数控系统介绍课件

典型数控系统介绍内 容 提 要一、西门子数控系统二、FANUC数控系统三、华中数控系统一、产品种类一、产品种类1.SINUMERIK 802S2.SINUMERIK 802D3.SINUMERIK 810D4.SINUMERIK 840DBase lineBase line全数字数控系统PerfectSoftware 高性能数控系统第一节 西门子系统简介典型数控系统之一西门子数控系统32位微处理器实现CNC控制。二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介1.控制类型(1)标准的数控系统适于几乎所有的应用(2)全数字化的驱动模块(3)可控轴规模(4)插补功能钻/铣/车/磨切割/激光/搬运设备31个进给轴和主轴 样条/三阶多项式/控制值互联/曲线插补 进给轴和主轴同步操作 2.机床配置典型数控系统之一西门子数控系统1)主轴定向2)恒切削速度3)变螺距螺纹4)主轴转速从0.1rpm99000rpm5)最高8挡切换6)模拟10v或数字连接SIMODRIVE611-D 二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介(5)主轴配置2.机床配置典型数控系统之一西门子数控系统(1)自动方式(2)JOG方式(点动)(3)示教（TEACH IN）(4)手动输入运行（MDA）二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介3.操作方式典型数控系统之一西门子数控系统(1)轮廓的冲突检测(2)刀具半径补偿的进入和退出策略(3)过象限误差补偿(4)刀具长度补偿(5)螺距误差补偿(6)测量误差补偿(7)反向间隙补偿二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介4.轮廓和补偿典型数控系统之一西门子数控系统(1)安全程序监视1)测量电路2)系统温度3)电池4)电压5)存储6)限位开关7)风扇二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介5.安全和诊断功能典型数控系统之一西门子数控系统1)报警记录存储2)轮廓监视3)主轴监视4)PLC内部状态显示5)可编程工作区域限制(2)接口诊断二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介5.安全和诊断功能典型数控系统之一西门子数控系统(1)程序的编辑(2)程序的输入(3)程序的删除(4)程序的拷贝(5)PLC报警文本的编辑(6)程序中插入注释语句(7)绝对值及增量值编程DIN 66025标准高级语言编程特色 二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介6.CNC编程典型数控系统之一西门子数控系统德国工业标准DIN=Deutsche Industrie Normen(=German Industry Standard)德国工业标准ISO=International Standards Organization 国际标准组织GB为国家强制性国家标准BS 英国标准(British Standard)(1)STEP5编程语言(西门子自己的软件)(2)带扩展指令集可用LAD(梯形图)，STL(标准模板库，惠普实验室)，CSF进行编程(3)编程能力1)1024个输入地址2)1024个输出地址3)128个计数器4)128个计时器二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介7.PLC编程典型数控系统之一西门子数控系统(2)与外设通信(1)标准的PC软件二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介8.操作系统与部分硬件1)2个通用接口RS2322)磁盘驱动器接口和打印机接口典型数控系统之一西门子数控系统 屏幕文本可以在五种语言中切换（德，英，法，意，西）；可显示坐标实际值和剩余距离值，多通道显示，并具有屏幕保护功能。二、SINUMERIC 840DSINUMERIC 840D产品功能第一节 西门子系统简介9.显示功能典型数控系统之一西门子数控系统1.人机界面2.数控单元3.驱动单元4.PLC模块NCK数控模块 第二节 西门子系统的基本结构一、系统结构 HMIPLC数控系统数控系统NCK西门子802D结构实物图西门子840D结构实物图典型数控系统之一西门子数控系统HMI触摸屏(1)MMC(2)OP(3)MCPMan Machine communication人机通讯Operation panel数控操作面板 Machine control panel机床控制面板 MMC100.2/MMC103PCUHMINC键盘显示屏第二节 西门子系统的基本结构一、系统结构 1.人机界面典型数控系统之一西门子数控系统MMC：英文全称 man machine control，即人机通讯，我们最常用的MMC有两种：MMC100.2和MMC103，其中MMC100.2的CPU为486，不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘。一般的，SINUMERIK 810D系统配MMC100.2，SINUMERIK 840D系统则配的是MMC103。PCU：英文全称 personal computer unit，是MMC的升级版本，专门为配合西门子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块：PCU20、PCU50、PCU70，PCU20对应于MMC100.2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103，可以带硬盘，与MMC不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI。NCU：英文全称 Numenrical Controlunit，即数控单元，是sinumerik的中央处理控制单元。中央处理控制单元负责NC的所有功能、机床的逻辑控制，还有和MMC的通讯。它由一个COM CPU板、一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成。CCU：英文全称 compact control unit，即810D的NCU和驱动集成在一起，内部集成数控核心CPU和simatic PLC的CPU，包括sinumerik 810D 的数控软件和PLC软件，带有MPI接口、RS232接口、手轮及测量接口，并集成simodrive 驱动的功率模块。第二节 西门子系统的基本结构一、系统结构 2.数控单元(1)数控单元的组成(2)数控单元的接口典型数控系统之一西门子数控系统驱动模块驱动模块电源模块电源模块带馈入装置不带馈入装置单轴模块双轴模块非调节型非调节型调节型调节型第二节 西门子系统的基本结构一、系统结构 3.驱动单元驱动组成典型数控系统之一西门子数控系统接口模块信号模块电源模块第二节 西门子系统的基本结构一、系统结构 4.PLC模块典型数控系统之一西门子数控系统操作站操作站电气柜电气柜二、二、数数控控系系统统的的连连接接伺服伺服电机电机380 VAC手轮220 VAC24 VDCRS232隔离器隔离器24VDC24VDC24VDC键盘机床控制面板机床控制面板220VAC220VAC个人个人计算机计算机24 VDCX111X222X333PP 72/48电电源源模模块块功率模块X111X222X333PP 72/4824 VDCPCU电缆通道电缆通道功率模块功率模块控控制制模模块块总线总线模块模块控控制制模模块块控控制制模模块块伺服伺服电机电机伺服伺服电机电机220VAC西门子西门子NC电气柜电气柜第三节 西门子系统参数一、西门子系统数据简介二、西门子系统机床数据设定三、西门子系统驱动数据设定1.通用MD2.轴相关四、西门子系统参数生效模式五、西门子系统调试常用参数典型数控系统之一西门子数控系统 西门子系统数据简介 810D、840D系统参数分为两个大类：机床数据、设定数据。机床数据是用于生产、安装、调试用的数据，主要用于设定、匹配机床的主要数据。设定数据主要是机床在使用过程中需要设定的数据，是一些常用的用于调整机床使用性能的数据。其中机床数据有以下几种类型：通用机床数据、通道机床数据、用于驱动器的机床数据、用于操作面板的机床数据、轴专用机床数据；设定数据有以下几种类型：通用设定数据、通道专用设定数据、轴专用设定数据。数据的标识如下：$MM_用于操作面板的机床数据 machine manipulate$MN_/$SN_通用机床数据/通用设定数据$MC_/$SC_通道用机床数据/通道用设定数据 machine channel/setting channel$MA_/$SA_轴专用机床数据轴machine axes/setting axes$MD 驱动器机床数据 machine drive 西门子数控系统数据列表 区域 说明 从1000到1799 驱动用机床数据 从9000到9999 操作面板用机床数据 从10000到18999 通用机床数据 从19000到19999 预留 从20000到28999 通道类机床数据从29000到29999 预留 从30000到38999 轴类机床数据 从39000到39999 预留 从41000到41999 通用设定数据从42000到42999 通道类设定数据 从43000到43999 轴类设定数据 从51000到61999 编译循环用通用机床数据从62000到62999 编译循环用通道类机床数据 从63000到63999 编译循环用轴类机床数据一、西门子系统数据简介二、西门子系统机床数据设定1.通用MD通用MD(General):MD10000:此参数设定机床所有物理轴，如X轴。通道MD(Channel Specific):MD20000 设定通道名CHAN1 MD20050n 设定机床所用几何轴序号，几何轴为组成笛卡尔坐标系的轴 MD20060n 设定所有几何轴名 MD20070n 设定对于此机床存在的轴的轴序号 MD20080n 设定通道内该机床编程用的轴名以上参数设定后，做一次NCK复位！2.轴相关MD MD30130-设定轴指令端口=1 MD30240-设定轴反馈端口=1 如此二参数为“0”，则该轴为仿真轴。此时，再一次NCK复位，这是会出现300007报警。由于驱动数据较多，对于MMC100.2必须借助“SIMODRIVE 611D START-UP TOOL”软件，而MMC103可直接在OP上进行，大致需要对以下几种参数设定：Location:设定驱动模块的位置 Drive:设定此轴的逻辑驱动号 Active:设定是否激活此模块 配置完成并有效后，需存储一下（SAVE）-OK 此时再做一次NCK复位。启动后显示300701报警。这是原为灰色的FDD,MSD变为黑色，可以选电机了；操作步骤如下：FDD-Motor Controller-Motor Selection-按电机铭牌选相应电机-OK-OK-Calculation 用Drive+或Drive-切换做下一轴：MSD-Motor Controller-Motor Selection按电机铭牌选相应电机-OK-OK-Calculation最后-Boot File-Save Boot File-Save All,再做一次NCK复位。至此，驱动配置完成，NCU(CCU)正面的SF红灯应灭掉，这时，各轴应可以运行。最后，如果将某一轴设定为主轴，则步骤如下：1、先将该轴设为旋转轴：MD30300=1 MD30310=1 MD30320=1 2、然后，再找到轴参数，用AX+,AX-找到该轴：MD35000=1 字串6 机电 MD35100=XXXXMD351100MD351101MD351300MD351301MD362000MD362001 再做NCK复位 启动后，在MDA下输SXXM3,主轴即可转。