監(jiān)控數(shù)據輸入內部外部程序編輯器磁盤、計算機通信數(shù)控加工程序譯碼幾何、工藝數(shù)據開關量控制

PLC刀具交換、切削液開關等插補同步調節(jié)器反饋位置處理M:電動機W:位置傳感器給定量：X1、構成

2、各部分的功能1）輸入裝置:

完成程序,參數(shù)等信息的輸入

MDI

信息載體2)輸出裝置:完成打印,穿孔顯示等3)通信線路:實現(xiàn)串行通訊及網絡功能4)CNC:

完成與外圍設備聯(lián)系,控制系統(tǒng)各部分功能5)PLC:

完成機床的順序控制,換刀,APC等,一般分為獨立型PLC和內裝型PLC6)主軸單元:

接受CNC的指令,控制主軸電機的轉速及旋向7)速度單元:

接收CNC的指令,控制各伺服軸的動作

二、CNC裝置的工作過程1.輸入數(shù)據:零件程序、控制參數(shù)和補償量形式:光電閱讀機、鍵盤、磁盤、RS232-C接口輸入、DNC接口輸入、網絡輸入工作方式:存儲方式和MDI(手工直接輸入)

此外還要完成無效碼的刪除,代碼檢驗和轉換.

2.譯碼

主要是將標準程序格式翻譯成便于計算機處理數(shù)據的格式（高級語言→機器語言）,并完成語法檢查,若有錯誤就提示報警.3.刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償.此外,先進的數(shù)控系統(tǒng)還有C刀具補償,還包括程序段之間的自動轉接和過切削判別.

4.進給速度處理—分解合速度編程給的刀具移動速度,是各坐標合成方向上的速度.進給運動的速度是不能突變的.

為保證進給速度的變化平穩(wěn)快速,以避免沖擊失步超程振動或工件超差,需要進行加減速控制.

加減速控制多數(shù)采用軟件實現(xiàn),在插補前進行,稱為前加減速控制,在插補前進行,稱為后加減速控制.

5.插補—“數(shù)據點的密化”每個插補周期運行一次.

插補完成了數(shù)控系統(tǒng)的主要工作，目前數(shù)控系統(tǒng)幾乎都可以實現(xiàn)納米插補。

6.位置控制

:處在伺服回路的位置環(huán)上.

在每個采樣周期內,用理論位置與實際反饋位置相比較,用差值去控制伺服電動機,完成增益調整、螺距誤差補償和反向間隙補償,以提高機床定位精度.7.I/O處理處理面板開關信號,機床電氣信號的輸入輸出和控制(如換刀、換檔、冷卻等)

8.顯示零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示,還包括刀具加工軌跡的靜態(tài)和動態(tài)圖形顯示.9.診斷聯(lián)機診斷:CNC裝置中的各診斷程序.

脫機診斷:CNC裝置配備有各種脫機診斷程序.

硬件是構成計算機數(shù)控裝置的基礎，它決定了數(shù)控裝置的基本功能，不同的系統(tǒng)其組成結構不同，功能也相差甚遠，根據使用要求的不同可采用不同的結構。CNC裝置的硬件結構一般分為單微處理器結構（CPU）結構和多微處理器（CPU）結構。六、CNC裝置的硬件結構

（一）、按CNC裝置的硬件結構分1．單微處理器數(shù)控系統(tǒng)單微處理器數(shù)控系統(tǒng)

以各種接口相連接，采用微處理器（CPU）為核心，CPU通過總線與存儲器以及集中控制，分時處理的工作方式，完成數(shù)控加工中各個任務。有的CNC裝置雖然有兩個以上的微處理器，但其中只有一個微處理器能控制總線，其它的CPU只是附屬的專用智能部件，不能控制總線，不能訪問主存儲器。它們之間構成主從結構，也屬于單微處理器結構。

單微處理器數(shù)控系統(tǒng)體系結構：

單微處理器數(shù)控系統(tǒng)特點：

(1).采用集中控制，分時處理的工作方式，完成數(shù)控加工中各個任務。

(2).CPU通過總線與各接口電路相連.

(3).結構簡單,實現(xiàn)容易.

2、多微處理器數(shù)控系統(tǒng)結構多微處理器數(shù)控系統(tǒng)由兩個或兩個以上的CPU構成處理部件，各處理部件之間通過一組公用地址和數(shù)據總線進行連接。每個CPU都可享用系統(tǒng)公用存儲器或I／O接口，并分擔一部分數(shù)控功能，從而將單微處理器的CNC裝置中順序完成的工作，轉變?yōu)槎辔⑻幚砥鞑⑿?、同時完成的工作，因而大大增強了整個系統(tǒng)的性能。

多微處理器的基本功能模塊

CNC管理模塊

具有管理和組織整個CNC系統(tǒng)工作過程的職能。例如系統(tǒng)初始化、中斷管理、總線裁決、系統(tǒng)出錯識別和處理、系統(tǒng)軟硬件診斷等。

CNC插補模塊

對工件加工程序進行譯碼、刀具補償、坐標位移量計算和進給速度處理等插補前的預處理工作。然后按給定的插補類型和軌跡坐標進行插補計算，向各個坐標軸發(fā)出位置指令值。位置控制模塊

將插補后的坐標位置指令值與位置檢測單元反饋回來的實際位置值進行比較，并進行自動加減速、回基準點、伺服系統(tǒng)滯后量的監(jiān)視和漂移補償，得到速度控制的模擬電壓，驅動進給電動機。

PLC模塊

對加工程序中的開關功能和來自機床的信號進行邏輯處理，實現(xiàn)各功能與操作方式之間的連鎖，如機床電氣設備的起動與停止、刀具交換、回轉臺分度、工件數(shù)量和運行時間的計算等。操作面板監(jiān)控和顯示模塊

包括加工程序、參數(shù)和數(shù)據、各種操作命令的輸入（如通過紙帶閱讀機、鍵盤或上級計算機等）和輸出（如通過打印機、紙帶穿孔機等）以及顯示（如通過CRT、液晶顯示器等）所需要的各種接口電路。存儲器模塊

