任务03数控系统硬件连接

1、任务 03数控系统硬件连接实训设备：FANUC-0i数控机床综合实训系统、机电实训系统、数控机床考核系统、常用钳工工具、电工工具 1 套、数字 ( 指针 ) 万用表 1 只。一、数控系统的特点数控系统通常指数控装置、进给伺服系统、主轴伺服系统、电源等的总和。数控装置是机床数控系统的核心。 数控装置经历了早期的完全由专用硬件逻辑电路组成的数控（NC）装置到目前广泛应用的由计算机硬件和软件组成的计算机数字控制（CNC）装置的发展。CNC装置是数控系统的核心。 CNC装置是由软件 ( 存储的程序 ) 来实现数字控制的。数控系统的特殊性主要由它的核心装置 CNC装置来体现的。 而 CNC装置结构包括了

2、软件结构与硬件结构，丰富的软件同时包括了对 CNC装置本身的自检、诊断。在数控系统的数字电路中传递的数字信号：无论是工作指令信号、 反馈信号，还是控制指令信号，大多是数字信号，也就是电脉冲信号。在大规模数字电路的CNC装置中，信号输入与信号输出接口多是电脉冲信号。这种信号极易受电网或电磁场感应脉冲的干扰。综上所述， CNC装置的重要特点：软件数控、具有软件结构与硬件结构、工作与传递的信号为电脉冲、具有自诊断功能。二、数控系统硬件连接1、系统接口的功能CNC控制器的背面接口和主板接口如图3-1(a) 、 (b) 所示，其接口功能如表3-1 所示。（ a） CNC控制器背面接口（b）CNC控制器主

3、板接口图 3-1 CNC 控制器接口位置图接口名称表3-1 CNC控制器接口功能功能COP1OA系统轴卡与伺服放大器之间进行数据通信的接口JA2MDI面板接口JD36ARS-232C串行口1JD36BRS-232C串行口2JA40主轴模拟输出口/ 高速DI点的输入口I/0Link 接口，系统通过此接口与机床强电柜的I/0设备进行JD51A通（包括机床操作面板），交换I/0号串行主轴和主轴位置编码器的连接口，如果使用的是FANUC的JA41主轴放大器，此接口与主轴放大器上的接口JA7B连接，若使用模拟主轴此接口与主轴位置编码器连接系统的直流24 V电源的输入接口，如果机床开机系统黑屏，CP1首先

4、要查看此处是否有直流24 V电源输入，如果直流24 V电源输入正常，检查系统熔器。注意此处要用24 V稳压电源JGA扩展板接口CA79A视频信号接口CA88APCMCIA卡接口CA122软键接口CA121LCD逆变器接口CD38A以太网接口2、系统部件订货规格与电路板规格基本知识系统序列号是系统唯一的ID 号。如果是北京发那科机电有限公司销售的系统，系统序列号以字母“ B”开头，否则以字母“ E”开头。序列号可以通过系统主板外贴的标签查看，如图3-2(a) 所示，从图中可看出系统序列号为B09800675。还可以从数控系统中获得数据表。按机床 MDI 面板上的【 system】功能键，再按扩展

5、键，直到出现【维护信息】菜单，单击进入“维护信息“页面，如图3-2(b) 所示，“ SERIAL”一栏显示系统序列号为B09800675。（a）标签位置（ b）“维护信息”页面图 3-2 系统序列号的查看若从“维护信息” 页面中查到的系统序列号如果与从系统主板外贴的标签上查到的系统序列号不一致，一般以从系统主板外贴的标签上查到的为准。CNC单元内各个组成模块都有独立的生产批号，可供订货或更换备卡时参考。Oi 系列 PCB板规格和 ID 如表 3-2 所示。表 3-2 Oi系列 PCB板规格和 ID品名规格ID主板 AOA20B-8200-054000428主板 A1A20B-8200-0541

6、00429主板 A2A20B-8200-05420042A主板 A3A20B-8200-05430042B主板 A5A20B-8200-05450042C轴卡 A1A20B-3300-063500146轴卡 A2A20B-3300-06380014B轴卡 B2A20B-3300-06320014D轴卡 B3A20B-3300-06310014EFLASH ROM/SRAM模FLASH块 A1(FLASH ROM 64A20B-3900-0242ROM:E3SRAM:03MB,SRAM 1MB)FLASH ROM/SRAM模FLASH ROM:E4块 B1(FLASH ROM 128A20B-3

7、900-0240SRAM:03MB,SRAM 1MB)FLASH ROM/SRAM模FLASH ROM:E4块 B2(FLASH ROM 128A20B-3900-0241SRAM:04MB,SRAM 2MB)快速以太网A20B-8101-003000701电源（无插槽）A20B-8200-056001电源（ 2 插槽）A20B-8200-057010变频器（ 8.4in 彩色A20B-8002-0703-LCD用）变频器（ 10.4in 彩A20B-8002-0702-色 LCD用）触摸板控制印制电A20B-8002-0312-路板4、各部件的作用数控系统是数控机床的大脑和中枢，数控系统本体