所有关键参数配置完成以后，可让轴适当运行以下，可在JOG,手轮，MDA方式下改变轴运行速度，观察轴运行状态。有时个别轴的运行状态不正常时，排除硬件故障等原因后，则需对其进行优化三、西门子系统驱动数据设定四、西门子系统参数生效模式参数生效模式 POWER ON(po)重新上电 NCU模块面板上的“RESET”键 NEW_CONF(cf)新配置 MMC上的软件“Activate MD”RESET(re)复位 控制单元上的“RESET”键 IMMEDIATELY(so)值输入以后 数据区域五、西门子系统调试常用参数在机床调试中经常需要调整的参数主要有：MD 10000:JOG速度设定 MD 10240:物理单位，“0”英制，“1”公制 MD 20070:通道中有效的机床轴号 MD 20080:通道中的通道轴名称 MD 30130:设定指输出类型，值为“1”表示有该轴，“0”为虚拟轴 MD 30240:编码器类型,“0”表示不带编码器，“1”位相对编码器，“4”为绝对编码器，主轴时，值为“1”MD 30300:旋转轴/主轴，值为“1”时表示该轴为主轴 MD 34090:参考点偏移/绝对位移编码偏移 MD 34200:参考点模式。绝对编码器时值为“0”MD 35000:指定主轴到机床轴，“1”为主轴 MD 36200:轴速度极限 一、FANUC数控系统的发展 FANUC 公司创建于1956年，1959年首先推出了电液步进电机，在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。进入70年代，微电子技术、功率电子技术，尤其是计算技术得到了飞速发展，FANUC公司毅然舍弃了使其发家的电液步进电机数控产品，一方面从GETTES公司引进直流伺服电机制造技术。1976年FANUC公司研制成功数控系统5，随时后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家，产品日新月异，年年翻新。典型数控系统之二FANUC数控系统 1979年研制出数控系统6，它是具备一般功能和部分高级功能的中档CNC系统，6M适合于铣床和加工中心；6T适合于车床。与过去机型比较，使用了大容量磁泡存储器，专用于大规模集成电路，元件总数减少了30%。它还备有用户自己制作的特有变量型子程序的用户宏程序。1980年在系统6的基础上同时向抵挡和高档两个方向发展，研制了系统3和系统9。系统3是在系统6的基础上简化而形成的，体积小，成本低，容易组成机电一体化系统，适用于小型、廉价的机床。系统9是在系统6的基础上强化而形成的具备有高级性能的可变软件型CNC系统。通过变换软件可适应任何不同用途，尤其适合于加工复杂而昂贵的航空部件、要求高度可靠的多轴联动重型数控机床。1984年FANUC公司又推出新型系列产品数控10系统、11系统和12系统。该系列产品在硬件方面做了较大改进，凡是能够集成的都作成大规模集成电路，其中包含了8000个门电路的专用大规模集成电路芯片有3种，其引出脚竟多达179个，另外的专用大规模集成电路芯片有4种，厚膜电路芯片22种；还有32位的高速处理器、4兆比特的磁泡存储器等，元件数比前期同类产品又减少30%。由于该系列采用了光导纤维技术，使过去在数控装置与机床以及控制面板之间的几百根电缆大幅度减少，提高了抗干扰性和可靠性。该系统在DNC方面能够实现主计算机与机床、工作台、机械手、搬运车等之间的各类数据的双向传送。它的PLC装置使用了独特的无触点、无极性输出和大电流、高电压输出电路，能促使强电柜的半导体化。此外PLC的编程不仅可以使用梯形图语言，还可以使用PASCAL语言，便于用户自己开发软件。数控系统10、11、12还充实了专用宏功能、自动计划功能、自动刀具补偿功能、刀具寿命管理、彩色图形显示CRT等。1985年FANUC公司又推出了数控系统0，它的目标是体积小、价格代，适用于机电一体化的小型机床，因此它与适用于中、大型的系统10、11、12一起组成了这一时期的全新系列产品。在硬件组成以最少的元件数量发挥最高的效能为宗旨，采用了最新型高速高集成度处理器，共有专用大规模集成电路芯片6种，其中4种为低功耗CMOS专用大规模集成电路，专用的厚膜电路3种。三轴控制系统的主控制电路包括输入、输出接口、PMC（Programmable Machine Control）和CRT电路等都在一块大型印制电路板上，与操作面板CRT组成一体。系统0的主要特点有：彩色图形显示、会话菜单式编程、专用宏功能、多种语言（汉、德、法）显示、目录返回功能等。FANUC公司推出数控系统0以来，得到了各国用户的高度评价，成为世界范围内用户最多的数控系统之一。1987年FANUC公司又成功研制出数控系统15，被称之为划时代的人工智能型数控系统，它应用了MMC（Man Machine Control）、CNC、PMC的新概念。系统15采用了高速度、高精度、高效率加工的数字伺服单元，数字主轴单元和纯电子式绝对位置检出器，还增加了MAP(Manufacturing Automatic Protocol)、窗口功能等。FANUC公司是生产数控系统和工业机器人的著名厂家，该公司自60年代生产数控系统以来，已经开发出40多种的系列产品。FANUC公司目前生产的数控装置有F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18系列。F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15的基础上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位一体的CNC。二、FANUC公司数控系统的产品特点如下：（1）结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已采用模块化结构。（2）采用专用LSI，以提高集成度、可靠性，减小体积和降低成本。（3）产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种上控制软件，适用于多种机床。