既可以是存放程序和數(shù)據的主存儲器，也可以是各功能模塊間傳送數(shù)據用的共享存儲器。

多微處理器CNC裝置的典型結構采用多微處理器結構的CNC裝置，有共享總線和共享存儲器兩種典型結構。共享總線結構以系統(tǒng)總線為中心，把組成CNC裝置的各種功能模塊劃分為帶有CPU的各種主模塊和不帶CPU的各種從模塊，如RAM／ROM模塊或I／O模塊是從模塊，管理模塊、控制模塊、插補模塊是主模塊。所有主、從模塊共享是嚴格定義的標準系統(tǒng)總線。系統(tǒng)總線的作用有效地連接各個模塊，按照要求交換各種數(shù)據和控制信息，構成一個完整的系統(tǒng)。

共享存儲器結構是面向公共存儲器來設計的，即采用多端口來實現(xiàn)各主模塊之間的互聯(lián)和通訊，同共享總線結構一樣，該系統(tǒng)在同一時刻也只能允許有一主模塊對多端口存儲器進行訪問（讀／寫），所以，也必須有一套多端口控制邏輯來解決訪問沖突這一矛盾。但由于多端口存儲器設計較復雜，而目對兩個以上的主模塊，會因爭用存儲器可能造成存儲器傳輸信息的阻塞，降低系統(tǒng)效率，給擴展功能造成困難，所以一般采用雙端口存儲器（雙端口RAM）。

（二）、按照電路板結構分：

1.大板結構：主電路板是大板，其他電路板是小印刷電路板，它們插在電路板的插槽內一塊構成CNC裝置，如FANUC-C,0等。

2.模塊化結構：控制單元母版框架，各功能模塊，軟件硬件的設計成模塊化。

特點：各功能塊功能獨立，便于開發(fā)同一功能的系列產品，維修維護方便。

CNC系統(tǒng)軟件是一個典型而又復雜的實時系統(tǒng)。將首先介紹系統(tǒng)軟硬件界面的關系，然后從系統(tǒng)內數(shù)據流的角度來分析CNC裝置的數(shù)據轉換過程，并從多任務性和實時性的角度來分析CNC系統(tǒng)軟件的結構特點.七、CNC裝置的軟件結構

數(shù)控裝置系統(tǒng)軟件構成框圖：1.CNC裝置的軟件系統(tǒng)特點

CNC系統(tǒng)是典型的實時控制系統(tǒng)。CNC裝置的系統(tǒng)軟件則可看成是一個專用實時操作系統(tǒng)。由于其應用領域是工業(yè)控制領域（多任務性、實時性），因此，分析和了解這些要求是至關重要的，因為它既是系統(tǒng)設計和將來軟件測試的重要依據，也是確定系統(tǒng)功能和性能指標的過程。同時，這些要求也應是CNC系統(tǒng)軟件的特點。

2．CNC系統(tǒng)多任務性及并行工作方式

數(shù)控加工時，CNC系統(tǒng)要完成許多任務，有的任務對實時性要求很高，有的任務無實時性要求。在多數(shù)情況下，幾個任務必須同時進行。舉例為使操作人員能及時地了解CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)，軟件中的顯示模塊必須與控制軟件同時運行。在插補加工運行時，軟件中的零件程序輸入模塊必須與控制軟件同時運行。而控制軟件運行時，本身的一些處理模塊也必須同時運行。

CNC多任務并行處理圖例：1.3數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向數(shù)控機床的發(fā)展趨勢運行高速化加工高精化控制智能化交互網絡化功能復合化驅動并聯(lián)化看車削中心

信息化的車銑加工中心

數(shù)控加工中心數(shù)顯式機床1.4數(shù)控機床電氣裝調崗位安全操作守則一、電氣裝調安全操作守則1.安全第一，強電危險！2.不得隨意搬動實驗臺各部件，不得用金屬物體在實驗臺上指指點點。3.實驗臺固定器件不得拆裝，不得踏踩試驗設備和電纜等。4.強電部分調試完成后，必須裝上強電蓋板，否則如造成人身傷害，后果自負；重新接線后必須經指導老師檢查，確認后方可上電，否則如造成損壞，必須照價賠償。5.未經指導教師同意，不得調整機床的機械部件。一、電氣裝調安全操作守則6.未經指導教師同意，不得調整機床的電氣連接。7.未經指導教師同意，不得隨意提前修改機床參數(shù)及PLC等。8.未經指導教師同意，不得擅自處理機床出現(xiàn)的突發(fā)故障。9.在帶電設備附近工作時，禁止使用鋼尺測量。10.所有同學必須嚴格遵守上述規(guī)章制度及電器安全規(guī)程，否則如造成傷害，后果自負；如造成損害，必須照價賠償。

二、數(shù)控系統(tǒng)的抗干擾

1.電磁波干擾

電火花、中、高頻電加熱設備的電源都會產生強烈的電磁波，通過空間傳播被附近的數(shù)控系統(tǒng)所接受，如果能量足夠就會干擾數(shù)控機床的正常工作。（遠離這些設備）2、供電線路干擾輸入電壓過壓或欠壓引起電源報警而停機電源波形畸變所引起錯誤信息會導致CPU停止運行3、信號傳輸干擾數(shù)控信號在傳遞過程中受到外界的干擾串模干擾—干擾電壓疊加在有用信號上，由絕緣不良、漏電阻及供電線路等引入。共模干擾—干擾電壓對二根或以上信號線的干擾大小相等、相位相同。裝置的共模抑制比較高，影響不大。當不平衡時，一部分轉為串模。4、抗干擾措施⑴.減少供電線路的干擾數(shù)控機床遠離具有中、高頻電源的設備數(shù)控機床不要和大功率且頻繁起、停的設備在同一供電干線上在電源電壓波動較大的地區(qū)，加穩(wěn)壓電源動力線和信號線分開走線信號線采用屏蔽線或雙絞線控制線和電源線相交時，要采用直角相交4、抗干擾措施⑵.減少機床控制中的干擾壓敏電阻保護（浪涌吸收器）—可對線路中的瞬變、尖蜂等噪聲進行保護阻容保護—交流接觸器和電機頻繁起停時，因電磁感應會在機床電路中產生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干擾噪聲續(xù)流二極管保護—直流電感元件在斷電時，在線圈著將產生較大的感應電動勢并聯(lián)的二極管可減少對控制電路的干擾4、抗干擾措施⑶.屏蔽技術（電磁、靜電屏蔽）信號線采用屏蔽線（銅質網狀）、穿在鐵質蛇皮管或鐵管中關鍵元件或組件采用金屬容器屏蔽。⑷.保證“接地”良好“接地”是數(shù)控機床安裝中一項關鍵的抗干擾技術措施。電網的許多干擾都市通過“接地”對機床起作用的。信號地—用來提供電信號的基準電壓（0V）框架地—是以安全性及防止外來噪聲和內部噪聲為目的的地線系統(tǒng)。它是裝置的面板、單元的外殼、操作板及各裝置間接口的屏蔽線系統(tǒng)地—是將框架地和大地相連接接地要可靠（接地電阻應小于100歐姆）接地線要粗（應大于電源線的截面積）謝謝數(shù)控原理與系統(tǒng)——項目二數(shù)控系統(tǒng)的硬件連接項目任務學習單元參考學時項目名稱任務描述2.數(shù)控系統(tǒng)的硬件連接1.掌握數(shù)控系統(tǒng)的工作過程。2.掌握數(shù)控系統(tǒng)的插補原理。3.理解數(shù)據預處理的過程、軌跡插補與刀具補償?shù)脑怼?.掌握數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的裝載、備份

