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第8章输入/输出信号异常的故障诊断与维修8.1数控系统输入、输出接口概述8.2FANUC系统介绍8.3FANUC0iMateMC数控系统的面板操作8.4FANUC系统PMC介绍8.5VMC650数控铣床的输入、输出电路分析8.1数控系统输入、输出接口概述数控系统的输入、输出接口中一般包含I/O接口、显示器接口、MDI接口、机床操作面板接口、开关量输入/输出接口、通信接口等,通过这些接口,数控系统能执行输入、输出的指令,进行控制机床的各种动作。以I/O接口为例,I/O接口实质上是外部设备与CPU的连接电路,外设与CPU不能直接通信,需经过I/O接口电路的处理才能进行。下一页返回8.1数控系统输入、输出接口概述I/O接口电路主要完成电平匹配、干扰的抑制、消除信号的畸变、弱信号的驱动、串并转换、将数控装置和机床之间的信号在电气上加以隔离、数/模(D/A)转换等。在维修时,我们一般要了解接口信号的种类、含义、电平形式等,这些信息在数控的维修说明书中有详细的解释,一般来说接口电路的处理电路本身相对比较复杂,需要长期积累相关知识,不断学习,才能掌握和维修。上一页返回8.2FANUC系统介绍8.2.1FANUC公司数控系统产品特点(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。每一种CNC装置上可配多种控制软件,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。下一页返回8.2FANUC系统介绍(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,还有插补前加减速。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。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(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FANUCPPR,FANUCFACard,FANUCFLOPYCASSETE,FANUCPROGRAMFILEMate等。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(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FANUC0系列系统。图8-1是FANUC系统的基本配置。上一页下一页返回图8-1FANUC系统的基本配置返回8.2FANUC系统介绍8.2.2几种典型FANUC数控系统的组成及特点20世纪80年代,日本FANUC公司推出了FANUC0C/0D数控系统,如图8-2所示,FANUC0C/0D系列是目前在中国市场上销售量最大的一种系统,它是一种采用高速32位微处理器的高性能CNC系统。1FANUC0C/0D系统的主要特点1)高可靠性、全功能的FANUC0C/0D系列上一页下一页返回图8-2FANUC-OC/OD系统返回8.2FANUC系统介绍(1)丰富的控制功能:具有刀具寿命管理、极坐标插补、多边形加工等特有的控制功能,并且提供了专用的定制型号用户宏程序,从而能够容易地实现一些特殊的机械加工。(2)高可靠性的硬件:该产品采用了高品质的元器件,并且大量采用了专用VLSI(VeryLargeScaleIntergration)芯片,在一定程度上提高了数控系统的可靠性和系统的集成度。该产品还使用了表面安装技术,进一步提高了数控系统的集成度,尽管采用大板结构,但与老系列FANUC0C/0D相比,数控系统的体积大幅度减小。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(3)高精度加工:采用多种补偿功能,可实现高精度加工。例如,丝杠的螺距误差等传动链中的机械误差,可通过存储型螺距误差补偿予以补正。刀具路径补偿,在切削内拐角时,具有进给速度自动减速的功能(自动拐角倍率),从而防止刀具在拐角处发生过载,同时获得良好的表面光洁度。另外,系统采用了伺服前馈控制等高加工精度的功能。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(4)高效率和高速度加工:由于采用了高速微处理器(1988年以后的产品主CPU为Intel80486/DX2)及多CPU方式进行分散处理,实现了高速连续切削。通过PMC来实现坐标轴(PMC轴)的控制,进一步缩短了辅助功能的执行时间,特别适合自动换刀(ATC)的控制和回转工作台(APC)的分度控制。系统不仅控制主轴速度,还进行主轴位置控制,像控制进给伺服电动机那样控制主轴电动机,从而实现刚性攻丝和主轴定位控制功能。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(5)高精度数字伺服系统:由于采用高分辨率位置检测器和高速微处理及软件伺服控制功能(全数字控制),实现了高速、高精度的伺服控制。该系统提供最多控制轴数为6轴,联动轴数为4轴,一个模拟量主轴或两个串行数字主轴(仅限于使用FANUC的主轴驱动装置)。主要产品有:OTC用于数控车床、钻床、加工中心;OGCC用于内孔磨床,OGSC用于平面磨床;OPC用于回转头冲床;OTTC用于双刀架4轴车床。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍2)高可靠性、普及型号的FANUC-0D系列为了适应国内市场的需要,FANUC公司在RANUC0C系列基础上研制开发出了适合中国国情的数控系统FANUC-0D系列。由于取消了一些特殊加工功能软件如极坐标插补、圆柱插补和多边形的特殊功能,伺服进给控制最多轴数为4轴,联动最大轴数为4轴,这样成本大大降低,所以国内数控厂家普遍采用该系统(目前,销售量超过了320000台)。其他功能与FANUC0C系统基本相同。新型FANUC-0CⅡ为高可靠性、多功能数控系统,其功能与FANUC-0C基本相同,只是控制轴数最多为4轴。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍3)FANUC-0C/0D系统数控单元的结构FANUC-0C/0D系统的CNC单元为大板结构。系统单元分为A、B两种型号,该单元的选择是根据机床的需要而定。一般A规格主要用于4轴以内的系统,而使用5轴以上的系统时就要选用B规格的单元。0D系统采用A规格系统单元。基本配置有主板、存储器板、I/O板、伺服轴控制板和电源。各板插在主板上,与CPU的总线相连,如图8-3所示。上一页下一页返回图8-3FANUC-OC/OD系统结构图返回8.2FANUC系统介绍主板(PCB):主CPU在该板上。主CPU用于系统主控,原来用80386,从1988年起改用80486/DX2。此外,显示的CRT控制也在该板上。系统单元主板的左侧LED指示灯显示说明:L1(绿色)系统在自动运行时亮,不指示报警;L2(红色)任何CNC故障报警时都亮;L3(红色)存储板接触不良时亮;L4(红色)轴板故障(接触不良,脱落,软件版本不符)或主板监控电路故障时亮;L5(红色)CPU板(SUB)或第5、6轴板故障时亮;L6(红色)第7、8轴板故障时亮。注意0D系统的L5、L6没有此功能。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍电源单元(POWER):主要提供+5V、±15V、+24V的直流电源。图形显示板(GR):为系统可选件,提供图形显示功能(刀具加工的轨迹或伺服波形),用于第2、3手摇脉冲发生器的接口。