（4）不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印制电路板、光导纤维电缆等。（5）CNC装置体积减小，采用面板装配式、内装式PMC（可编程机床控制器）。（6）在插补、加减速成、补偿、自动编程、图形显示、通信、控制和诊断方面不断增加新的功能：插补功能：除直线、圆弧、螺旋线插补外，还有假想轴插补、极其坐标插补、圆锥面插补、指数函数插补、样条插补等。切削进给的自动加减速功能：除插补后直线加减速，还插补前加减速。补偿功能：除螺距误差补偿、丝杠反向间隙补偿之外，还有坡度补偿线性度补偿以及各新的刀具补偿功能。故障诊断功能：采用人工智能，系统具有推理软件，以知识库为根据查找故障原因。（7）CNC装置面向用户开放的功能。以用户特订宏程序、MMC等功能来实现。（8）支持多种语言显示。如日、英、德、汉、意、法、荷、西班牙、瑞典、挪威、丹麦语等。（9）备有多种外设。如FANUC PPR，FANUC FA Card，FANUC FLOPY CASSETE，FANUC PROGRAM FILE Mate等。（10）已推出MAP（制造自动化协议）接口，使CNC通过该接口实现与上一级计算机通信。（11）现已形成多种版本。FANUC 系统早期有3系列系统及6系列系统，现有0系列、10/11/12系列、15、16、18、21系列等，而应用最广的是FANUC 0系列系统。三、FANUC系统的0系列型号划分：0D系列：0TD 用于车床 0MD 用于铣床及小型加工中心 0GCD 用于圆柱磨床 0GSD 用于平面磨床 0PD 用于冲床 0C系统：0TC 用于普通车床、自动车床 0MC 用于铣床、钻床、加工中心 0GCC 用于内、外磨床 0GSC 用于平面磨床 0TTC 用于双刀架、4轴车床 POWER MATE 0：用于2轴小型车床 0i系列：0iMA 用于加工中心、铣床 0iTA 用于车床，可控制4轴 16i 用于最大8轴，6轴联动 18i 用于最大6轴，4轴联动 160/18MC 用于加工中心、铣床、平面磨床 160/18TC 用于车床、磨床 160/18DMC 用于加工中心、铣床、平面磨床的开放式CNC系统 160/180TC 用于车床、圆柱磨床的开放式CNC系统 四、FANUC系统部分功能的技术术语及解释：1、控制轨迹数（Controlled Path）CNC控制的进给伺服轴（进给）的组数。加工时每组形成一条刀具轨迹。各组可单独运动，也可同时协调运动。2、控制轴数（Controlled）CNC控制的进给伺服轴总数/每一轨迹。3、联动控制轴数（Simultaneously Controlled Axes）每一轨迹同时插补的进给伺服轴数量。4、PMC控制轴（Axis control by PMC）由PMC（可编程机床控制器）控制的进给伺服轴。控制指令编在PMC的程序（梯形图）中，因此修改不便。所以这种方法通常只用于移动量固定的进给轴控制。5、Cf轴控制（Cf Axis Control）车床系统中，主轴的回转位置（转角）控制和其它进给轴相同，由进给伺服电动机实现。该轴与其它进给轴联动进行插补，加工任意曲线。6、Cs轮廓控制（Cf contouring control）（T系列）车床系统中，主轴的回转位置（转角）控制不是用进给伺服电动机，而由FANUC主轴电动机实现。主轴的位置（角度）由装于主轴（不是主轴电动机）上的高分辨率编码器检测。此时主轴是作为进给伺服轴工作，运动速度为：度/分。并可与其它进给轴同时进行插补，加工出轮廓曲线。7、回转轴控制（Rotary Axis Control）将进给轴设定为回转轴作角度位置控制。回转一周的角度，可用参数设为任意值。FANUC系统通常只是基本轴以外的进给轴才能设为回转轴。8、控制轴脱开（Controlled Axis Detach）指定某一进给伺服轴脱离CNC的控制而无系统报。报通常用于转台控制。机床不用转台时，执行该功能交转台电动机的插头拔下，卸掉转台。9、伺服关断（Servo Off）用PMC信号将进给伺服轴的电源关断，使其脱离CNC的控制，用手可以自由移动。但是CNC仍然实时地监视该轴的实际位置。该功能可用于在CNC机床上用机械手轮控制工作台的移动，或工作台、转台被机械夹紧时以避免进给电动机发生过流。10、位置跟踪（Follow-Up）当伺服关断、急停或伺服报警时，若工作台发生机械位置移动。在CNC的位置误差寄存器中就会有位置误差。位置跟踪功能就是修改CNC控制器监测的机床位置，使位置误差寄存器中的误差变为零。当然，是否执行位置跟踪应该根据实际控制的需要而定。11、增量编码器（Increment Pulse Coder）回转式（角度）位置测量元件，装于电动机轴或滚珠丝杠上，回转时发出等间隔脉冲表示位移量。由于码盘上没有零点，所以不能表示机床的位置。只有在机床回零，建立了机床坐标系的零点后，才能表示出工作台或刀具的位置。使用时增量编码器的信号输出有两种方式：串行和并行。CNC单元与此对应有串行接口和并行接口。12、绝对值编码器（Absolute Pulse Coder）回转式（角度）位置测量元件，用途与增量编码器相同。不同点是这种编码器的码盘上有绝对零点，该点作为脉冲的计数基准。因此计数值既可以反映位移量也可以实时地反映机床的实际位置。另外，关机后机床的位置也不会丢失。开机后不用回零点，即可立即投入加工运行。与增量编码器一样，使用时应注意脉冲信号的串行输出与并行输出，以便函与CNC单元的接口相配（早期的CNC系统无串行口）。13、FSSB（FANUC串行伺服总线）FANUC串行伺服总线（FANUC Serial Servo Bus）是CNC单元与伺服放大器间的信号高速传输总线。使用一条光缆可以传递48个轴的控制信号，因此，为了区分各个轴，必须设定有关参数。14、简易同步控制（Simple Synchronous Control）两个进给轴一个是主动轴，另一个是从动轴。主动轴接收CNC的运动指令，从动轴跟随主动轴运动，从而实现两个轴的同步移动。