2.1CNC裝置的工作過程的認知282.2CNC裝置的插補22.3數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的裝載、備份4任務2數(shù)控系統(tǒng)的認知課時12專業(yè)能力掌握數(shù)控系統(tǒng)的工作過程及插補原理，對FANUC0i-D系統(tǒng)的硬件連接有認知，能夠獨立完成相關參數(shù)的裝載及備份。教學任務教學內容教學重難點1.掌握FANUC0i-D系統(tǒng)的硬件模塊組成。2.掌握FANUC0i-D系統(tǒng)的連接。3.掌握CNC、SV上電的回路的連接。1.FANUC0i-D系統(tǒng)的硬件模塊組成。2.FANUC0i-D系統(tǒng)的連接。3.CNC、SV上電的回路的連接。1.

FANUC0i-D的組成。2.交流伺服電機的選擇。1FANUC0i-D系統(tǒng)各硬件模塊組成與認知目錄2FANUC0i-D系統(tǒng)的連接3CNC、SV上電回路的連接4CNC裝置的插補2.1FANUC0i-D系統(tǒng)各硬件模塊組成與認知

一FANUC公司簡介日本發(fā)那科公司(FANUC)是當今世界上數(shù)控系統(tǒng)科研、設計、制造、銷售實力最強大的企業(yè)，總人數(shù)4549人(2005年9月數(shù)字)，科研設計人員1500人。2005年9月銷售額1827．8億日元(約合15．6億美元)，9月每人平均銷售額9萬美元。FANUC目前數(shù)控系統(tǒng)月生產能力超過7000套，大量出口，銷售額在世界市場上占50％，在日本國內占70％。2005年數(shù)控系統(tǒng)在中國銷售約1.6萬臺套，主要為中檔產品。二、FANUCOiMD/MateD系統(tǒng)介紹Series0i-D具體規(guī)格一覽表包括Cs軸、PMC軸二、FANUCOiD/MateD系統(tǒng)介紹Series0i-mateD具體規(guī)格一覽表外形和硬件相關FANUCSeries0i/0iMate-MODELD顯示器FS0i-CFS0i-D8.4”彩色8.4“彩色（橫置）8.4“彩色（橫置、帶觸摸屏）8.4“彩色（縱置）8.4"彩色（縱置、帶觸摸屏）8.4“彩色（橫置）8.4“彩色（橫置、帶觸摸屏）8.4”彩色（縱置）8.4"彩色（縱置、帶觸摸屏）10.4”彩色10.4“彩色110.4"彩色（帶觸摸屏、只0iTTC）10.4"彩色10.4"彩色（帶觸摸屏、MT）7.2”黑白7.2“黑白（橫置）7.2“黑白（橫置、帶觸摸屏）7.2“黑白（縱置）7.2"黑白（縱置、帶觸摸屏）高可靠性、高性價比的CNCFANUC

Series0i/0iMate-D顯示裝置變動注：除10.4"外，觸摸屏僅用于TURNMATEi。PMC系統(tǒng)變動高可靠性、高性價比的CNCFANUC

Series0i/0iMate-D內容FS0i-CFS0i-DPMCPMC-SA1，最大5000步B包/MatePMC/L，最大5000步，B包/MatePMC/L，最大8000步，B包/Mate(option)

PMC-SB7，最大24000步，A包PMC-SB7，最大32000步，TTC最大24000步，A包最大32000步，A包(option)I/O點數(shù)1024/1024（標準）2048/2048（0i-TTC選項）1024/1024（標準）

2048/2048（選項）240/160(Mate)256/256(Mate)Series0i-MD

內嵌式以太網

100BASE-TX※PCInternet（標準）高可靠性、高性價比的CNCFANUC

Series0i/0iMate-D內容FS0i-CFS0i-D內裝以太網100BASE-TX基本內裝（僅限0i-D）快速以太網100BASE-TX卡（Option)100BASE-TX卡（Option)以太網接口特點CNC內置程序存儲容量大幅度擴充，標配512KByte、最大2MByte（0i

–D）在大容量存儲卡或數(shù)據服務器上編輯加工程序（類似31i）-

可以使用子程序調用以及在用戶宏程序中使用“GOTO”命令使用微型閃存卡，CF卡能夠安裝到CNC中，無須使用固定卡具，并且可以進行DNC加工使用PC軟件（FANUCProgramTransferTool），可以簡單的添加存儲卡上的文件CF存儲卡Compactflashcard數(shù)據服務器Dataserver數(shù)據服務器/存儲卡操作

Dataserver/memorycardoperation高可靠性、高性價比的CNCFANUC

Series0i/0iMate-D內容FS0i-CFS0i-D存儲容量256K（A包、Mate、每路徑）128K（B包）512K（A包、Mate）320K（B包）1M（雙路徑、共計）2M（0iMDoption）程序個數(shù)400（每路徑）400800（雙路徑、共計）存儲容量的變化高可靠性、高性價比的CNCFANUCSeries0i-MD分離型檢測器接口單元原有接口A/B相矩形波接口串行接口新增接口模擬1Vp-p接口高可靠性、高性價比的CNCFANUC

Series0i/0iMate-Dαi

伺服放大器FSSB分離型檢測器接口單元其它公司的直線編碼器系統(tǒng)功能相關FANUCSeries0i/0iMate-MODELD高可靠性、高性價比的CNCFANUCSeries0i-MD高可靠性、高性價比的CNCFANUC