PMC扩展板(PMCM):采用增强型可编程(PMCM),提供输入/输出板的接口(B2接口)。基本轴控制板(AEX):提供各轴(各X、Y、Z及第4轴)的进给指令,接收各轴电动机、编码器(或光栅尺)的位置信号。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍输入/输出接口板(I/O板):视CNC单元与机床的复杂程度选择。最大配置为104个输入点,72个输出点。存储板(MEM):①系统的控制软件ROM(共5片),不同类型的机床控制软件不同;②伺服控制软件ROM1片;③PMC的ROM芯片2片,用于存储机床的控制逻辑程序;④RAM芯片,用于寄存CPU的中间运算数据,根据需要安装;⑤CMOSRAM,用于存储系统和机床参数、零件加工程序。根据用户要求配置,最大可为128KB。CMOSRAM与45V电池相连,关机时保存信息。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍宏程序ROM卡(RAS1):是系统的可选部件。当系统使用宏程序执行器时,用户的宏程序固化在宏程序卡的ROM中。远程缓冲卡(JA1/JA2):是系统的可选部件。当使用远程缓冲DNC1/DNC2控制功能时,要指定该电路板。该项电路板主要在系统与外设进行数据通信和DNC控制时使用。存储卡/梯形图编辑卡(CEO):是系统的可选部件。当使用系统存储卡/编辑卡时,把系统参数、加工程序、各种补偿值存储卡中,或通过编辑卡修改机床的PMC顺序程序。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍4)FANUC0C/0D系统的功能连接下面以FANUC0D的系统为例,介绍一下FANUC0C/0D系统功能板的接口及功能连接。(1)电源单元(POWER)。电源单元是FANUC0系统的基本组成部分。该单元按照输出功率的不同有A、AI、B2和C四种型号,其中AI型电源单元包括了输入单元(电源ON/OFF控制回路),另外三种型号需要外加输入单元。AI型电源单元是最常用的型号。具体连接如图8-4(a)、(b)、(c)所示。上一页下一页返回图8-4电源单元连接图返回8.2FANUC系统介绍CP1:单相交流电源输入端,AC电压200~240V,50/60Hz。一般来自三相伺服变压器的输出端。CP2:交流电源输出端(同ON/OFF控制开关同步的交流电源输出),AC电压200~240V,50/60Hz。一般可用于风扇(如机床电箱)或14in①彩色CRT的电源,也可以用于伺服单元的接触器输入控制。CP3:电源单元开/关的触点输入信号(ON/OFF),可用于NC准备开关、NC停止开关;外部报警信号输入(AL);电源单元报警信号输出(FA、FB)。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍CP14:用于附加I/OB2印制电路板的+24V电源。CP15:用于单色CRT/MDI单元的+24V电源。CP16:辅助控制电源+24V、±15V测试端及+5V调试端。CP17:电源单元输出的+24V、+5V、±15V的测试端。CP12:与主板(PCB)的连接端子。F11、F12:电源单元交流输入熔断器(7.5A)。F13:24V输出熔断器(3.2A)。F14:24V输出熔断器(5A)。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍F1:辅助电源输出熔断器(0.3A)。VR11:辅助电源10V调节电位器。PIL(绿色):电源单元交流输入正常及控制电路工作时,此指示灯亮。ALM(红色):电源单元出现任何故障时,此指示灯亮。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(2)轴板(AXE)。系统轴板用来发出伺服放大器的驱动信号、伺服使能信号及接收伺服单元反馈各种信号。根据伺服单元连接情况不同,轴板可以分为A、B型,A型接口板是指伺服电动机的串行编码器信号反馈到CNC系统轴板上的接口板,如图8-5(a)所示;B型接口板是指伺服电动机的串行编码器信号反馈到伺服放大器上的接口板,如图8-5(b)所示。FANUC0D系统采用A型接口,FANUC0C系统伺服接口可以是A型伺服接口,也可以采用B型伺服接口。下面以A型伺服接口板为例,说明一下轴板的功能连接,如图8-6所示。上一页下一页返回图8-5轴板接口示意图(a)A型伺服接日板;(b)B型伺服接日板返回图8-6型伺服接口轴板的连接图返回8.2FANUC系统介绍M184、M187、M194、M197:采用A型接口时,分别为第一轴、第二轴、第三轴、第四轴进给信号接口。OTD只有M184(X轴)和M189(Z轴)接口。M185、M188、M195、M198:采用A型接口时,分别为第一轴、第二轴、第三轴、第四轴的电动机编码器反馈信号接口。OTD只有M185(X轴电动机)和M188(Z轴电动机)接口。M186、M189、M196、M199:分别为第一轴、第二轴、第三轴、第四轴的独立脉冲编码器反馈信号或光栅尺反馈信号接口。OTD只有M186(X轴)和M189(Z轴)接口。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(3)系统的I/O板。根据实际数控机床的输入/输出点数的要求不同,FANUC0C/0D系统的I/O板有三种规格:C5板(M1和M2插口)40点输入和40点输出;C6板(M1、M2、M18和M19插口)80点输入和56点输出;C7板(M1、M2、M18、M19、和M20插口)104点输入和72点输出。标准配置为C6板。M1为输入接口(40点输入),M2为输出接口(40点输出),M18为输入接口(40点输入),M19为输出接口(16点输出),M20为输入/输出接口(24点输入和16点输出)。I/O板接口示意图如图8-7所示。上一页下一页返回图8-7I/O板接口示意图返回8.2FANUC系统介绍(4)系统存储板(MEM)。系统存储板除了安装各种存储器芯片外,还提供CRT的视频信号接口、计算机通信接口、纸带阅读机接口、第1手摇脉冲接口、主轴电动机控制信号接口、主轴位置编码反馈接口和标准机床操作面板信号接口等。接口示意图8-8。JD1A:I/OLink接口(FANUC0D系统没有),用于标准机床操作面板信号控制。M27:主轴位置信号控制接口,可用于主轴独立编码器反馈信号接口。M12:第1手摇脉冲发生器信号接口。上一页下一页返回图8-8存储板接口示意图返回8.2FANUC系统介绍M26:模拟量主轴控制信号(0~10V),可用于模拟量主轴(如通用变频器)速度信号控制。M3:MDI键盘输入信号,接收系统系统面板的控制。CCX5:用于CRT的视频信号,行、场同步信号控制(不安装图形显示板时)。M5:RS232C计算机信号接口(通道0、1)。M74:纸带阅读机信号接口。COP5:串行主轴电动机控制信口(为光缆信号)。CPA7存储器所用的电池(标准为4.5V)接口。存储器板的功能连接如图8-9所示。上一页下一页返回图8-9存储板的功能连接示意图返回8.2FANUC系统介绍2FANUC-16/18/21/0iA系统组成及特点20世纪90年代,FANUC公司逐步推出了高可靠性、高性能、模块化的FANUC-16/18/21/0iA系列的CNC系统。1)系统的主要特点(1)结构形式为模块结构,由系统模块和I/O模块组成。系统模块除了主CPU及外围电路之外,还集成了FROM/SRAM模块、存储器和主轴模块、伺服模块等,控制单元体积更小,便于安装、排布。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(2)可使用编辑卡编写或修改梯形图,携带和梯形图备份及加工程序等,特别是在用户现场扩充功能或实施技术改造时更加便利。