典型數(shù)控系統(tǒng)之FANUC系統(tǒng)

  一 FANUC系統(tǒng)簡介

       FANUC系統(tǒng)是日本富士通公司的產(chǎn)品，通常其中文譯名為發(fā)那科。FANUC系統(tǒng)進(jìn)入中國市場有非常悠久的歷史，有多種型號(hào)的產(chǎn)品在使用，使用較為廣泛的產(chǎn)品有FANUC 0、FANUC16、FANUC18、FANUC21等。在這些型號(hào)中，使用最為廣泛的是FANUC0系列。

       系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝、各個(gè)控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。FANUC系統(tǒng)設(shè)計(jì)了比較健全的自我保護(hù)電路。

PMC信號(hào)和PMC功能指令極為豐富，便于工具機(jī)廠商編制PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。系統(tǒng)提供串行RS232C接口，以太網(wǎng)接口，能夠完成PC和機(jī)床之間的數(shù)據(jù)傳輸。

       FANUC系統(tǒng)性能穩(wěn)定，操作界面友好，系統(tǒng)各系列總體結(jié)構(gòu)非常的類似，具有基本統(tǒng)一的操作界面。FANUC系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對(duì)于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應(yīng)性很強(qiáng)。

       鑒于前述的特點(diǎn)，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)擁有廣泛的客戶。使用該系統(tǒng)的操作員隊(duì)伍十分龐大，因此有必要了解該系統(tǒng)的一些軟、硬件上的特點(diǎn)。

我們可以通過常見的FANUC 0系列了解整個(gè)FANUC系統(tǒng)的特點(diǎn)。

1. 剛性攻絲

主軸控制回路為位置閉環(huán)控制，主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)與攻絲軸（Z軸）進(jìn)給完全同步，從而實(shí)現(xiàn)高速高精度攻絲。

2. 復(fù)合加工循環(huán)

復(fù)合加工循環(huán)可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動(dòng)生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。

3. 圓柱插補(bǔ)

適用于切削圓柱上的槽,能夠按照?qǐng)A柱表面的展開圖進(jìn)行編程。

4. 直接尺寸編程

可直接指定諸如直線的傾角、倒角值、轉(zhuǎn)角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程。

5. 記憶型螺距誤差補(bǔ)償 可對(duì)絲杠螺距誤差等機(jī)械系統(tǒng)中的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償數(shù)據(jù)以參數(shù)的形式存儲(chǔ)在CNC的存儲(chǔ)器中。

6. CNC內(nèi)裝PMC編程功能

PMC對(duì)機(jī)床和外部設(shè)備進(jìn)行程序控制

7. 隨機(jī)存儲(chǔ)模塊

MTB(機(jī)床廠)可在CNC上直接改變PMC程序和宏執(zhí)行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無需專用的RAM寫入器或PMC的調(diào)試RAM。

8. 顯示裝置

二 FANUC 0系列硬件框架

（請(qǐng)參閱：FANUC 0I-A連接說明書(硬件)）

1. 系統(tǒng)構(gòu)成

圖3-5系統(tǒng)硬件概要

圖3－5從總體上描述了系統(tǒng)板上應(yīng)該連接的硬件和應(yīng)具有的功能。

圖3－6FANUC 0i系列控制單元構(gòu)成及連接

圖3－6所表示的是FANUC0i控制單元及其所要連接的部件示意圖，每一個(gè)文字方框中表示的部件，都按照?qǐng)D中所列的位置（插座、插槽）與系統(tǒng)相連接。具體的連接方式、方法請(qǐng)參照FANUC連接說明書（硬件）的各章節(jié)。

2. 系統(tǒng)連線

系統(tǒng)綜合連接圖(1)

系統(tǒng)綜合連接圖(2)

系統(tǒng)的綜合連接詳圖中標(biāo)示了系統(tǒng)板上的插槽名以及每一個(gè)插槽所連接的部件。

3. 系統(tǒng)構(gòu)成

主軸電動(dòng)機(jī)的控制有兩種接口；模擬和數(shù)字(串行傳送)輸出。模擬接口需用其他公司的變頻器及電動(dòng)機(jī)。

（1） 模擬主軸接口

模擬主軸的接口定義如圖所示：

模擬主軸的連接如圖所示：

（2） 串行主軸接口

串行主軸的接口定義如圖所示：

串行主軸的連接如圖所示：

4. 數(shù)字伺服

伺服的連接分A型和B型，由伺服放大器上的一個(gè)短接棒控制。A型連接是將位置反饋線接到cNc系統(tǒng),B型連接是將其接到伺服放大器。0i和近期開發(fā)的系統(tǒng)用B型。o系統(tǒng)大多數(shù)用A型。兩種接法不能任意使用，與伺服軟件有關(guān)。連接時(shí)最后的放大器JxlB需插上FANUC (提供的短接插頭，如果遺忘會(huì)出現(xiàn)#401報(bào)警.另外，薦選用一個(gè)伺服放大器控制兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，應(yīng)將大電動(dòng)機(jī)電摳接在M端子上，小電動(dòng)機(jī)接在L端子上．否則電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)聽到不正常的嗡聲。

三 FANUC系統(tǒng)參數(shù) 