Series0i/0iMate-D0iD系列0iC系列快速速度999.999m/min99.9999m/min(0.1μm)240m/min100m/min(0.1μm)刀具補償個數(shù)99（T系列）200（雙路徑、共計）400（M系列）64（T系列、每路徑）400（M系列）子程序調用10層嵌套4層嵌套圓弧半徑R指定9位數(shù)8位（標準）高可靠性、高性價比的CNCFANUCSeries0i-MD0iMD0iTD0iMateMD0iMateTD納米插補○○——嵌入式以太網功能○○——數(shù)據自動備份○○○○8級數(shù)據保護○○○○存儲卡程序編輯○○○○動態(tài)切換語言顯示○○○○刀具位置補償量的自動變更—★——預防錯誤操作○○○○快捷宏指令調用★★——基于伺服電機的主軸控制★★——剛性攻絲最佳加減速★★——手輪進給回退★★——回退★———賣點！

分段進行伺服調整初級調整參數(shù)設定支持=一鍵設定

0i-C、0i-D伺服各軸的增益調整=一鍵調整

0i-D New中級調整使用伺服向導進行調整

0i-C、0i-D快速進給加減速時間常數(shù)

縮短循環(huán)時間增益調整

提高形狀精度過濾器調整

防止振動高級調整象限突起補償自動調整

0i-D New高可靠性、高性價比的CNCFANUC

Series0i/0iMate–D新增功能PMC功能模塊（FB）功能

PMCFunctionBlockfunction可使用IEC61131-3

標準功能模塊（FunctionBlock）編輯PMC

程序特點把常用的PMC程序模塊化，可注冊頻繁使用的PMC邏輯使用簡單的程序調用已經注冊的功能模塊（FB）通過設定參數(shù)修改梯形圖內部邏輯標準化梯形圖邏輯程序，方便再次使用可以在FladderIII上編程FUNCIN1OUT1IN2OUT2FB

定義使用FB創(chuàng)建梯形圖內部梯形圖邏輯回路FUNC1FUNC

IN1OUT1

IN2OUT2功能模塊（FunctionBlock）參數(shù)NC指令

高增益的伺服控制以納米為單位進行插補計算，實現(xiàn)高精度加工

ai

s伺服納米控制伺服HRV控制納米插補

對位置進行精密計算

納米插補納米CNC系統(tǒng)納米CNC系統(tǒng)實現(xiàn)極平滑的位置指令極平滑的進給以及高響應傳統(tǒng)插補納米插補1div=1nmY（μｍ）1240X（μｍ）3693X:Y為３：１的斜度加工Y（μｍ）12340X（μｍ）369納米插補實現(xiàn)極平滑的位置指令編輯功能的加強和程序存儲器的擴展FANUCSeries0i/0i

Mate-MODELD程序編輯功能的加強采用基于電腦的編輯操作提高了程序的可操作性，如復制/剪切/粘貼在后臺編輯功能的參照方式下，可以在不影響運行的情況下確認程序內容程序存儲器的擴展大幅度擴展了CNC內置程序存儲器的容量

標準

512KByte；選項最大2MByte（0i

–D）便于操作存儲在大容量存儲卡及數(shù)據服務器（0i

–D）上的程序

-可利用CNC的編輯功能直接編輯

-可以利用基于子程序調用和GOTO語句等的用戶宏程序進行運行無需使用固定配件即可在CNC主體上存放閃存卡，

并進行DNC運行微型閃存卡數(shù)據服務器New多種語言顯示和動態(tài)切換FANUCSeries0i/0i

Mate-MODELD不必斷開CNC電源，通過簡單地操作就可以實現(xiàn)語言的切換混合控制Compositecontrol可指定系統(tǒng)間任意軸動作、或分別指定每個系統(tǒng)內各軸的動作。適用于雙路徑車床特點刀具臺1刀具臺2X1Z2Z1X2工件1工件2使用系統(tǒng)1的程序加工移動指令交換使用系統(tǒng)2的程序加工安全措施

safeoperation預防錯誤操作針對CNC的操作，通過顯示各類檢查和確認信息，可以事先預防操作人員無意識的誤操作?？蛇x擇不同方法進行自動備份每次通電時備份指定周期定期進行通電時備份安全措施

safeoperation8級數(shù)據保護將CNC的各類數(shù)據保護級別分為8級，分別使用信號或Password進行保護，方便MTB和最終用戶分別使用自動備份數(shù)據手輪回退ManualHandleRetrace手輪回退，方便程序檢查使用手輪移動來進行程序檢查可使用手輪的移動速度來控制刀具的移動速度可使用正向/負向移動來控制移動方向從程序的開頭或中間位置開始檢查大約可返回200段左右程序ForwardBackward特點回退Retrace刀具可以沿刀具移動過的軌跡返回刀具還可以再沿著回退的方向前移可以執(zhí)行40~80個程序段必須是已執(zhí)行過的程序段特點二次開發(fā)和軟件方面FANUCSeries0i/0iMate-MODELD電腦軟件基本操作軟件包CNC畫面顯示功能梯形圖編輯軟件包NCGuide*NCGuidePro*程序傳輸工具(FANUCProgramTransferTool)CNC設定工具(FANUCCNCSettingTool)PROFIBUS設定工具(FANUCPROFIBUSSettingTool)FANUCPICTURE無須編程的機床操作畫面制作工作存儲卡使用FANUCPICTURE創(chuàng)建畫面CNC上畫面顯示特點機床操作畫面可以簡單并且快捷的在電腦上制作可通過FP函數(shù)讀取并顯示NC以及PMC狀態(tài)、加工程序、報警信息等內容在觸摸屏上創(chuàng)建畫面，可以代替機床操作面板，還可以配合使用虛擬MDI功能目前只能在10.4寸觸摸屏上使用（0i-D）③畫面數(shù)據①創(chuàng)建畫面②畫面文件轉換為CNC可識別的顯示文件格式脫離CNC在電腦上單獨運行，主要用于在電腦上進行CNC操作教學