(3)可使用存储卡或输入机床参数、PMC顺序程序及加工程序等,操作简单方便。使复制参数、机床调试程序的过程十分快捷,缩短了机床调试时间,明显提高了数控机床的生产效率。(4)与FANUC0系列相比,配备了更强大的诊断功能和操作消息显示功能,如报警履历、操作人员的操作履历及帮助功能等,便于发生故障时查找原因及资料信息。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(5)系统具有HRV(高速矢量响应)功能、更完善的自动补偿功能,这有利于提高零件的加工精度。(6)FANUC-16系统最多可控8轴,6轴联动;FANUC-18系统最多可控6轴,4轴联动;FANUC-21系统最多可控4轴,4轴联动。FANUC-0iA系统由FANUC21系统简化而来,是具有高可靠性、高性价比的数控系统,最多可控4轴,4轴联动,只有基本单元,无扩展单元。目前,国内数控机床生产厂家将逐步用它取代以前的0C/0D系统。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍2)ANUC-16/18/21/0iA系统的组成系统由基本单元模块、I/O模块、扩展单元模块(为系统可选部件,0iA系统无扩展单元模块)组成。系统电源有内装电源单元和外接DC24V稳压电源两种。在FANUC-18系统的结构,系统是由电源单元模块、主模块和I/O模块组成;在FANUC-0iA系统结构中,系统是由主模块和I/O模块组成。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍下面以FANUC-0iA为例介绍该CNC系列的组成。系统是由主模块和I/O模块组成。

主模块的功能是用于主轴控制(模拟量和数字串行主轴)的信号接口、各个伺服进给控制信号接口、伺服进给轴的位置反馈信号接口(光栅尺或分离型编码器)、存储卡和编辑卡接口等。

I/O模块的功能是为机床提供信号的输入/输出信号接口、LCD(或CRT)视频信号接口、系统MDI键盘信号接口、机床手摇脉冲发生器的信号接口及RS-232-C系统信号接口等。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(1)系统主模块。系统主模块包括系统主板和各功能小板(插接在主板上)。系统主板上安装有系统主CPU、系统管理软件存储器ROM、动态存储器DRAM、伺服1/2轴的控制卡等。功能小板有用来实现PMC控制的PMC模块、用来存储系统控制软件/PMC顺序程序及用户软件(系统参数、加工程序、各种补偿参数等)的FROM/SRAM模块、用于主轴控制(模拟量主轴或串行主轴控制)的扩展SRAM/主轴控制模块以及3/4伺服轴控制模块。如图8-10(a)图所示,①为PMC控制模块②为扩展SRAM/主轴控制模块③为FROM/SRAM模块④为3/4伺服轴控制模块。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(2)系统I/O模块。系统I/O模块内有系统用的电源单元板(为系统提供各种直流电源)、图形显示板(为可选配件)、用于机床输入/输出控制的DI/DO、系统显示(视频信号)接口、通信接口(JD5A、JD5B)、MDI控制接口及手摇脉冲发生器控制接口等,如图8-10(b)所示。(3)FANUC-0iA系统功能的连接。上一页下一页返回图8-10FANUC-0iMA系统内部结构示意图(a)系统主模块;(b)系统I/O模块返回8.2FANUC系统介绍(4)系统主模块的连接。JD1A:为系统I/OLink接口,它是一个串行接口,用于CNC与各种I/O单元的连接,如机床标准操作面板、I/O扩展单元及具有I/OLink接口的放大器连接,从而实现附加轴PMC控制。JA7A:系统串行主轴或主轴位置编码器的信号接口。当机床采用串行主轴时,JA7A与主轴放大器的JA7B连接;当机床采用模拟量主轴时,JA7A与主轴独立位置编码器连接。JA8A:模拟量主轴信号接口,系统发出的主轴速度信号(0~10V)作为变频器的频率给定信号。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍JS1A~JS4A:为第一至第四轴的伺服信号接口,分别与伺服放大器的第一至第四轴的JS1B~JS2B(两个伺服放大器)连接。JF21~JF24:为位置检测装置反馈信号接口,分别与第一至第四轴的位置检测装置(如光栅尺)连接。JF25:为绝对编码器的位置检测装置电池接口(标准为6V)。CP8:为系统RAM用的电池接口,标准为3V的锂电池。RSW1:为系统维修专用的开关(正常为“0”位置)。MEMORYCARD:为PMC编辑卡或数据备份用的存储卡接口。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(5)系统I/O模块的连接。CP1A:DC24V输入电源接口,与外部DC24V稳压电源连接,作为控制单元的输入电源。CP1B:DC24V输出电源接口,一般与系统显示装置输入电源接口连接。JA1:系统视频信号接口,与系统显示装置的JA1(显示装置为LCD)或CN1(显示装置为CRT)的连口连接。JA2:系统MDI键盘信号接口。JD5A:RS232C串行通信接口1,为系统串行通信的0通道、1通道的连接接口。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍JD5B:RS-232C串行通信接口2,为系统串行通信的2通道的连接接口。JA3:机床面板的手摇脉冲发生器接口。CB104~CB107:机床侧输入/输出信号接口。MINISLOT:高速串行总线通信板(为系统可选配件)的插槽与计算机相连,进行数据通信控制。FANUC0iC系统的连接图如图8-11所示。上一页下一页返回图8-11FANUC-Oi系统连接图(a)系统主模块连接图;(b)系统1/0模块的连接图返回8.2FANUC系统介绍3FANUC-16i/18i/21i/0iB/0iC系统的组成及特点FANUC16i/18i/21i系统结构形式有两种,一种为分离型CNC系统(CNC系统和显示装置是分体的),另一种为超薄CNC系统(CNC系统与显示装置一体化)。FANUC-0iB为分离型系统,FANUC0iC为超薄CNC系统。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍1)FANUC-16i/18i/21i系统的特点(1)以纳米为单位计算发送到数字伺服控制器的位置指令,在与高速、高精度的伺服控制部分配合下实现高精度加工。通过使用高速RISC处理器,可以在进行纳米插补的同时,以适合于机床性能的最佳进给速度进给加工。(2)超高速串行通信。利用光导纤维将CNC控制单元和多个伺服放大器连接起来的高速串行总线,可以实现高速度的数据通信并减少了连接电缆及降低了故障率。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(3)丰富的网络功能。系统具有内嵌以太网控制板(21i为选购件)。(4)进给伺服系统采用高响应向量HRV(HighResponseVector)控制的高增益伺服系统,可以实现高速加工。为避免机械谐振,系统增加了HRV滤波器,实现稳定的高增益伺服系统,为实现高速、稳定的进给,系统采用高性能αi系列交流伺服电动机、高精度的电流检测和高分辨率的脉冲编码器(标准件1000000p/rev,选购件为160000000p/rev)以及高性能伺服控制。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(5)主轴控制采用高速DSP(DigitalSignalProcessing),改善控制软件算法(主轴HRV控制),提高了电路的响应性和稳定性。