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1、项目2 FANUC 0i 数控机床的连接与调试,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接 任务2.2 典型系统的伺服驱动器 任务2.3 FANUC 0i系统参数设定,2.1.1 工作任务:完成FANUC Oi系统的连接 按图2-1完成FANUC Oi系统的连接。 (一)任务分析 数控系统的连接，主要是数控系统电源、数控系统与进给伺服驱动器、数控系统与主轴伺服驱动器、数控系统与外部I/0接口之间的连接。不同的数控系统，其接口的名称、形状不同，使用的连接总线也可能不一致，但从数控系统控制的功能来看，是完全一致的。 FANUC Oi系统在进给伺服连接上使用了FSSB光纤，外部I/0连接上使用
2、了I/0 Link串行总线，主轴连接根据模拟主轴或串行主轴不同有不同的接口。,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,下一页,(二)实践操作 任务实施:按图2-1连接数控实训设备。 2.1.2理论知识:FANUC Oi数控系统 (一)FANUC Oi数控系统简介 FANUC(发那科)数控系统功能完善，品种齐全，稳定可靠，性价比高，在市场的占有率远远超过其他数控系统。从20世纪70年代以来FANUC公司推出多个产品系列。 FANUC Oi系列是非常适合国内机床行业使用的系统系列，其中OiC系列具有车床、铣床、磨床和冲床功能，可以控制4个坐标轴，系统软件除了个别的功能外，采用了功能包化，
3、涵盖了常用的,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,大部分功能，系统硬件采用了最新的电子设计技术，系统和显示器一体化的结构，其连接和操作与FS 16i/18i/21i基本相同。其集成度较FANUC 0系统的集成度更高，因此Oi控制单元体积更小，便于安装排布。而其简化版本Oi Mate系列更适合于小型的数控机床，具有更好的性价比，控制轴为3轴(铣床)、2轴(车床)。功能和规格略少于Oi系列。 1. FANUC Oi系统的主要特点 1)模块化的结构 与FANUC 16i/18i/21i系统的结构相似，FANUC Oi采用
4、模块化结构。,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,主CPU板上除了主CPU及外围电路之外，还集成了FROM&SRAM模块、PMC控制模块、存储器和主轴模块以及伺服模块等。其集成度较FANUC 0系统更高。 2)超高速串行通信 利用FANUC串行伺服总线(FANUC Serial Servo Bus)，可以将CNC单元与多个伺服放大器连接起来，进行高速数据传输，而且减少了传输线缆，保证了传送的可靠性。 3)高速高精度加工 进给伺服采用高响应量HRV (High Response Vector)控制的高增益伺服控制系统，可以实现高速数据传输。,下一页,上一页,为了避免
5、机械谐振，系统增加了HRV滤波器，实现稳定的高增益伺服控制。为实现高速、稳定的进给，系统采用高性能ai系列交流伺服电机、高精度的电流检测和高分辨率的脉冲编码器以及高性能伺服控制。 4)操作方便简单 Oi的界面、操作、参数等与16i/18i/21i基本相同。熟悉Oi系统后，自然会方便地使用上述其他系统。 5)软件更加优化 FANUC Oi系统可以预读12个程序段，比FANUC 0系统多，可以减少轮廓加工误差，效果优于OMD, Oi系统的PMC程序基本,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,指令执行周期短，容量大，功能指令更丰富。 6)数据传输方便 FANUC Oi系统
6、比FANUC 0系统在数据传输方面更加方便，有很大改进。FANUC Oi在RS232串行通信时速率可达19 200 b/s，也可通过高速串行总线HSSB ( High Speed SerialBus)与PC相连接;还可以选择存储卡实现数据的输入/输出，速度更快，操作方便，灵活性更好。 7)优良的诊断系统 与FANUC 0系统相比，FANUC Oi系统配备了更加强大的诊断功能和操作信息显示功能，给机床用户使用维修带来了极大的方便。,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,2. FANUC Oi系统面板操作 图2-2所示为FANUC Oi MC系统的显示装置和MDI键盘，
7、系统采用LCD显示器，显示器下边为系统操作软键，通过系统软键来选择其对应的不同系统功能。MDI键盘包括系统的数字和字母键、程序编辑键、系统功能键、光标键等。 显示单元下方的“阅”的作用是返回上一级目录，“卡”的作用是同级目录下内容的扩展。 MDI键盘有两种选择，即横式的键盘和纵式的键盘，图2-3为FANUC 0i MC横式的键盘，下面对MDI键盘键的作用做一个简要的介绍。,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,1)复位键RESET 用于使CNC复位或取消报警等。 2)换挡键SHIFT 用于选择地址/数
8、据键中大标的数字或字母和小标的字母或符号键。当按下换挡键SHIFT后则选择的键为对应的小标字母或符号(每次选择都需要按下SHIFT键)。 3)输入键INPUT 用于参数、对刀时刀具补偿数据值的输入操作。 4)翻页键PACE 作为各功能菜单的前翻或后翻键。,5)光标键 四个光标键用于光标的前、后、左、右的移动调整。 6)程序的编辑键 CAN为退格键，删除前一个字符;DELETE为删除键，删除光标后的一个字符;ALTER为替换键;INSERT为插人键，可以将整个程序段插人;EOB ( End Of Block)为程序段结束键，输入程序时每输完一个程序段，需要用EOB来结束，显示为“;”。 7)功能
9、键 POS:位置显示功能，用来显示机床当前绝对、相对、综合等坐标信息。,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,下一页,上一页,PROG:程序功能键，系统在编辑状态(EDIT)时，显示当前编辑的程序、系统存储的所有程序(DIR)，在自动状态(MEM)时，显示程序运行的检视画面等。 OFS/SET:刀具补偿画面(OFFSET)、系统的设定画面(SETTING)、工件坐标系画面、宏程序变量显示画面等。 SYSTE M:系统功能键，用来显示系统参数、诊断、PMC,主轴、伺服调整画面等。 MESSAGE:信息键，用来查看系统报警画面(ALARM)、报警信息画面(MESSAGE)和系统历史报警