CNC随时监视两个轴的移动位置，但是并不对两者的误差进行补偿，如果两个轴的移动位置超参数的设定值，CNC即发出报警，同时停止各轴的运动。该功能用于大工作台的双轴驱动。15、双驱动控制（Tandem Control）对于大工作台，一个电动机的力矩不足驱动时，可以用两个电动机，这就是本功能的含义。两个轴中一个是主轴，另一个是从动轴。主动轴接收CNC的控制指令，从动轴增加驱动力矩。16、同步控制（Synchronous Control）（T系列的双迹系统）双轨迹的车床系统，可以实现一个轨迹的两个轴的同步，也可实现两个轨迹的两个轴的同步。同步控制方法与上述“简易同步控制”相同。17、混合控制（Composite Control）（T系列的双迹系统）双轨迹的车床系统，可以实现两个轨迹的轴移动指令的互换，即第一轨迹的程序可以控制第二轨迹的轴运动；第二轨迹的程序可以控制第一轨迹的轴运动。18、重叠控制（Superimposed Control）（T系列的双迹系列）双轨迹的车床系统，可以实现两个轨迹的轴移动指令同时执行。与同步控制的不同点是：同步控制中只能给主动轴运动指令，而重叠控制既可给主动轴送指令，也可给从动轴送指令。从动轴的移动量为本身的移动量与主动轴的移动量之和。19、B轴控制（BAxis control）（T系列）B轴是车床系统的基本轴（X，Z）以外增加的一个独立轴，用于车削中心。其上装有动力主轴，因此可以实现钻孔、镗孔或与基本轴同时工作实现复杂工件的加工。20、卡盘/尾架的屏障（Chuck/Tailstock Barrier）（T系列）该功能是在CNC的显示屏上有一设定画面，操作员根据卡盘和尾架的形状设定一个刀具禁入区，以防止刀尖与卡盘和尾架碰撞。21、刀架碰撞检查（Tool post interference check）（T系列）双迹车床系统中，当用两个刀架加工一个工件时，为避免两个刀架的碰撞可以使用该功能。其原理是用参数设定两刀架的最小距离，加工中时时进行检查。在发生碰撞之前停止刀架的进给。22、异常负载检测（Abnormal load detection）机械碰撞、刀具磨损或断裂会对伺服电动机及主轴电动机造成大的负载力矩，可能会损害电动机及驱动器。该功能就是监测电动机机的负载力矩，当超过参数的设定值时提前使电动机停止并反转退回。23、手轮中断（Manual handle interruption）在自动运行期间摇动手轮，可以增加运动轴的移动距离。用于选种或尺寸的修正。24、手动干预及返回（Manual intervention and return）在自动运行期间，用进给暂停使进给轴停止。然后用手动将该轴移动到某一位置做一些必要的操作（如换刀）。操作结束后按下自动加工启动按钮即可返回原来的坐标位置。25、手动绝对值开/关（Manual absolute ON/OFF）该功能用来决定在自动运行时，进给暂停后用手动移动的坐标值是否加到自动运行的当前位置值上。26、手摇轮同步进给（Handle synchronous feed）在自动运行时，刀具的进给速度不是由加工程序指定的速度，而是与手摇脉冲发生器的转动速度同步。27、手动方式数字指令（Manual numeric command）CNC系统设计了专用的MDI画面。通过该画面用MDI键盘输入运动指令（G00，G01等）和坐标轴的移动量，由JOG（手动连续）进给方式执行这些指令。28、主轴串行输出/主轴模拟输出（Spindle serial output/Spindle analog output）主轴控制有两种接口：一种是按串行方式传送数据（CNC给主轴电动机的指令）的接口称为串行输出；另一种是输出模拟电压量作为主轴电动机指令的接口。前一种必须使用FANUC的主轴驱动单元和电动机，后一种用模拟量控制的主轴驱动单元（如变频器）和电动机。29、主轴定位（Spindle positioning）（T系统）这是车床主轴的一种工作方式（位置控制方式）。用FANUC主轴电动机和装在主轴上的位置编码器，实现固定角度的间隔的圆周上的定位或主轴任意角度的定位。30、主轴定向 为了执行主轴定位或者换刀，必须将机床主轴在回转的圆周方向定位于某一转角上，作为动作的基准点。CNC的这一功能就称为主轴定向。FANUC系统提供了以下3种方法：用位置编码器定向和用磁性传感器定向和用外部一转信号（如接近开关）定向。31、Cs轴轮廓控制（Cs Contour control）Cs轮廓控制是将车床的主轴控制变为位置控制，实现主轴按回转角度的定位。并可与其它进给轴插补以加工出形状复杂的工件。Cs轴控制必须使用FANUC的串行主轴电动机，在主轴上要安装高分辨率的脉冲编码器。因此，用Cs轴进行主轴的定位要比上述的主轴定位精度高。32、多主轴控制（Multispindle control）CNC除了控制第一主轴外，还可以控制其它的主轴，最多可控制4个（取决于系统）。通常是两上串行主轴和一个模拟主轴。主轴的控制命令S由PMC（梯形图）确定。33、刚性攻丝（Rigid tapping）攻丝操作不使用浮动夹头而是由主轴的回转与攻丝进给轴的同步运行实现。主轴回转一转，攻丝轴的进给量等于丝锥的螺距，这样可提高精度和效率。要实现刚性攻丝，主轴上必须装有位置编码器（通常是1024脉冲/每转），并要求编制相应的梯形图，设定有关的系统参数。铣床、车床（车削中心）都可实现刚性攻丝。但车床不能像铣床一样实现反攻丝。34、主轴同步控制（Spindle synchronous control）该功能可实现两个主轴（串行）的同步运行。除速度同步回转外，还可实现回转相位的同步。利用相位同步，在车床上可用两个主轴夹持一个形状不规则的工件。根据CNC系统的不同，可实现一个轨迹内的两个主轴的同步，也可实现两个轨迹中的两个主轴的同步。按受CNC指令的主轴称为主主轴，跟随主主轴同步回转的称为从主轴。35、主轴简易同步控制（Simple spindle synchronous control）两个串行主轴同步运行，接受CNC指令的主轴为主主轴，跟随主主轴运转的为从主轴。