CNC畫面操作

MANUALGUIDEi

使用自動運行功能進行加工程序確認在電腦上運行，單機版配1個加密狗，多用戶版配1個加密狗和網絡授權適用于FANUCSeries31i/32i-MODELA

和0i/0iMate-MODELDNCGuide特點FANUC

NCGuideCNC操作教學用PC工具新增PMCSimulation功能（無須CNC進行PMC調試）

無須CNC系統(tǒng)即可進行自定義軟件調試（二次開發(fā)調試）

C語言執(zhí)行器、宏執(zhí)行器

FANUCPICTURE、FOCAS2適用于FANUCSeries31i/32i–MODELA

和

0i/0iMate–MODELDFANUCPICTURE

制作的機床操作畫面NCGuidePro特點PMC

模擬仿真功能I/O

操作面板FANUC

NCGuidePro支持個性化開發(fā)軟件

可在同一畫面上顯示CNC和電腦的文件列表

允許輸入/輸出的數(shù)據

程序、刀具偏置、自定義宏變量、工件原點偏置

通過以太網進行連接

通過自動設定畫面，輕松連接CNC語言：日文、英文可通過鼠標

進行輸入/輸出操作畫面數(shù)據傳輸CNC電腦以太網特長數(shù)據

服務器CNC

存儲器FANUC程序傳輸工具通過電腦的簡單操作進行程序的輸入輸出電腦內的

文件列表CNC內的

文件列表FANUCCNC設定工具在電腦上設置和管理CNC參數(shù)特長適用于FANUCSeries30i

/

31i

/

32i-MODELA及0i

/

0i

Mate-MODELD參數(shù)一覽參數(shù)編輯CNC的

功能一覽向CNC傳輸參數(shù)詳細說明CNC參數(shù)的模塊管理功能（選項）

將參數(shù)分成多個模塊

重新組合模塊，創(chuàng)建新的參數(shù)語言：日文、英文用戶還可以獨自進行參數(shù)分類經由存儲卡或以太網向CNC傳輸參數(shù)按CNC功能對參數(shù)進行分類并顯示一覽

選擇需要輸入的項目后，會出現(xiàn)說明

可邊看說明邊編輯參數(shù)New三、FANUCOi-ModelD/MateD系統(tǒng)各模塊FANUC0i-TD系統(tǒng)

機床I/O模塊FANUC伺服電動機2.2FANUC0i-D系統(tǒng)的連接Fanuc0i-D數(shù)控系統(tǒng)的部件連接FANUC0i-D/mateD系統(tǒng)連接圖注意電源線輸入插座[CP1]，機床廠家需要提供外部＋24V直流電源。具體接線為1-24V,2-0V,3-地線），注意正負極性不要搞錯。風扇，電池，軟鍵，MDI等在系統(tǒng)出廠時候都已經連接好，不要改動，但可以檢查是否在運輸過程中有松動的地方，如果有，則需要重新連接牢固，以免出現(xiàn)異常現(xiàn)象。FSSB光纜一般接左邊插口。FSSB(FanucSerialServoBus發(fā)那科高速串行伺服總線)

Profibus-DP(Siemens

公司工業(yè)控制產品串行伺服總線)NCUC各主流數(shù)控系統(tǒng)廠家伺服總線NCUC(HNC8型系統(tǒng)伺服總線)2.3CNC、SV上電回路的連接數(shù)控機床上電時序機床電源三相380VACCNC上電電源DC24V伺服放大器控制電源DC24VI/OLINK連接的從屬設備上電2.4CNC系統(tǒng)插補原理的認知一．插補的概念和分類１．數(shù)控機床最突出的優(yōu)點是：可以根據編程，加工出較為復雜的曲線，比如圓、拋物線等，為什么數(shù)控機床能加工出這些曲線？怎樣把單個的坐標運動組合成理想曲線呢？這就是插補所解決的問題！插補：是坐標運動協(xié)調的方法，使幾個獨立的坐標運動，組合成一條曲線運動。數(shù)控系統(tǒng)根據零件輪廓線型的有限信息，計算出刀具的一系列加工點、完成所謂的數(shù)據“密化”工作。插補有二層意思：

一是用小線段逼近產生基本線型（如直線、圓弧等）；二是用基本線型擬合其它輪廓曲線。插補:是讓刀具沿規(guī)定軌跡的運動.2插補方法的分類 （1）基準脈沖插補基準脈沖插補的方法很多，如逐點比較法、數(shù)字積分法等。

（2）數(shù)據采樣插補數(shù)據采樣插補方法有：直線函數(shù)法、擴展DDA、二階遞歸算法等。二、基準脈沖插補插補原理每次插補的結果僅產生一個單位的行程增量(一個脈沖當量).

以一個一個脈沖的方式輸出給步進電機基本思想是:用折線來逼近曲線(包括直線).

他們主要用于采用步進電機驅動的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng).⑴用最簡捷的方式計算每個單坐標進給后的位置誤差。⑵比較誤差，判定進給坐標。逐點比較法，就是按照“靠近曲線,指向終點”的原則,分別計算各坐標進給后可能出現(xiàn)的誤差，然后選出誤差最小的坐標進給的方法。1、逐點比較法原理：每次僅向一個坐標軸輸出一個進給脈沖，而每走一步都要通過偏差函數(shù)計算，判斷偏差點的瞬時坐標同規(guī)定加工軌跡之間的偏差，然后決定下一步的進給方向。每個插補循環(huán)由偏差判別、進給、偏差函數(shù)計算和終點判別四個步驟組成。逐點比較法可以實現(xiàn)直線插補、圓弧插補及其它曲線插補。特點：運算直觀，插補誤差不大于一個脈沖當量，脈沖輸出均勻，調節(jié)方便.逐點比較法的四個工作節(jié)拍

第一個節(jié)拍——偏差判別:判別當前點偏離理論點的位置。

第二個節(jié)拍——坐標進給:確定進給坐標及進給方向，并產生移動。

第三個節(jié)拍——偏差計算:進給后到達新位置，計算出新的偏差作為下一次判別的依據。

第四個節(jié)拍——終點判別:查詢是否到達終點。DDA法擴展DDA法等2、其它方法三.刀具補償1.刀具半徑補償概念根據按零件輪廓編制的程序和預先設定的偏置參數(shù)，數(shù)控裝置能實時自動生成刀具中心軌跡的功能稱為刀具半徑補償功能。A’B’C”CBAG41刀具G42刀具編程軌跡刀具中心軌跡C’2.刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行過程

①刀補建立

②刀補進行

③刀補撤消（G40）

刀具半徑補償僅指在指定的二維坐標平面內進行，平面的指定由G17（XY平面），G18（YZ平面），G19（XZ平面）表示。刀具半徑值通過代碼R來指定。

在進行刀具補償時,CNC系統(tǒng)自動完成兩個方面的工作:一是根據刀具的半徑值r及其走向使刀具沿零件的加工輪廓偏移一個r值,即控制刀具中心沿零件加工輪廓的等距值為r的等距曲線運動;二是在零件輪廓的非光滑過渡的拐角處,CNC系統(tǒng)自動進行尖角過渡.