通过控制回路运算周期的缩短和高分辨率检测回路的有机结合及高性能αi系列交流主轴电动机,实现高响应和高精度的主轴控制。(6)使用专用PMC处理器高速处理大规模的顺序控制。用以太网或RS-232C通信接口与计算机相连,在Windows系统下启动编程开发工具FATLADDER(7)只要通过在线远程操作即可进行梯形图监控和编辑。通过多窗口画面,可以进行高效率的顺序程序开发。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(7)能够实现远程诊断。系统可以通过因特网将维护信息发送到服务中心,进行信息传递及数据处理,实现远程故障诊断、处理及信息的反馈。目前,我国引用的中高档数控机床的FANUC系统一般为FANUC-16i/18i/21i,今后国内数控机床厂家中档数控机床的FANUC系统将以FANUC-0iB/0iC系列为主。下面以FANUC0iB为例介绍系统的组成及功能连接。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍2)FANUC-0iB系统组成及功能连接系统单元是由主模块和I/O两个模块构成,如图8-12(a)所示。(1)系统主模块。主模块由主板(又称母板)CPU卡(CPU模块)、显示卡、伺服轴控制卡、FROM/SRAM存储卡(在伺服控制卡下面)、模拟量主轴控制卡(在显示卡下面)电源单元等组成。如图8-12(b)所示。上一页下一页返回图8-12FAUNC-OiB系统单元返回8.2FANUC系统介绍CPU卡通过BUS总线与各功能块通信,实现CNC的控制显示卡用于显示系统文字、图形;伺服控制卡通过高速串行总线(FSSB)实现伺服单元的控制;FROM/SRAM模块中,FROM用来存储CNC、数字伺服、PMC、其他CNC功能用的系统软件和用户软件(如系统梯形图、宏程序等),SRAM用来存储系统参数、加工程序、各种补偿值等;模拟量主轴控制卡用于实现模拟量主轴控制(串行主轴控制模块安装在系统母板上);电源单元为系统提供各种直流电源,电源单元的输入电源为直流24V。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(2)系统I/O模块。I/O模块包括内置I/O模块接口、手摇脉冲发生器控制及I/OLink控制。3)FANUC0iB系统的连接(1)系统存储电池(BATTRERY、BAT1):标准为3V锂电池,作为系统参数、加工程序、各种补偿值的存储备份用。(2)系统状态指示发光二极管(4个绿色、3个红色):系统上电初始化的动态显示及故障信息状态显示。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(3)系统存储卡(CNM1B)接口:通过存储卡对系统参数、加工程序、各种补偿值、系统PMC参数及梯形图进行备份及恢复。(4)系统串行通信接口(JD5A、JD5B):为RS232C异步串行通信接口,JD5A为通道0、1,JD5B为通道2。(5)JA40:主轴驱动装置为模拟量控制装置的信号接口(0~10V输出)。(6)JA7A:主轴驱动装置为串行数字控制装置的信号接口或为模拟量控制主轴时的主轴位置编码器接口。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(7)JA1:CRT显示单元的视频信号接口。(8)JA2:MDI键盘信号接口。(9)系统状态显示LED:系统上电初始化过程及运行状态显示窗口(特别是无系统显示装置时)。(10)高速串行总线接口(COP20A):系统显示装置为LCD时,作为系统显示信号和MDI键盘信号的串行传输接口(为光缆信号接口)。(11)CA69A:伺服检测板接口。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(12)DC24V输入/输出接口(CP1/CP2):CP1为系统外部DC24V输入接口,一般接外部24V稳压电源;CP2为DC24V输出接口,一般用来作为CRT的24V电源和I/O模块单元的24V电源。(13)FUSE:系统DC24V输入电路的熔断器。(14)COP10A:高速伺服串行总线(FSSB)接口,为光缆接口。(15)MTSW、PSW:维修用的调整开关。(16)CB104、CB105、CB106、CB107:系统内置I/O模块的输入/输出信号接口。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(17)JA3:机床手摇脉冲发生器接口。(18)JD1A:系统I/OLink串行输入/输出信号接口,一般作为标准FANUC机床操作面板及系统I/O单元的输入/输出信号接口。(19)CD28T:以太网卡(为系统可选件)接口。图8-13为某数控铣床或加工中心的FANUC0iB系统连接图。上一页下一页返回图8-13FAUNC-OiB系统连接返回8.2FANUC系统介绍4)FANUC-0iMateB/0iMateC系统的组成及特点.FANUC-0iMate系统为可靠性强、价格性能比卓越的数控系统,目前是世界上最小的数控系统。FANUC0iMateB系统是在FANUC-0iB系统的基础上开发的,系统为分离型CNC系统;FANUC-0iMateC系统是在FANUC-0iC系统的基础上开发的,系统为超薄的CNC系统。图8-14为FANUC-0iMateB系统单元。上一页下一页返回图8-14FAUNCMateB系统返回8.2FANUC系统介绍1)FANUC-0iMate系统的主要特点(1)基于基本规格,在配置上重视价格性能比。如取消了FANUC-0iB/0iC的扩展功能槽板(计算机的高速串行通信、以太网功能)、系统内置的I/O模块,使整个系统的体积大大缩小。(2)进给伺服单元采用可靠性强、价格性能比卓越的βi伺服放大器和βis伺服电动机。该系列用于机床进给轴和主轴,其性能和功能能满足实际需要,与αi系列一样具有ID信息和电动机温度信息等智能化功能,有助于提高系统的维修性。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(3)主轴驱动单元可以采用模拟量主轴控制(变频器),也可以采用高性能价格比的βi伺服的串行数字控制,FANUC-0iMateC系统一般采用电源模块、主轴模块、进给伺服模块为一体的βi伺服放大器。(4)系统采用高性能、高速度、高可靠性的PMCSA1/SB7系列,具有FANUC-0iB/0iC系统同样的功能。机床的输入/输出信号通过外置I/O卡及PMC与系统进行串行数据通信控制。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(5)显示装置一般采用经济型的7-2in黑白液晶LCD显示装置或9in的单色CRT显示装置。FANUC-0i系统产品主要有数控车床用的FANUCSeries0iMateTB/TC系列(两轴两联动)和数控铣床用的FANUCSeries0iMateMB/MC(三轴三联动)。2)FANUC-0iMateC系统的功能连接FANUC-0iMateC的系统结构与FANUC0iC系统基本相同,只是取消了扩展小槽功能板,如远程缓冲器串行通信板DNC1/DNC2、数据服务器板、以太网功能板等。具体结构如图8-15(a)、(b)、(c)所示。上一页下一页返回图8-15FAUNC-OiMateC系统结构(a)系统单元上层功能板;(b)系统单元层功能板;(c)系统单元及接口图返回8.2FANUC系统介绍CP1系统直流24V输入电源接口,一般与机床侧的DC24V稳压电源连接。FUSE:系统DC24V输入熔断器(5A)。JA7A:串行主轴/主轴位置编码信号接口。