两个主轴同时以相同转速回转，可同时进行刚性攻丝、定位或Xs轴轮廓插补等操作。与上述的主轴同步不同，简易主轴同步不能保证两个主轴的同步化。进入简易同步状态由PMC信号控制，因此必须在PMC程序中编制相应的控制语句。36、主轴输出的切换（Spindle output switch）这是主轴驱动器的控制功能。使用特殊的主轴电动机，这种电动机的定子有两个绕组：高速绕组和低速绕组，用该功能切换两个绕组。经实现宽的恒功率调速范围。绕组的切换用继电器，切换控制由梯形图实现。37、刀具补偿存储器A、B、C（Tool compensation memory A,B,C）刀具补偿存储器可用参数设为A型、B型或C型的任意一种。A型不区分刀具的几何形状补偿量和磨损补偿量。B是把几何形状补偿与磨损补偿分开。通常，几何补偿量是测量刀具尺寸的差值；磨损补偿量是测量加工工件尺寸的差值。C型不但将几何开头补偿与磨损补偿分开，将刀具长度补偿代码与半径补偿代码也分开。长度补偿代码为H，半径补偿代码为D。38、刀尖半径补偿（Tool nose radius compensation）（T）车刀的刀尖都有圆弧，为了精确车削，根据加工时的走刀方向和刀具与工件间的相对方位刀尖圆弧半径进行补偿。39、三维刀具补偿（Threedimension tool compensation）（M）在多坐标联动加工中，刀具移动过程中可在三个坐标方向对刀具进行偏移补偿。可实现用刀具侧面加工的补偿，也可实现用刀具端面加工的补偿。40、刀具寿命管理（Tool life management）使用多把刀具时将刀具按其寿命分组，并在CNC的刀具管理表上预先设设定好刀具的使用顺序。加工中使用的刀具到达寿命值时可自动或人工更换 上同一组的下一把刀具，同一组的刀具用完后就使用下一组的刀具。刀具的更换无论是自动还是人工，都必须编制梯形图偏置，刀具寿命的单位可用参数设定“分”或“使用次数”。41、自动刀具长度测量（Automatic tool length measurement）在机床上安装接触传感器，和加工程序一样编制刀具长度的测量程序（G36，G37），在程序中要指定刀具使用的偏置号。在自动方式下执行该程序，使刀具与传感器接触，从而测出其与基准刀具的长度差值，并自动将该值填入程序指定的偏置号中。42、极坐标插补（Polar coordinate interpolation）（T）极坐标编程就是把两个直线轴的笛卡尔坐标系变为横轴为直线轴，比值轴为回转轴的坐标系，用该坐标系编制非圆型轮廓的加工程序。通常用于车削直线槽，或在磨床上磨削凸轮。43、圆柱插补（Cylindrical interpolation）在圆柱笔柱体的外表面上进行加工操作时（如加工滑块槽），为了编程简单，将两个直线轴的笛卡乐坐标系变为横轴为回转轴（C），纵轴为直线轴（Z）的坐标系，用该坐标系编制外表面上的加工轮廓。44、虚拟轴插补（Hypothetical interpolation）（M）在圆弧插补时将其中的一个轴定为虚拟插补轴，即插补运算仍然按正常的圆弧插补，但插补出的虚拟轴的移动量并不输出，因此虚拟轴也就无任何运动。这样使得另一轴的运动呈正弦函数规律。可用于正弦曲线运动。45、NURBS插补（NURBS Interpolation）（M）汽车和飞机等工作用的模具多数用CAD设计。为了确保精度，设计中采用了非均匀有理化B样条函数（NURBS）描述雕刻（Sculpture）曲面和曲线。因此，CNC系统设计了相应的插补功能，这样，NURBS曲线的表达式就可以直接指令CNC，避免了用微小的直线线段逼近的方法加工复杂轮廓的曲面或曲线。其优点是：程序短，从而使得占用的内存少；因为轮廓不是用微小线段模拟，所以加工精度高；程序段间无中断，故加工速度快；主机与CNC之间无需高速成传送数据，普通RS232C口速度即可满足。FANUC的CNC，NURBS曲线的编程用3个参数描述：控制点，节点和权。46、返回浮动参考点（Floating reference position return）为了换刀快速或其它加工目的，可在机床上设定不因定的参考点称之为浮动参考点。该点可在任意时候设在机床的任意位置，程序中用G30.1指令使刀具回到该点。47、极坐标指令编程（polar coordinate command）（M）编程时工件尺寸的几何点用极坐标的极径和角度定义。按规定，坐标系的第一轴为直线轴（即极径），第二轴为角度轴。48、提前预测控制（Advanced preview control）（M）该功能是提前读入多个程序段，对运行轨迹插补和进行速度及加速度的预处理。这样可以减小由于加减速和伺服滞后引起的跟随误差，刀具在高速下比较精确地跟随程序指令的工件轮廓，使加工精度提高。预读控制包括以下功能：插补前的超级线加减速；拐角自动降速等功能。预读控制的编程指令为G08P1。不同的系统预读的程序段数量不同，16i 最多可预读600段。49、高精度轮廓控制（Highprecision contour control）（M）Highprecision contour control缩写为HPCC。有些加工误差是由CNC引起的的，其中包括插补后的加减速造成的误差。为了减少这些误差，系统中使用了辅助处理器RISC，增加了高速、高精度加工功能。这些功能包括：多段预读的插补前直线加减速。该功能减小了由于加减速引起的加工误差。多段预读的速度自动控制功能。该功能是考虑工件的形状、机床允许的速度和加速度的变化，使执行机构平滑的加/减速。高精度轮廓控制的编程指令为 G05 P10000。50、AI轮廓控制/AI纳米轮廓控制功能（AI Contour control/AI nana Contour control）这两个功能用于高速、高精度、小段程序、多坐标联动加工。可减小用于加减速引起的位置滞后和由于伺服的延时引起的而且随着进给速度增加而增加的位置滞后，从而减小轮廓加工误差。这两种控制中有多段预读功能，并进行直线插补前的直线加减速或铃型加减速处理，从而保证加工中平滑的加减速，并可减小加工误差。在纳米轮廓控制中，输入的指令值为微米，但内部有纳米插补器。