根據尖角過渡的方法不同,刀具半徑補償分為B刀具半徑補償和C刀具半徑補償.3．B功能刀具半徑補償1)B功能刀具半徑補償為基本的刀具半徑補償，它僅根據本段程序的輪廓尺寸進行刀具半徑補償，計算刀具中心的運動軌跡。2)對于直線而言，只要計算出刀具中心軌跡的起點和終點坐標，刀具中心軌跡即可確定；3)對于圓弧而言，圓弧的刀具半徑補償，需要計算出刀具中心軌跡圓弧的起點、終點和圓心坐標。

如圖5-5，正在加工的直線終點坐標為A（X，Y）。假設上段程序加工完成后，刀具中心位于O′，現(xiàn)需要計算刀具半徑（R）補償后直線O′A′的終點A′（X′，Y′）。設終點刀具半徑偏置矢量AA′的坐標投影為（ΔX，ΔY），則有

因為

故A′點的坐標為第二、三、四象限的刀具半徑補償計算可以類似推導，所差僅為ΔX與ΔY的符號。

①直線的刀具補償計算

圖1-5

直線刀具半徑補償圖1-6圓弧刀具半徑補償②圓弧的刀具半徑補償計算

如圖5-6，被加工圓弧的圓心在坐標原點。圓弧半徑為R，圓弧起點A的坐標為（XO，YO），圓弧終點B的坐標為（Xe，Ye），刀具半徑為r。假設上段程序加工完成后，刀具中心位于A′，且坐標已知。那么圓弧的刀具半徑補償計算就是要計算出刀具中心圓弧A′B′的終點坐標（Xe′，Ye′）。

設BB′在兩個坐標上的投影為（ΔX，ΔY），則有

從而得到

同樣容易得到A′點的坐標為

4．C功能刀具半徑補償

1)B功能刀具半徑補償只根據本段程序進行刀補計算，不能解決程序段之間的過渡問題，編程人員將工件輪廓處理或圓角過渡，即人為地加上過渡圓弧。

2)實際加工中，隨著前后兩段編程軌跡的連接方式不同，相應刀具中心的加工軌跡也會產生不同的連接方式。

3)在普通的CNC裝置中，所能控制的輪廓軌跡只有直線和圓弧，其連接方式有：直線與直線連接、直線與圓弧連接、圓弧與圓弧連接。各種轉接方式圖5-8

直線至直線左刀補情況

（a）、（b）縮短型轉換；（c）伸長型轉換；（d）插入型轉換5.刀具長度補償原理刀具長度補償故名思義，它是用來補償?shù)毒唛L度差額的一種功能。當?shù)毒吣p或更換后，加工程序不變，實際刀具長度與編程長度不一致時，只須更改程序中刀具補償?shù)臄?shù)值，通過刀具長度補償這一功能實現(xiàn)對刀具長度差額的補償。謝謝數(shù)控原理與系統(tǒng)——項目三進給驅動系統(tǒng)項目任務學習單元參考學時項目名稱任務描述3.進給驅動系統(tǒng)1.掌握常見伺服驅動系統(tǒng)的連接。2.掌握各伺服軸的初始化定義，懂得各參數(shù)的含義。3.理解伺服電動機的工作原理、工作特性和伺服放大器的工作原理。4.能根據數(shù)控系統(tǒng)的要求，對交流伺服電動機、伺服放大器進行選型。3.1伺服驅動系統(tǒng)的概述4163.2步進電動機及驅動電路43.3交流進給伺服系統(tǒng)63.4直流進給伺服系統(tǒng)2任務3進給驅動系統(tǒng)課時20專業(yè)能力了解步進驅動、交直流伺服驅動知識，掌握交直流伺服電機的工作原理。教學任務教學內容教學重難點1.掌握FANU伺服驅動系統(tǒng)的連接。2.掌握參數(shù)的操作及調試步驟。3.掌握系統(tǒng)參數(shù)設定的方法。4.掌握常見伺服參數(shù)設定的步驟。5.掌握伺服優(yōu)化軟件的使用。6.掌握伺服調整的作用。1.伺服驅動系統(tǒng)的連接。2.進給軸伺服參數(shù)的初始化設置。3.參考點的設置。4.參數(shù)的設置。4.伺服優(yōu)化的設置。1.伺服驅動系統(tǒng)的連接。2.伺服參數(shù)的設定與調試。3.MCC、ESP線路的連接。4.輪廓誤差分析與調整。5.伺服優(yōu)化軟件的使用。1伺服驅動系統(tǒng)的連接目錄2進給軸伺服參數(shù)的初始化設置3坐標軸參考點的原理與設置4坐標軸行程的設置5輪廓誤差分析與參數(shù)調整6進給軸伺服優(yōu)化的設定3.1伺服驅動系統(tǒng)的連接FANUC0i-D/mateD系統(tǒng)連接圖一、FANUCαi驅動模塊FANUCαi系列電源模塊主要分為PSM,PSMR,PSM-HV,PSMVHV4種，輸入電壓分別為交流200V和交流400V兩種。1.電源模塊的型號構成如下:PSM——電源模塊。1——制動形式，無表示再生制動；“R”表示能耗制動。2——輸出功率。3——輸入電壓，無表示200V；“HV”表示400V.4——是否是i系列。如PSM-15i,PSM-55PSMR-5.5、PSM-75HVi。如圖FANUC0i電源模塊各指示燈及接口信號如下。(1)"TB1"，即直流電源輸出端。與主軸模塊和伺服模塊的直流輸入端相連，為其提供直流電源(300VDC)。(2)"STATUS"(狀態(tài))LED指示燈。用于表示電源模塊所處的狀態(tài)。出現(xiàn)異常時，顯示相關的報警代碼。(3)直流回路連接充電狀態(tài)LED。在該指示燈完全熄滅后，方可對模塊電纜進行各種操作，否則有觸電危險。(4)"CXIA,CX1B"。CXIA為200VAC輸入接口；CX1B為200VAC輸出接口。(5)"CXA2A”為24VDC電源、*ESP急停信號、XMIF報警信息輸入接口，與前一個模塊的CXA2B相連。(6)"JX1B"，即模塊連接接口，作通信用。(7)"CX3"MCC接口。該接口連接主接觸器的觸點，用于控制輸入電源模塊的三相交流電源的通斷。(8)"CX4"*E”信號接口。該接口用于連接機床的急停信號。(9)"L1,L2,L3”三相交流電源輸入端，三相200V。圖