当主轴为串行主轴时,与主轴放大器的JA7B连接,实现主轴模块与CNC系统的信息传递;当主轴为模拟量主轴时,该接口又是主轴位置编码器的主轴位置反馈信号接口。JA40:模拟量主轴的速度信号接口,CNC系统输出的速度信号(0~10V)与变频器的模拟量频率设定端相连。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍JD44A:外接的I/O卡或I/O模块信号接口(I/OLink控制)。JD36A:RS-232C串行通信接口(0、1通道)。JD36B:RS-232C串行通信接口(2通道)。CA69:伺服检服板接口。CA55:系统MDI键盘信号接口。CN2:系统操作软键信号接口。CP10A:系统伺服调整串行通信FSSB接口(光缆),与伺服放大器的CP10B连接。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍Battery:系统备用电池(3V标准锂电池)。FanUnit:系统散热的风扇(两个)。图8-16为一台采用FANUIC0iMateC系统的数控铣床电气系统连接图。机床的伺服放大器采用可靠性强、价格性能比卓越的βi系列伺服驱动模块。该伺服驱动模块集电源模块、主轴模块、伺服为一体的伺服驱动单元,使机床的电气系统所占空间大大缩小。而且伺服电动机采用价格性能比卓越的βis进给伺服电动机及βi串行主轴电动机,在具有充足的性能和功能的前提下,充分体现了价格性能比卓越的特点。上一页下一页返回图8-16FAUNC-OiMateC系统连接图返回8.2FANUC系统介绍5开放式数控系统FANUC-160i/160is、180i/180is、210i/210is1)高性能的开放式CNC。FANUCSeries160i/180i/210i是一台独立的CNC,内部具有运行于Windows2000/XP的计算机板,经高速串行总线接口与CNC显示单元连接。特点:可以使用市面上出售的多种应用软件和硬件。适用:可以利用计算机的灵活多变性适用于所有控制领域,如利用数据库的刀具文件管理控制等。操作系统:Windows2000/XP。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍2)FANUC公司开放式数控系统的主要特征(1)实现了CNC功能和计算机功能的最佳融合。CNC和计算机之间通过高速窗口,高速传送大量数据,从而实现了CNC和计算机的最佳融合。这种开放式CNC采用了先进的信息技术,如利用具备图形用户界面的CNC机床的操作、利用网络功能的信息交换、利用数据库的刀具文件管理等,可以实现机床的智能化。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(2)CNC功能的个性化和画面显示、操作的个性化。①CNC功能的个性化:用使用方便的宏语言进行程序设计。可以制作用M码调用的宏程序和用G码调用的宏程序。譬如:可以制作机床制造商独自的固定循环控制程序,可以进行加工程序的编制控制和数据的输入/输出等。用浅显易懂的宏语言进行程序设计。与用户宏程序一样,由于可以在CNC上进行编辑操作,因此不需要计算机等开发设备。把完成的宏程序登录在专用的存储器内,不使用零件程序存储器。通过简单的按钮操作就可允许机床制造商编制刀具自动测量和刀具更换等宏程序。通过组合发那科公司提供的内嵌式铣削加工循环,可以实现槽加工功能。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍②画面显示、操作的个性化:用C语言进行程序设计。机床制造商可以编制个性化的画面。该画面可以放在CNC的标准画面中。支持多窗口显示。可以制作使用触摸面板的操作画面。利用画面制作辅助工具“FANUCPICTURE”,通过安排按钮等部件,即可方便地制作个性化的画面。(3)用户可以进行应用软件的二次开发。FANUC公司为用户提供了可以从C语言或BASIC语言调用的FOCASI驱动器和函数库,用户可以利用FOCASI的函数库制作独立的应用软件。上一页下一页返回8.2FANUC系统介绍(4)可以使用市面上出售的软件。在计算机上使用的应用软件照样可以应用在开放式的CNC系统上。因此,从FANUC数控系列产品的发展来看,数控机床的高可靠性、高性能、高速度及高精度是数控系统的基本要求,而数控机床的开放式、智能化、网络化是今后数控系统发展的主流。上一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作8.3.1基本面板操作1MDI软键分布如图8-17所示:(1)MDI键盘区上面4行为字母、数字和字符部分,操作时,用于字符的输入;其中“EOB”为分号“;”输入键;其他为功能或编辑键。(2)POS键:按下此键显示当前机床的坐标位置画面;(3)PROG键:按下此键显示程序画面;(4)OFS/SET键:按下此键显示刀偏/设定(SETTING)画面;下一页返回图8-17MDl软键分布返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(5)SHIFT键:上挡键,按一下此键,再按字符键,将输入对应右下角的字符;(6)CAN键:退格/取消键,可删除已输入到缓冲器的最后一个字符;(7)INPUT键:写入键,当按了地址键或数字键后,数据被输入到缓冲器,并在CRT屏幕上显示出来;为了把键入到输入缓冲器中的数据拷贝到寄存器,按此键将字符写入到指定的位置;(8)SYSTEM键:按此键显示系统画面(包括参数、诊断、PMC和系统等);上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(9)MSSAGE键:按此键显示报警信息画面;(10)CSTM/GR键:按此键显示用户宏画面(会话式宏画面)或显示图形画面;(11)ALTER键:替换键;(12)INSERT键:插入键;(13)DELETE键:删除键;(14)PAGE键:翻页键,包括上下两个键,分别表示屏幕上页键和屏幕下页键;上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(15)HELP键:帮助键,按此键用来显示如何操作机床;(16)RESET键:复位键;按此键可以使CNC复位,用以消除报警等;(17)方向键:分别代表光标的上、下、左、右移动;(18)软键区:这些键对应各种功能键的各种操作功能,根据操作界面相应变化;(19)下页键(Next):此键用以扩展软键菜单,按下此键菜单改变,再次按下此键菜单恢复;(20)返回键:按下对应软键时,菜单顺序改变,用此键将菜单复位到原来的菜单。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作2操作面板FANUC的操作面板如图8-18所示,各按键功能如下:1)按键类方式选择键:(1)编辑方式键:编辑方式(EDIT)键,设定程序编辑方式,其左上角带指示灯。(2)参考点方式键:在此方式下运行回参考点操作,其左上角指示灯点亮。(3)自动方式键:按此键切换到自动加工方式,其左上角指示灯点亮。上一页下一页返回图8-18FAUNC操作面板返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(4)手动方式键:按此键切换到手动方式,其左上角指示灯点亮。(5)MDI方式键:按此键切换到MDI方式运行,其左上角指示灯点亮。(6)DNC方式键:按此键设定DNC运行方式,其左上角指示灯点亮。(7)手轮方式键:在此方式下执行手轮相关动作,其左上角带有指示灯。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作功能选择键:(8)单步键(SBK):按下此键一段一段执行程序,该键用以检查程序,其左上角带有指示灯。