8、的硬件组成如下：(1) 、CPU：中央处理器，负责整个系统的运算、中断控制等。(2) 、存储器 FLASH ROM、SRAM DRAM：Flash ROM(Flash Read Only Memory ，快速可改写只读存储器 ) 存放着 FANUC公司的系统软件，包括：、插补控制软件；、数字伺服软件；、 PMC控制软件；、 PMC应用程序（梯形图）；、网络通信软件（以太网及RS-232C、DNC等）；、图形显示软件等。SRAM(Static Random Access Memory 静态随机存储器 ) 存放着机床厂及用户数据：、系统参数（包括数字伺服参数）；、加工程序；、用户宏程序；、 PMC

9、参数；、刀具补偿及工件坐标补偿数据；、螺距误差补偿数据。DRAM(DynamicRandomAccess Memory,动态随机存储器）作为工作存储器，在控制系统中起缓存作用。(3) 、数字伺服轴控制卡目前数控技术广泛采用全数字伺服交流同步电机控制。 全数字伺服的运算以及脉宽调制功能均以软件的形式打包装入 CNC系统内（写入 FLASHROM中），支撑伺服软件运算的硬件环境由 DSP（Digital Signal Process ，数字信号处理器）以及周边电路组成，这就是所谓的“轴控制卡”，简称“轴卡”。(4) 、主板包含 CPU外围电路、 I/O Link （串行输入 / 输出转换电路）、数

10、字主轴电路、模拟主轴电路、 RS-232C数据输入 / 输出电路、 MDI（手动数据输入）接口电路、高速输入信号等。4、综合接线图三、CNC系统抗干扰措施数控系统一般在电磁环境恶劣的工业现场使用。在数控机床的电气设计过程中 , 数控系统对干扰的抑制 , 如果处理不好 , 经常会发生数控系统和电动机反馈的异常报警 , 在机床电气完成装配后 , 处理这类问题就非常困难。 为了避免数控系统此类故障的发生 , 在机床设计时应该全方位考虑。1、CNC系统干扰产生的主要原因数控系统的安装与连接不仅要考虑外部干扰的影响， 同时也必须考虑内部控制装置之间控制装置对外部设备的干扰。、电源进线端的浪涌电流。、感性

11、负载（交流接触器、继电器等）接通关断时反向电动势引起的脉冲干扰。、辐射噪音的干扰，如图3-3 所示。图 3-3 辐射噪音的干扰、感应噪音的干扰，如图 3-4 所示。图 3-4感应噪音的干扰、传导噪音的干扰连接同一电源和公共地线的设备之间， 因某一大功率的器件所产生的噪音， 可对其他设备产生传导噪音的干扰。图3-5电磁干扰2、抗干扰的措施为了预防干扰，数控系统可采用如下措施（1）、接地处理、信号地（ SG）：供给控制信号的基准电平（0V)、机壳地（ FG）：抵抗干扰而提供的将内部和外部噪音隔离的屏蔽层，各单元机壳、外罩、安装板和电缆的屏蔽均应接在一起。、系统地（ PE）：保护地。各装置的机壳地和

12、大地相连，保护人员免予触电危险的同时还可使干扰噪音流入大地。信号地和机壳地在系统内部已经相连，将机壳地接入接地端。如图3-6 所示。图 3-6机壳地接入接地端示意图伺服放大器接地， 电源单元的信号接地与机壳接地之间的走线与接地点应尽量分开，避免相互干扰。如图3-7 所示。图 3-7 伺服放大器接地示意图电源输入端加装浪涌吸收器和噪音滤波器、隔离变压器等，如图3-8所示。图 3-8 电源输入端加装浪涌吸收器和噪音滤波器、隔离变压器示意图（2）、加噪音滤波器消除电缆的辐射噪音 杂散电容引起的传导噪音（3）、交流感性负载（接触器线圈）加装灭弧器（4）、直流感性负载（继电器线圈）加装二极管（5）、信号线和动力线走线分离处理方法如表3-3 所示。表 3-3 信号线和动力线走线分离处理方法组信号内容处理方法交流电源线请于 B、C组独立捆束，或与其A电机动力线他采用电磁屏蔽方法。交流电磁阀线B直流电磁阀或继电器（ +24V）请与 A 组独立捆束，或采用电I/O 装置与强电盘连线磁屏蔽的方法。其他的直流控制电源线（尽可能的与 C 组分离+24V)系统与外设的通讯线电机编码器反