3-1

αi電源模塊PSM2.主軸模塊主軸模塊用于控制驅動主軸電動機。FANUC的α系列伺服模塊主要分為SPM,SPMC，SPM-HV三種。主軸模塊的型號構成如下:SPM——主軸模塊。1——電動機類型，無表示α系列；“C”表示αC系列。2——額定輸出功率。3——輸入電壓，無表示200V,“HV”表示400V。主軸模塊SPM接口如圖所示，F(xiàn)ANUC0i主軸模塊各指示燈及接口信號如下。(1)"TBI”直流電源輸入端。與電源模塊、伺服模塊的直流輸入端相連。(2)"STATUS"(狀態(tài))LED指示燈。用于表示主軸模塊所處的狀態(tài)。出現(xiàn)異常時，顯示相關的報警代碼。(3)"CXA2A”為24VDC電源、*ESP急停信號、XMIF報警信息輸入接口，與前一個模塊的CX2B相連。(4)"CXA2B”為24VDC電源、*ESP急停信號、XMIF報警信息輸出接口，與后一個模塊的CX2A相連。(5)"JX4"，即主軸伺服狀態(tài)檢查接口。該接口用于連接主軸模塊狀態(tài)檢查電路板，可獲得內部信號的狀態(tài)(脈沖發(fā)生器和位置編碼器的信號)。(6)"JYl"，即主軸負載功率表和主軸轉速表的連接接口。(7)“JA7A”，通信串行輸出接口。該接口與下一個主軸(如果有的活)的JA7B接口相連。(8)"JA7B”，通信串行輸入接口。該接口與控制單元的JA7A(SPDL)接口相連。(9)"JYA2”，連接主軸電動機速度傳感器(主軸電機內裝脈沖發(fā)生器和電機過熱信號)。(10)“JYA3”，位置編碼器和高分辨率位置編碼器接口。(11)“JYA4”

，磁感應開關和外部單獨旋轉信號接口，作為主軸位置一轉信號接口。(12)“U、V、W”三相交流變頻電源輸出端，與主軸伺服電機連接。圖

3-2

αi主軸模塊SPM3.伺服模塊伺服模塊接收控制單元發(fā)出的進給速度和位移指令信號，經伺服模塊轉換放大后，驅動伺服電機，使機床實現(xiàn)精確的工作進給和快速移動。FANUCαi系列伺服模塊主要分為SVM,SVM-HV兩種。前者最多可帶3個伺服軸，后者最多可帶2個伺服軸。伺服模塊的型號構成如下:1——何服模塊。2——第1軸最大電流。3——第2軸最大電流。4——第3軸最大電流。5——輸入電壓，無表示200V,“HV”表示400V。伺服模塊SVM接口FANUCαi系列伺服是一種高速、高精度、高效率的智能化伺服系統(tǒng)，它可促進機床的高速、高精度和緊湊設計。該伺服驅動模塊的接口框圖，圖中接口的作用如下:(1)"TB1”連接電源模塊的直流母線(300VDC)。(2)"BATTERY”為伺服電動機絕對編碼器的電池盒(6VDC)。(3)"STATUS”為伺服模塊狀態(tài)指示窗口。(4)"CXSX”為絕對編碼器電池的接口。(5)"CXA2A”為24VDC電源、*E”急停信號、XMIF報警信息輸入接口，與前一個模塊的CX2B相連。(6)"CXA2B”為24VDC電源、*ESP急停信號、XMIF報警信息輸出接口，與后一個模塊的CX2A相連。(7)"COP10A"FANUC串行伺服總線(FSSB輸出接口，與下一個伺服單元的COP10B連接(光纜)。(8)"COP10B"FANUC串行伺服總線(FSSB)輸入接口，與CNC系統(tǒng)的COP10A連接(光纜)。(9)"JX5”為伺服檢測板信號接口。(l0)"JF1,JF2”為伺服電動機編碼器信號接口。(11)CZ2L,CZ2M:為伺服電動機動力線連接插口。圖3-3αi伺服模塊SVM二βiSVM伺服放大器1.βi系列伺服單元的端子功能及連接L1,L2,L3:主電源輸入端接口，三相交流電源200V,50/60Hz。U,V,W:伺服電動機的動力線接口。DLL,DCP:外接DC制動電阻接口。CX29:主電源MCC控制信號接口。CX30:急停信號(*ESP)接口。CXA20：DC制動電阻過熱信號接口。CXA19A：24VDC控制電路電源輸入接口。連接外部24V穩(wěn)壓電源。CXA19B：24VDC控制電路電源輸出接口。連接下一個伺服單元的CXA19A。COP10A:伺服串行伺服總線(FSSB)接口。與下一個伺服單元的COP10B連接(光纜)。COP10B:伺服串行伺服總線(FSSB)接口。與CNC系統(tǒng)的COP10A連接(光纜)。JXS:伺服檢測板信號接口。JF1:伺服電動機內裝編碼器信號接口。CXSX:伺服電動機編碼器為絕對編碼器的電池接口。L1、L2、L3：主電源輸入端接口，三相交流電源200V、50/60Hz。U、V、W：伺服電動機的動力線接口。DCC、DCP：外接DC制動電阻接口。CX29：主電源MCC控制信號接口。CX30：急停信號（*ESP）接口。CXA20：DC制動電阻過熱信號接口。CX19A：DC24V控制電路電源輸入接口。連接外部24V穩(wěn)壓電源。CX19B：DC24V控制電路電源輸出接口。連接下一個伺服單元的CX19A。C0P10A：伺服高速串行總線（HSSB）接口。與下一個伺服單元的C0P10B連接（光纜）。C0P10B：伺服高速串行總線（HSSB）接口。與CNC系統(tǒng)的C0P10A連接（光纜）。JX5：伺服檢測板信號接口。JF1：伺服電動機內裝編碼器信號接口。CX5X：伺服電動機編碼器為絕對編碼器的電池接口。三βiSVPM伺服放大器βi系列SVPM的伺服放大器，是帶主軸放大器的一體型放大器，可以驅動3個進給軸，其連接如圖。圖中連接接口功能與βi伺服模塊作用相同。電源連接分為控制電源和動力電源兩種，24VDC控制電源接在CXA2C接口，三相200VAC動力電接入TB1。絕對式編碼器電池接口連接至CX5X。三βiSVPM伺服放大器CNC與SVPM通過FSSB光纖連接，CNC端接口為COP10A,SVPM上接口為COP10B。3個(或兩個)伺服電機的動力線放大器端的插頭盒是有區(qū)別的，CZ2L(第一軸)、CZ2M(第二軸)、CZ2N(第三軸)分別對應為XX,XY,”，一般FANUC公司提供的動力線，都是將插頭盒單獨放置，用戶自己根據實際情況裝入，所以在裝入時要注意一一對應。電機所對編碼器反饋接口分別對應JF1,JF2和JF3。串行主軸控制與CNC通過JA7B接口連接，JA7A接口，可以接第二主軸。JYA2接速度反饋，JYA3接編碼器反饋。第1主軸電機連接至TB2。3.2進給軸伺服參數(shù)的初始化設置1.參數(shù)的操作(1).按MDI面板上的功能鍵SYSTEM一次或幾次后，再按軟鍵[PARAM]選擇參數(shù)畫面。12.參數(shù)畫面由多頁組成。通過（a）（b）兩種方法顯示需要顯示的參數(shù)所在的頁面。（a）用翻頁鍵或光標移動鍵，顯示需要的頁面。（b）從鍵盤輸入想顯示的參數(shù)號，然后按軟鍵[NO.SRH]。這樣可顯示包括指定參數(shù)所在的頁面，光標同時在指定參數(shù)的位置（數(shù)據部分變成反轉文字顯示）。注用操作選擇軟鍵顯示的軟鍵一旦開始輸入，軟鍵顯示將包括[NO.SRH]在內的操作選擇軟鍵自動取代。按[OPRT]軟鍵也能變更操作選擇軟鍵的顯示。