(9)跳步键(BDT):按下此键可选程序段跳过,自动操作中按下此键,跳过程序段开头带有“/”和用“;”结束的程序段,其左上角带有指示灯。(10)空运行键(DRN):自动方式下按下此键,各轴不是以程序速度而是以手动进给速度移动,此键用于无工件装夹只检查刀具的运动,其左上角带有指示灯。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(11)选择停键(M01):执行程序中M01指令时,按下此键停止自动操作,其左上角带有指示灯。(12)机床锁定键(LOCK):自动方式下按下此键,各轴不移动,只在屏幕上显示坐标值的变化,其左上角带有指示灯。(13)超程释放键(OTRE):当进给轴达到硬限位时,按下此键释放限位,限位报警无效,急停信号无效,其左上角带有指示灯。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作点动和轴选键:(14)+Z点动键:在手动方式下按动此键,Z轴向正方向点动。(15)+Y点动键:在手动方式下按动此键,Y轴向正方向点动。(16)-X点动键:在手动方式下按动此键,X轴向负方向点动。(17)快速叠加键:在手动方式下,同时按此键和一个坐标轴点动键,坐标轴按快速进给倍率设定的速度点动,其左上角带有指示灯。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(18)+X点动键:在手动方式下按动此键,X轴向正方向点动。(19)-Z点动键:在手动方式下按动此键,Z轴向负方向点动。(20)-Y点动键:在手动方式下按动此键,Y轴向负方向点动。(21)X轴选键:在回零、手动和手轮方式下对X轴进行操作时,首先按下此键选择X轴执行动作,选中后其左上角指示灯点亮。(22)Y轴选键:在回零、手动和手轮方式下对Y轴进行操作时,首先按下此键选择X轴执行动作,选中后其左上角指示灯点亮。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(23)Z轴选键:在回零、手动和手轮方式下对Z轴进行操作时,首先按下此键选择Z轴执行动作,选中后其左上角指示灯点亮。手轮/快速倍率键:(24)×1/F0键:手轮方式时,执行1倍动作;手动方式时,按下快速叠加键和点动方向键执行进给倍率设定的F0的速度进给;其左上角带有指示灯。(25)×10/25%键:手轮方式时,执行10倍动作;手动方式时,按下快速叠加键和点动方向键按快速最大值25%的速度进给;其左上角带有指示灯。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(26)×100/50%键:手轮方式时,执行100倍动作;手动方式时,按下快速叠加键和点动方向键按快速最大值50%的速度进给;其左上角带有指示灯。(27)100%键:手动方式时,按下快速叠加键和点动方向键按快速最大值100%的速度进给;其左上角带有指示灯。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作辅助功能键:(28)润滑键:按下此键,润滑电动机开启向外喷润滑液,其指示灯点亮。(29)冷却键:按下此键,冷却泵开启向外喷冷却液,其指示灯点亮。(30)照明键:按下此键,机床照明灯开启,其指示灯点亮。(31)主轴正转键:手动方式下按此键,主轴正方向旋转,其左上角指示灯点亮。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(32)主轴停止键:手动方式下按此键,主轴停止转动,只要主轴没有运行其指示灯就亮。(33)主轴反转键:手动方式下按此键,主轴反方向旋转,其左上角指示灯点亮。指示灯区:(34)机床就绪:机床就绪后灯亮表示机床可以正常运行。(35)机床故障:当机床出现故障时机床停止动作,此指示灯点亮。(36)X、原点:回零过程和X轴回到零点后指示灯点亮。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(37)Y、原点:回零过程和Y轴回到零点后指示灯点亮。(38)Z、原点:回零过程和Z轴回到零点后指示灯点亮。旋钮开关和备用键:(39)进给倍率(%):当波段开关旋到对应刻度时,各进给轴将按设定值乘以对应百分数执行进给动作。(40)主轴倍率(%):当波段开关旋到对应刻度时,主轴将按设定值乘以对应百分数执行动作。(41)F1:备用键,根据需要自行定义其功能。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作2)开关类按钮开关:(1)急停按钮:按下此按钮,机床动作停止,待排除故障后,旋转此按钮,释放机床动作。(2)启动按钮:用以开启装置电源,其指示灯点亮。(3)停止按钮:用以关闭装置电源,其指示灯点亮。(4)循环启动按钮:按下此按钮,自动操作开始,其指示灯点亮。(5)进给保持按钮:按下此按钮,自动运行停止,进入暂停状态,其指示灯点亮。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(6)程序保护开关:当把钥匙打到绿色标记处,开启程序保护功能;当把钥匙打到红色标记处,关闭程序保护功能。手摇脉冲发生器:(7)手轮:在手轮方式下,可以对指定的轴进行手轮进给操作,其倍率可以通过×1、×10、×100键选择。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作8.3.2系统菜单按数控系统上的任意功能键,进入相应的功能菜单,每一个功能菜单包括多个内容,可以通过相应的软键、扩展菜单键以及返回菜单键调用,在每一个页面中可以使用翻页键和光标移动键,显示需要的页面。如图8-19所示。(1)按下功能键“POS”进入位置画面,显示当前坐标轴的位置,可以在绝对、相对、综合显示之间进行切换,按相应的软键可以进入下一级菜单。(2)按下功能键“PROG”进入程序画面,显示程序显示画面和程序检查画面,可以在此输入加工程序,以及其他操作。上一页下一页返回图8-19功能菜单例返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(3)按下功能键“OFS/SET”进入刀具偏置/设定画面,可以查看刀具偏置、设定画面和工件坐标系设定画面,可以对一些常用功能进行设定。(4)按下功能键“SYSTEM”进入系统画面,显示参数画面(可以设定相关参数)、诊断画面(查看有关报警信息)和PMC画面(进行与PMC相关的操作)等。(5)按下功能键“MESSAGE”进入信息画面,查看报警显示和报警履历等画面。上一页下一页返回8.3FANUC0iMate-MC数控系统的面板操作(3)按下功能键“OFS/SET”进入刀具偏置/设定画面,可以查看刀具偏置、设定画面和工件坐标系设定画面,可以对一些常用功能进行设定。(4)按下功能键“SYSTEM”进入系统画面,显示参数画面(可以设定相关参数)、诊断画面(查看有关报警信息)和PMC画面(进行与PMC相关的操作)等。(5)按下功能键“MESSAGE”进入信息画面,查看报警显示和报警履历等画面。(6)按下功能键“CSTM/GR”进入图形/用户宏画面,显示刀具路径图和用户宏画面。上一页返回8.4FANUC系统PMC介绍8.4.1PMC的性能及规格1FANUC0i系统的PMC与FANUC0C/CD系统的PMC相比的优点其优点如下:(1)系统的PMC顺序程序作为系统的用户文件存储在系统的FROM中,顺序程序的备份、修改及恢复都非常方便。(2)PMC信号传递FANUC系统的I/OLinkBUS总线(FSSB)控制,不仅增加了输入/输出点数(标准配置为1024点入/1024点出),而且大大提高了系统的传输速度和运行的可靠性。