（請(qǐng)參閱：FANUC 0I-A參數(shù)說明書  FANUC 0I-B參數(shù)）

參數(shù)在NC系統(tǒng)中用設(shè)定NC數(shù)控機(jī)床及輔助設(shè)備的規(guī)格和內(nèi)容，及加工操作所必需的一些數(shù)據(jù)。機(jī)床廠家在制造機(jī)床、最終用戶在使用過程中，通過參數(shù)的設(shè)定，來實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)、加工條件、機(jī)床坐標(biāo)、操作功能、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴脑O(shè)定和調(diào)用。

   機(jī)床廠商、用戶在配備、使用FANUC系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)具體的使用狀況，有大量的參數(shù)需要調(diào)整和設(shè)置。在使用和調(diào)整這些參數(shù)是有必要搞清楚這些參數(shù)的用途和設(shè)置方法。在下文中介紹一些有關(guān)FANUC系統(tǒng)參數(shù)的常識(shí)和一些常用參數(shù)。

    表3－2FANUC系統(tǒng)參數(shù)類型列表

（一）、FANUC系統(tǒng)參數(shù)分類

按照數(shù)據(jù)形式參數(shù)可以分為下表所表示的類別：

1、對(duì)于位型和位軸型參數(shù)，每個(gè)數(shù)據(jù)號(hào)由8位組成，每一位有不同的意義。

2、軸型參數(shù)允許參數(shù)分別設(shè)定給每個(gè)控制軸。

3、每個(gè)數(shù)據(jù)類型有一個(gè)通用的有效范圍，參數(shù)不同其數(shù)據(jù)范圍也不同。

為了進(jìn)一步說明這兩類數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)設(shè)定方面的區(qū)別，特舉如下兩個(gè)例子：

1、位型和位軸型參數(shù)舉例

通過該例可以知道位型和位軸型的數(shù)據(jù)格式，它們都是每一個(gè)數(shù)據(jù)號(hào)由0~7位數(shù)據(jù)組成。在描述這一類數(shù)據(jù)時(shí)可以用這樣的格式來說明：數(shù)據(jù)號(hào).位號(hào)。比如上例中的ISO參數(shù)就可以用這樣的符號(hào)來表示：1000.1。1000.1=0時(shí)表示數(shù)據(jù)采用EIA碼輸出，1000.1=1時(shí)表示數(shù)據(jù)輸出采用ISO碼。位型和位軸型數(shù)據(jù)就是用這樣的方式來設(shè)定不同的系統(tǒng)功能。

2、位型和位軸型以外的數(shù)據(jù)

 FANUC系統(tǒng)將常用的參數(shù)例如：通訊、鏡像、I/O口的選擇等常見參數(shù)放置在SETTING功能鍵下，以便于用戶使用。其他大量的參數(shù)歸類于SYSTEM功能鍵下的參數(shù)菜單。這一點(diǎn)和西門子將參數(shù)分為機(jī)床參數(shù)和設(shè)定參數(shù)有點(diǎn)類似。

下面介紹一些常用的系統(tǒng)參數(shù)：

1、與各軸的控制和設(shè)定單位相關(guān)的參數(shù)：參數(shù)號(hào)1001~1023；

這一類參數(shù)主要用于設(shè)定各軸的移動(dòng)單位、各軸的控制方式、伺服軸的設(shè)定、各軸的運(yùn)動(dòng)方式等等。

2、與機(jī)床坐標(biāo)系的設(shè)定、參考點(diǎn)、原點(diǎn)等相關(guān)的參數(shù)：參數(shù)號(hào)1201~1280；

這一類參數(shù)主要用于設(shè)定機(jī)床的坐標(biāo)系的設(shè)定，原點(diǎn)的偏移、工件坐標(biāo)系的擴(kuò)展等等。

3、與存儲(chǔ)行程檢查相關(guān)的參數(shù)：參數(shù)號(hào)：1300~1327；

這一類參數(shù)的設(shè)定主要是用于各軸保護(hù)區(qū)域的設(shè)定等等。

4、與設(shè)定機(jī)床各軸進(jìn)給、快速移動(dòng)速度、手動(dòng)速度等相關(guān)的參數(shù)：參數(shù)號(hào)：1401~1465；

這一類參數(shù)涉及機(jī)床各軸在各種移動(dòng)方式、模式下的移動(dòng)速度的設(shè)定，包括快移極限速度、進(jìn)給極限速度、手動(dòng)移動(dòng)速度的設(shè)定等等。

5、與加減速控制相關(guān)的參數(shù)：參數(shù)好：1601~1785；

這一類參數(shù)用于設(shè)定各種插補(bǔ)方式下的啟動(dòng)停止時(shí)的加減速的方式，以及在程序路徑發(fā)生變化時(shí)（如出現(xiàn)轉(zhuǎn)角、過渡等）進(jìn)給速度的變化。

6、與程序編制相關(guān)的參數(shù)：參數(shù)號(hào)：3401~3460;

用于設(shè)置編程時(shí)的數(shù)據(jù)格式，設(shè)置使用的G指令格式、設(shè)置系統(tǒng)缺省的有效指令模態(tài)等等和程序編制有關(guān)的狀態(tài)。

7、與螺距誤差補(bǔ)償相關(guān)的參數(shù)：參數(shù)號(hào)：3620~3627；

我們知道，數(shù)控機(jī)床具有對(duì)螺距誤差進(jìn)行電氣補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｔ谑褂眠@樣的功能時(shí)，系統(tǒng)要求對(duì)補(bǔ)償?shù)姆绞�、補(bǔ)償?shù)狞c(diǎn)數(shù)、補(bǔ)償?shù)钠鹗嘉恢�、補(bǔ)償?shù)拈g隔等等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。