13.打開機床寫保護開關。（1）將NC置于MDI方式或急停狀態(tài)。（2）用以下步驟使參數(shù)處于可寫狀態(tài)。1．按SETTING功能鍵一次或多次后，再按軟鍵[SETTING]，可顯示SETTING畫面的第一頁。2．將光標移至“PARAMETERWRITE”處。13.按軟鍵[ON：1]或輸入1，再按軟鍵[INPUT]，使“PARAMETERWRITE”

=1。這樣參數(shù)成為可寫入狀態(tài)，同時CNC發(fā)生P/S報警100（允許參數(shù)寫入）。（3）按功能鍵SYSTEM一次或多次后，再按軟鍵[PARAM]，顯示參數(shù)畫面。（4）顯示包含需要設定的參數(shù)的畫面，將光標置于需要設定的參數(shù)的位置上。（5）輸入數(shù)據，然后按[INPUT]軟鍵。輸入的數(shù)據將被設定到光標指定的參數(shù)[例]12000[INPUT]（6）若需要則重復步驟（4）和（5），輸入其它參數(shù)。（7）參數(shù)設定完畢。需將參數(shù)設定畫面的“PARAMETERWRITE=”設定為0，禁止參數(shù)設定。（8）復位CNC，解除P/S報警100。但在設定參數(shù)時，有時會出現(xiàn)P/S報警000（需切斷電源），此時請關掉電源再開機。4、系統(tǒng)調試參數(shù)設定1）上電全清。上電時同時按MDI面板上RESET+DEL鍵。全清后一般會出現(xiàn)如下報警：100參數(shù)可寫入，參數(shù)寫保護打開PWE=1506/507硬超程報警，PMC中沒處理硬件超程信號，設定3004#5OTH=1，可消除。417伺服參數(shù)設定不正確，檢查診斷352內容，重設伺服參數(shù)。5136FSSB放大器數(shù)目少。放大器沒有通電或光纜沒有連接，放大器之間連接不對，F(xiàn)SSB設定沒完成（如要不帶電機調試，把1023#設為-1，屏蔽電機，可消除5136號報警。根據需要輸入基本功能參數(shù)8130-8135。檢查參數(shù)1010的設置（車床為2，銑床3/4）2）伺服FSSB設定和伺服參數(shù)初始化參數(shù)1023設為1：2：3，可按需設不同順序。參數(shù)1902。0=0，自動設置FSSB參數(shù)。在放大器畫面，指定各放大器連接的被控軸軸號（1，2，3）。按[SETING]軟鍵，（若顯示報警，要重新設置）在軸設定畫面上，指定關于軸的信息，如分離型檢測器接口單元的連接器號。按[SETING]軟鍵，（若顯示報警，要重新設置）。此時應斷電，再上電，如沒出現(xiàn)5138報警，則設定完成。伺服參數(shù)初始化：先把3111#0SVS=1，顯現(xiàn)伺服設定和調整畫面，設定各伺服參數(shù)（如果是全閉環(huán)，先按半閉環(huán)設定，等運行正常后再按全閉環(huán)重設）。5.參數(shù)說明按數(shù)據的型式參數(shù)可分成以下幾類：1、對于位型和位軸型參數(shù)，每個數(shù)據由8位組成。每個位都有不同的意義。2、軸型參數(shù)允許參數(shù)分別設定給每個軸。3、上表中，各數(shù)據類型的數(shù)據值范圍為一般有效范圍，具體的參數(shù)值范圍實際上并不相同，請參照各參數(shù)的詳細說明。0000#11輸出數(shù)據位ISO代碼103,11310波特率204輸入設備接口號，4為存儲卡1005#01未回零執(zhí)行自動運行，調試時為1，否則有（PS224）報警1006#00直線軸1006#31車床X軸，直徑編程和半徑編程102088，90軸名稱，設定值為軸名稱的ACSSII碼10221，3設定各軸為基本坐標系中的那個軸，2為Y軸，車床沒有Y軸10231，2軸連接順序;軸屏蔽設置為-128,2009#1=13401#01指令數(shù)值單位，毫米，否則默認為微米，后面所有數(shù)據要按微米設置，需要輸入很多0。1401#0調試為1未回零執(zhí)行手動快速，未設置會發(fā)現(xiàn)快移鍵無效果，1420值14101000空運行速度14203000各軸快移速度14211000各軸