下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍(3)PMC具有丰富的功能指令(PMCSB7有69条功能指令),可完成数控机床的复杂控制。增加了信息继电器(PMCSA3为200个,PMCSB7为2000个),便于机床厂家编写机床报警信息,也方便用户维修。(4)PMC具有信号跟踪功能,该项功能可检查信号变化的履历(记录了信号状态的变化),便于用户对故障原因的分析和处理。(5)系统具有内装PMC编辑功能(0iA系统需要梯形图编辑卡),便于系统梯形图的修改。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍(6)FANUC0iB/0iC系统的PMC还增加了“PMC的强制功能”,通过PMC的强制功能(PMC信号的置“1”或“0”),可很方便地判断数控机床故障的具体部位。(7)利用存储卡或LADDERⅢ编程软件对系统的梯形图及PMC参数进行备份和恢复备份,把备份的梯形图或修改后的梯形图重新写入到FROM中。2FANUC-0i系统PMC的性能和规格,其性格和规格如表8-1所示。上一页下一页返回表8-1FANUC-Oi系统PMC的性能和规格返回8.4FANUC系统PMC介绍8.4.2内装I/O卡和I/OLink地址分配FANUC-0i系统的输入/输出信号控制有两种形式,一种是来自系统内装I/O卡的输入/输出信号,其地址是固定的;另一种是来自外装I/O卡(I/OLink)的输入信号,其地址是由数控机床厂家在编制顺序程序时编写的,连同顺序程序存储到系统的FROM中,写入FROM中的地址是不能更改的。如果内装I/O卡控制信号与I/OLink控制信号同时(相同控制功能)作用,内装I/O卡信号有效。VMC650数控铣床的I/O分配如表8-2所示。上一页下一页返回表8-2VMC650数控铣床输入、输出地址分配返回表8-2VMC650数控铣床输入、输出地址分配返回8.4FANUC系统PMC介绍8.4.3PMC信号组成PMC信号组成如图8-20所示,其信号主要包括:1机床到PMC的输入信号地址(MT→PMC)如果采用I/OLink时,其输入信号地址为X0~X127;如果采用内装I/O卡时,FANUC-0iA系统的输入信号地址为X1000~X1011(96点输入)。有些输入信号不需要通过PMC而直接由CNC监控。这些信号的输入地址是固定的,CNC运行时直接引用这些信号。FANUC-0i系统的固定输入地址及信号功能如表8-3所示。上一页下一页返回图8-20PMC信号组成返回表8-3FANUC-Oi系统的固定输入地址返回8.4FANUC系统PMC介绍2从PMC到机床侧的输出信号地址(PMC→MT)如果采用I/OLink时,其输出信号地址为Y0~Y127;如果采用内装I/O卡时,FANUC0iA系统的输出信号地址为Y000~Y1008(72点输入)、FANUC-0iB系统的输入信号地址为Y0~Y8(72点输入)。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍3从PMC到CNC的输出信号地址(PMC→CNC)从PMC到CNC的输出信号的地址号为G0-G255,这些信号的功能是固定的,用户通过顺序程序(梯形图)实现CNC各种控制功能。如系统急停控制信号为G8-4、循环启动信号为G7-2、进给暂停信号为G85、空运转信号为G467、外部复位信号为G87、程序保护钥匙信号为G463~G466、CNC系统状态信号为G430、G431、G432、G435、G437等。如表8-4所示,G信号的地址、名称。上一页下一页返回表8-4FANUCPMC部分G信号的地址与名称返回表8-4FANUCPMC部分G信号的地址与名称返回8.4FANUC系统PMC介绍4从CNC到PMC的输入信号地址(CNC→PMC)从CNC到PMC的输入信号的地址号为F0-F255,这些信号的功能也是固定的,用户通过顺序程序(梯形图)确定CNC系统的状态。如CNC系统准备就绪信号为F1.7、伺服准备就绪信号为F0.6、系统报警信号为F1.0、系统电池报警信号为F1.2、系统复位信号为F1.1、系统进给暂停信号为F0.4、系统循环启动信号为F0.5、T码选通信号为F7.3、M码选通信号为F7.0、S码选通信号为F7.2等。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍5定时器地址(T)定时器分为可变定时器(用户可修改时间)和固定定时器(定时时间存储到FROM中)两种。可变定时器有40个(T01~T40),其中T01~T08时间设定最小单位为48ms,T09~T40时间设定最小单位为8ms。固定定时器有100个(PMC为SB7时,固定定时器有500个),时间设定最小单位为8ms。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍6计数器地址(C)系统共有20个计数器,其地址为C1~C20。7保持型继电器(K)FANUC-0iA系统的保持型继电器地址为K0~K19,其中K16~K19是系统专用继电器,不能作为地用。FANUC-0iB/0iC(PMC为SB7)系统的保持型继电器地址为K0~K99(用户使用)和K900~K919(系统专用)。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍8中间继电器地址系统中间继电器可分为内部继电器(R)和外部继电器(E)两种。内部继电器(E)两种。内部继电器的地址为R0~R999,其中R900~R999为系统专用。外部继电器的地址为E0~E999。只有PMCSB7才有外部继电器。9信息继电器地址(A)信息继电器通常用于报警信息显示请求,FANUC0iA/0iB系统有200个信息继电器(占用25个字节),其地址为A0~A24。FANUC0iC有2000个信息继电器(500个字节)。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍10数据表地址(D)FANUC0iA系统数据表共有1860字节,其地址为D0~D1859,FANUC0iB/0iC系统(PMC为SB7)共有10000字节,其地址为D0~D9999。11子程序地址(P)系统通过PMC的子程序有条件调出CALL或子程序无条件调出CALLU功能指令,系统运行子程序的PMC的控制程序,完成数控机床的重复动作,如加工中心的换刀动作(换刀动作由PMC轴控制)。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍12标号地址(L)为了便于查找和控制,PMC顺序程序用标号进行分块(一般按控制功能进行分块),系统通过PMC的标号跳转JMPB指令或JMP功能指令随意跳到所指定标号的程序进行控制。FANUC0iA系统(PMC为SA3)的标号数有999个,其地址为L1~L999,FANUC0iB/0iC系统(PMC为SB7)的标号数有9999个,其地址为L1~L9999。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍8.4.4FANUC系统PMC的功能指令1顺序程序结束指令FANUC-0i系统的PMC程序结束指令有第1级程序结束指令END1、第2级程序结束指令END2和程序结束指令END三种,其指令格式如图8-21所示。1)第1级程序结束指令第1级程序结束指令END1每隔8ms读取的程序,主要处理系统急停、超程、进给暂停等紧急动作。因为第1级程序过长将会延长PMC整个扫描周期,所以第1级程序不宜过长。如果不使用第1级程序时,必须在PMC程序开头指定END1,否则PMC无法正常运行。