经纳米插补器后给伺服的指令是纳米，这样工作台的移动非常平滑，加工精度和表面质量能大大改善。程序中这两个功能的编程指令为G05.1Q1。51、AI高精度轮廓控制/AI纳米高精度轮廓控制功能（AI high precision contour control/AI nana high precision contour control）该功能用于微小直线或NURBS线段的高速、高精度轮廓加工。可确保刀具在高速下严格地跟随指令值，因此可大大减小轮廓加工误差，实现高速高精度加工。与上述HPCC相比，AI HPCC中加速减速更精确，因此可提高切削速度。AI NANO HPCC与AI HPCC的不同点是AI NANO HPCC中有纳米插补器，其他均与AI HPCC相同。在这两种控制中有以下这些CNC和伺服系统的功能：插补前的直线或铃形加速减速；加工拐角时根据进给速度差的降速功能；提前前馈功能；根据各轴的加速度确定进给速度的功能；根据Z轴的下落角度修正进给速度的功能；200个程序段的缓冲。52、DNC运行（DNC Operation）是自动运行的一种工作方式。用RS232C和RS422口将CNC系统和计算机连接。加工程序存在计算机的硬盘上或软盘上，一段段输入到CNC。每输入一段程序即加工一段，这样可解决CNC内存容量的限制。这种运行方式由PMC信号DNCI控制。53、远程缓冲器（Remote buffer）是实现DNC运行的一种接口，由一个独立的CPU控制。其上有RS232C和RS422口。用它比一般的RS232C口的加工速度要快。54、DNC1 是实现CNC系统与计算机之间传输数据信息的一种通讯协议及通讯指令库。DNC1是由FANUC公司开发的，用于FMS中加工单元的控制。可实现的功能有：加工设备的运行监视；加工与辅助设备的控制；加工数据与检测数据的上下传送；故障的诊断等。硬件的连接是一点对多点。一台计算机可连接16台CNC机床。55、DNC2 其功能基本与DNC1相同，只是通讯协议不同。DNC2用的是欧洲常用的LSV2协议。另外硬件的连接为点对点式连接，一台计算机可连接8台CNC机床。通讯速率最快为19Kb/秒。56、高速串行总线（High speed serial bus）（HSSB）是CNC系统与主计算机的连接口，用于两者间的数据传送。传送的数据种类除了DNC1和DNC2传送的数据外，还保传送CNC的各种显示画面的显示数据。因此可用计算机的显示器和键盘操作机床。57、以太网口（Ethernet）是CNC系统与以太网的接口。目前，FANUC提供了两种以太网中口：PCMCIA卡口和内置的以太网板。用PMCLA卡可以临时传送一些数据，用完后即可将卡拔下。以及网板是装在CNC系统内部的，因此用于长期与主机连结，实施加工单元的实时控制。六、关于FANUC系统PMC的介绍 简单地说，FANUC系统可以分为两部分：控制伺服电动机和主轴电动机动作的系统部分和控制辅助电气部分的PMC。PMC与PLC非常相似，因为专用于机床，所以称为可编程序机床控制器。与传统的继电器控制电路相比较，PMC的优点有：时间响应快，控制精度高，可靠性好，控制程序可随应用场合的不同而改变，与计算机的接口及维修方便。另外，由于PMC使用软件来实现控制，可以进行在线修改，所以有很大的灵活性，具备广泛的工业通用性。FANUC 0系统使用的PMC有PMCL和PMCM两种型号，它们所需硬件不同，性能也有所不区别。PMCM需要一块专门的电路板，地址范围也有所扩大，使用时请注意。下表为PMCL和PMCM的部分性能比较。两种型号的性能比较 PMCL PMCM 程序级数 2 3 第一级程序执行周期 16ms 16/8ms 基本指令的平均执行时间 6s 2s 程序容量 3000步 最大8000步 基本指令数 12 12 功能指令数 34 35 内部继电器 400字节 696字节 这里主要以PMCL为例进行说明。PMC的程序称为顺序控制程序，用于机床或其他系统顺序控制，使CPU执行算术处理。顺序程序的编制步骤如下：（1）根据机床的功能确定I/O点的分配情况；（2）根据机床的动作和系统的要求编制梯形图；（3）利用系统调试梯形图；（4）将梯形图程序固化在ROM芯片内。PMC程序的工作原理可简述为由上至下，由左至右，循环往复，顺序执行。因为它是对程序指令的顺序执行，应注意到微观上与传统继电器控制电路的区别，后者可认为是并行控制的。第一节 Fanuc-0i系统功能介绍 一.刚性攻丝 典型数控系统之二FANUC数控系统 二、复合加工循环 第一节 Fanuc-0i系统功能介绍 典型数控系统之二FANUC数控系统 三、圆柱插补三、圆柱插补 第一节 Fanuc-0i系统功能介绍 典型数控系统之二FANUC数控系统 四、直接尺寸编程 第一节 Fanuc-0i系统功能介绍 典型数控系统之二FANUC数控系统 五、记忆型螺距误差补偿 第一节 Fanuc-0i系统功能介绍 六、CNC内装PMC编程功能 七、随机存储模块 典型数控系统之二FANUC数控系统 八、显示装置 第一节 Fanuc-0i系统功能介绍 典型数控系统之二FANUC数控系统 九、FANUC伺服电机纳米控制超高分辨率编码器HRV可维护性高节能大奖第一节 Fanuc-0i系统功能介绍 典型数控系统之二FANUC数控系统 高分辨率编码器HRV可维护性高第一节 Fanuc-0i系统功能介绍 九、FANUC伺服电机典型数控系统之二FANUC数控系统 一、系统构成数控系统的硬件CPU及ROM 板存储器板（RAM）轴卡第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接 典型数控系统之二FANUC数控系统 一、系统构成PCBPCB 电源电源 DC-DCDC-DC PMCPMC 输入输出控制输入输出控制 MDIMDI HSSBHSSB典型数控系统之二FANUC数控系统 存储卡插槽存储卡插槽显示状态显示状态/报警的报警的LEDLED保保 险险I/O I/O 设备设备I/F I/F 