上一页下一页返回图8-21程序结束功能指令格式(a)第1级程序结束;(b)第2级程序结束;(c)程序结束返回8.4FANUC系统PMC介绍2)第2级程序结束指令END2第2级程序用来编写普通的顺序程序,如系统就绪、运行方式切换、手动进给、手轮进给、自动进行、辅助功能(M、S、T功能)控制、调用子程序及信息显示控制等顺序程序。通常第2级的步数较多,在一个8ms内不能全部处理完(每个8ms内都包括第1级程序),所以在每个8ms中顺序执行第2级的一部分,直至执行第2级的终了(读取END2)。在第2级程序中,因为有同步输入信号存储器,所以输入脉冲信号宽度应大于PMC的扫描周期,否则顺序程序会出现误动作。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍3)程序结束指令END将重复执行的处理和模块化的程序作为子程序登录,然后用CALL或CALLU命令由第2级程序调用。包含子程序PMC的梯形图的最后必须用END指令结束。2定时器指令在数控机床梯形图编制中,定时器是不可缺少的指令,用于程序中需要与时间建立逻辑关系的场合。功能相当于一种通常的定时继电器(延时继电器)。FANUC系统PMC的定时器按时间设定形式不同可分为可变定时器(TMR)和固定定时器(TMRB)两种。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍1)可变定时器(TMR)TMR指令的定时时间可通过PMC参数进行更改,指令格式和工作原理如图8-22所示。指令格式包括三部分,分别是控制条件定时器号、定时继电器。控制条件:当ACT=0时,输出定时继电器TM01=0。当ACT=1时,经过设定延时时间后,输出定时继电器TM01=1。定时器号:PMCSA3为1~40个,其中1~8号最小单位为48ms(最大为1572.8);9号以后最小单位为8ms(最大为262.1s)。定时器的时间在PMC参数中设定(每个定时器占两个字节,以十进制数直接设定)。上一页下一页返回图8-22可变定时器的指令格式

和工作原理(a)指令格式;(b)定时器工作返回8.4FANUC系统PMC介绍定时继电器:作为可变定时器的输出控制,定时继电器的地址由机床厂家设计决定,一般采用中间继电器。定时器工作原理如图8-22(b)所示。当ACT=1时,定时器开始计时,到达预定的时间后,定时继电器TM01接通;当控制条件ACT=0时,定时继电器TM01断开。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍2)固定定时器(TMRB)在梯形图中设定TMRB的时间,在指令和定时器号的后面加上一项预定时间参数,与顺序程序一起被写入FROM中,因此定时器的时间不能用PMC参数改写。固定定时器一般用于机床固定时间的延时,不需要用户修改时间。如机床换刀的动作时间、机床自动润滑时间等的控制。图8-23为固定定时器的指令格式和应用实例。上一页下一页返回图8-23固定定时器的指令格式和应用实例(a)指令格式;(b)固定定时器的应用返回8.4FANUC系统PMC介绍3计数器指令计数器主要功能是进行计数,可以是加计数,也可以是减计数。计数器的预置形式是BCD代码还是二进制代码形式匝PMC的参数设定(一般为二进制代码)。图8-24为计数器的指令格式和计数加工工件件数的应用。1)计数器的指令格式计数器的指令格式如图8-24(a)所示,包括如下各项:指定初始值(CNO):CNO=0,计数器的计数从0开始;CNO=1,计数器的计数从1开始。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍指定加或减计数(UPDOWN):UPDOWN=0,指定为加1计数器;UPDOWN=1,指定为减1计数器。复位(RST):RST=0,解除复位;RST=1,计数器复位到初始值。控制条件(ACT):ACT=0,计数器不执行。ACT=1,从0变成1的上升沿计数。计数器号:FANUC系统PMCSA3的计数器有20个(00~19),PMCSB7的计数器有100个(000~099)。每个计数器占用系统内部断电保持寄存器4个字节(计数器的预置值占两个字节,当前计数值占两个字节)。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍计数器输出(W1):当计数器为加计数器时,计数器计数到预置值,输出W1=1;当计数器为减计数器时,计数器计数到初始值,输出W1=1。计数器的输出地址由厂家来设定。2)计数器在数控机床PMC控制上的应用计数器可以实现自动计数加工工件;自动分度控制;换刀位置自动检测等。图例说明:r9091.0=0x56.0复位开关

y6.0加工结束灯r0.3加工程序结束信号计数器1预置值=100上一页下一页返回图8-24计数器的指令格式和应用举例(a)指令格式;(b)计数器用于计数加工工件应用(y6.0常闭)返回8.4FANUC系统PMC介绍4译码指令数控机床在执行加工程序中规定的M、S、T功能时,CNC装置以BCD或二进制代码形式输出M、S、T代码信号。这些信号需要经过译码才能从BCD或二进制状态转换成具有特定功能含义的一位逻辑状态。1)DEC指令DEC指令的功能是,当两位BCD代码与给定值一致时,输出为“1”;不一致时,输出为“0”。DEC指令主要用于数控机床的M码、T码的译码。一条DEC译码指令只能译一个M代码。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍图8-25为DEC译码指令格式和应用举例。DEC指令格式如图8-25(a)所示,包括以下几个部分:控制条件:ACT=0,不执行译码指令;ACT=1,执行译码指令。译码方式:译码方式包括译码数值和译码位数两部分。译码数值为要译码的两位BCD代码;译码位数01为只译低4位数、10只译高4位数、11为高低位均译。译码输出:当指定地址的译码数与要求的译码值相等时为1,否则为0。上一页下一页返回图8-25DEC译码指令格式

和应用举例(a)指令格式;(b)译码指令DEC的应用返回8.4FANUC系统PMC介绍图8-25(b)中,当执行加工程序的M03、M04、M05时,R300.3、R300.4、R300.5分别为1,从而实现正转、反转及主轴停止自动控制。其中F7.0为M码选通信号,F1.3为移动指令分配结束信号,F10为FANUC-16/18/0i系统的M码输出信号地址。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍2)DECB指令DECB指令的功能是,可对1、2或4个字节的二进制代码数据译码,所指定的8位数据之一与代码数据相同时,对应的输出数据位为1。DECB指令主要用于M代码、T代码的译码,一条DECB指令可译8个连续M代码或8个连续T代码。图8-26为DECB译码指令格式和应用举例。上一页下一页返回图8-26DECB译码指令格式和应用举例(a)指令格式;(b)译码指令DECB的应用返回8.4FANUC系统PMC介绍DECB指令格式如图8-26(a)所示,主要包括以下几项:译码格式指定:0001为1B的二进制代码数据,0002为2B的二进制代码数据,0004为4B的二进制代码数据。译码信号地址:给定一个存储代码数据的地址。译码指定数:给定要译码的8个连续数字的第一位。译码结果输出:给定一个输出译码结果的地址。上一页下一页返回8.4FANUC系统PMC介绍图8-26(b)中,加工程序执行M03、M04、M05、M06、M07、M08、M09、M10时,R300.0、R300.1、R300.2、R300.3、R300.4、R300

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