插座插座电源指示灯电源指示灯电源插座电源插座机床机床I/FI/F插座插座显示器插座显示器插座MDIMDI插座插座手摇脉冲发手摇脉冲发生器插座生器插座机床机床I/FI/F插座插座高速串行高速串行总线插槽总线插槽存储备存储备用电池用电池I/O linkI/O link插座插座串行主轴或位串行主轴或位置编码器插座置编码器插座串行主轴或模串行主轴或模拟主轴插座拟主轴插座伺服放大伺服放大器插座器插座检测器插座检测器插座编码器电编码器电池插槽池插槽一、系统构成典型数控系统之二FANUC数控系统 二、综合联线 系统模块系统模块电源模块电源模块伺服模块伺服模块主轴模块主轴模块伺服卡伺服卡交交流流 2 2 0 0 0 0 V V通通信信串串行行接接口口驱驱 动动 信信 号号直直 流流 2 24 4V V直直 流流 2 24 4V V直直 流流 2 24 4V V位位 置置 编编 码码 器器 接接 口口位位 置置 编编 码码 器器 接接 口口直直流流电电源源输输入入/出出直直流流电电源源输输入入/出出直直流流电电源源输输入入/出出主主接接触触器器信信号号接接口口二、综合联线 手摇脉冲发生器手摇脉冲发生器MDIMDI键盘键盘二、综合联线 典型数控系统之二FANUC数控系统 1.控制方式串行主轴接口串行主轴接口模拟主轴接口模拟主轴接口系统与主轴间采用串行电缆通讯系统向主轴单元提供指令电压及其他控制指令，主轴单元向系统输出其状态三、系统与主轴单元的连接第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接 典型数控系统之二FANUC数控系统 1.串行主轴接口三、系统与主轴单元的连接第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接(1)接口定义典型数控系统之二FANUC数控系统 1.串行主轴接口三、系统与主轴单元的连接第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接(2)连接典型数控系统之二FANUC数控系统 2.模拟主轴接口三、系统与主轴单元的连接第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接(1)接口定义典型数控系统之二FANUC数控系统 2.模拟主轴接口三、系统与主轴单元的连接第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接(2)连接典型数控系统之二FANUC数控系统 伺服伺服A A型型伺服伺服B B型型位置反馈线接到时CNC系统位置反馈线接到伺服放大器上伺服类型四、数字伺服第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接 典型数控系统之二FANUC数控系统 1.CB104、CB105、CB106、CB107四个接口2.连接操作面板及机床的输入和输出3.地址有确定的含义，PMC编程时要使用到五、输入输出连接第二节 Fanuc-0i系统的构成与硬件连接 典型数控系统之二FANUC数控系统 1 有关“SETTING”的参数2 有关阅读机/穿孔机接口的参数2.1所有通道共用的参数2.2 有关通道1的参数(I/O=0)2.3 有关通道1的参数(I/O=1)2.4 有关通道2的参数(I/O=2)3 有关POWER MATE管理器的参数4 有关轴控制、设定单位的参数5 有关坐标系的参数6 有关存储式行程检测的参数7 有关进给速度的参数8 有关加减速控制的参数9 有关伺服的参数10 有关DI/DO的参数11 有关MDI、显示和编辑的参数12 有关程序的参数13 有关螺距误差补偿的参数14 有关主轴控制的参数15 有关刀具补偿的参数16 有关固定循环的参数16.1 有关钻削固定循环的参数16.2 有关螺纹切削循环的参数16.3 有关多重固定循环的参数16.4 有关小孔钻削循环的参数17 有关刚性攻丝的参数18 有关缩放/坐标旋转的参数19 有关单一方向定位的参数20 有关极坐标插补的参数21 有关法线方向控制的参数22 有关分度盘分度的参数23 有关用户宏程序的参数24 有关图案数据输入的参数25 有关跳步功能的参数26 有关自动刀具补偿(T系列)和自 动刀具长度补偿(M系列)的参数27 有关外部数据输入/输出的参数28 有关图形显示的参数29 有关运行时间和加工零件数显示的参数30 有关刀具寿命管理的参数31 有关位置开关功能的参数32 有关手动运行和自动运行的参数33 有关手动手轮进给和手动插入的参数34 有关用档块设定参考点的参数35 有关软操作面板的参数36 有关程序再起动的参数37 有关多边形加工的参数38 有关PMC轴控制的参数39 有关基本功能的参数40 有关简易同步控制的参数41 有关顺序号校对停止的参数42 其它参数43 有关维修的参数第三节 系统的参数参数的分类典型数控系统之二FANUC数控系统 一、华中数控系统的产品类型一、华中数控系统的产品类型小博士系列世纪星系列华中I型系列配置了嵌入式PC机的经济型数控系统配置了通用PC机的经济型数控系统高性能数控系统第一节 华中数控系统的基本结构典型数控系统之三华中数控系统1.最大控制轴数：4轴(华中I型系列最大15轴)2.最大联动轴数：4轴(华中I型系列最大9轴)3.主轴数：14.最大编程尺寸：99999999mm5.最小分辨率：00110um(可设置)6.直线、圆弧、螺纹插补7.小线段连续高速插补8.用户宏程序、简单循环、复合循环9.直径半径编程10.自动加减速控制(S曲线)二、主要技术规格二、主要技术规格第一节 华中数控系统的基本结构典型数控系统之三华中数控系统11.MDI功能12.M、S、T功能13.故障诊断与报警14.汉字操作界面15.全屏幕程序在线编辑与校验功能16.参考点返回17.工件坐标系G54G5918.加工轨迹彩色图形仿真，加工过程实时图形显示19.加工断点保护恢复功能20.双向螺距补偿21.反向间隙补偿二、主要技术规格二、主要技术规格第一节 华中数控系统的基本结构典型数控系统之三华中数控系统22.刀具偏置与磨损