10、画面等。 CSTM/GR:用于系统会话式编程画面及刀具轨迹图形显示画面，,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,下一页,上一页,此功能是系统的选配功能。 8)帮助键HELP 显示帮助功能菜单。具体可以显示系统报警信息画面、操作方法画面及参数目录画面。 3. FANUC Oi系统的工作方式 FANUC Oi MC系统有多种工作方式，分别为:编辑方式(EDIT)、自动运行方式(MEM)、手动方式(JOG)、手轮方式(HND)、回零方式(REF)、直接输入方式(MDI) ,DNC方式(RMT)。当前的工作方式会在系统的状态栏中显示，工作方式可以通过机床操作面板上的方式切换键来进行切换，下
11、面简单介绍一下各种方式的具体作用。,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,EDIT方式主要用于程序的输入、编辑，另外也可以用于数据的输入/输出。 MEM方式是指运行在内存(RAM)中的程序，有些系统也将之称为AUTO方式，是在工件加工中常用的一种方式。 JOG方式主要用于手动操作机床，可以通过操作面板上的点动键+/-X, Y, Z来操作机床，使用时注意选择合适的进给倍率。 HND方式的作用和JOG方式的相同，但依靠手摇脉冲发生器(也称手轮)来控制机床，在使用时要首先选择要控制的轴和手轮进给的倍率。 REF方式用于开机时回参考点的操作方式，此方式只在开机回,下一页,上
12、一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,零时使用。 MDI方式，通过直接输入NC语句来控制机床，一般在对刀时使用或用于简单加工。 RMT方式，DNC加工使用，多用于模具加工或自动生产线上的数控机床控制。 (二)FANUC Oi系统的系统结构及组成 1. FANUC Oi MC系统接口 FANUC Oi MC系统的背面接口如图2-4所示。 系统各接口功能如下: CPl:系统直流24 V输入电源接口。,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,FUSE:系统DC 24 V输入熔断器(5 A)。 JA7 A:串行主轴/主轴位置编码器信号接口。 JA40:模拟量
13、主轴的速度信号接口(010 V)。 JD1 A:外接的I/ 0卡或I/0模块信号接口(I/0 Link控制)。 JD36A; RS232C串行通信接口(0, 1通道)。 JD36B; RS232C串行通信接口(2通道)。 CA69:伺服检测板接口。 CA55:系统MDI键盘信号接口。 CN2:系统操作软键信号接口。 2. FANUC Oi MC系统的基本结构,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,下一页,上一页,主模块由主板、CPU卡、显示卡、伺服轴控制卡、FROM模拟量主轴控制卡用于实现模拟量主轴控制(如通过变频器控制的主轴)。,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统
14、硬件结构与连接,3.扩展结构 FANUC Oi C控制单元分带选择槽和不带槽两种，带选择槽的其外部形状如图2-6所示。 控制单元有两个插槽可以扩展功能，主板上主要有CNC控制用CPU、电源回路、电池保护存储器、轴控制板、主轴串行接口、LCD显示控制、MDI接口、I/0 Link、PMC控制板、存储卡接口、RS232 C通信接口等;选择板主要有串行通信板、以太网板、PROFIBUS板、数据服务器板等，可根据需要进行配置。 (三)FANUC Oi D系统新功能 1. CNC功能软件上的新功能,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,在Oi C功能基础上，再加上以下几种。
15、1)纳米插补 如图2-7所示，当程序指令为1 N,m时，发送到伺服控制的位置指令以1 nm进行运算。结合ai伺服可获得更平滑的机械移动，更平滑的高精度加工表面。 2) PMC功能模块(FB)功能 利用LADDER III把常用的PMC程序模块化，可注册频繁调用已经注册的功能模块(FB)，通过设定参数修改梯形图内部逻辑。PMC功能模块如图2-8所示。 3) 2路径车床功能,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,下一页,上一页,提供用于2路径车床的丰富功能，如同步/混合控制(可在路径间的各轴之间互换移动指令)、路径间干涉检查(如果由于编程错误或是其他设定错误而使两个刀架互相干涉，在刀架
16、接触之前使之停止)等。2路径车床功能如图2-9所示。 4)嵌入式以太网 标准支持100 Mb/s嵌人式以太网，CNC可以与个人电脑相连，传输NC程序和监视CNC状态。 2.优异的操作性 在Oi C系统的基础上，再添加以下几种。 1)动态切换语言显示,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,下一页,上一页,无须关断电源，只需简单操作即可切换到其他的语言显示，操作画面可支持18种语言显示(新增加了丹麦语)，如图2-10所示。 2)防止误操作 自动检查数据的有效范围，在更新、删除数据时需要确认操作，在程序启动时需要确认操作，如图2-11所示。 3) 8级数据保护 CNC的数据按操作人员的级别分别保护(操作者，最终用户的管理者，机床制造商MTB等)，在专门的画面中设定CNC数据的保护级别，使用存储器保护键信号或密码解除保护，如图2-12所示。 3.个性化功能,下一页,上一页,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,任务2.1 FANUC Oi 系统硬件结构与连接,1) C语言执行器 提供大量CNC和PMC用的函数，通过执行C语言程序，可显示机床制造商自己的操作画面，并监
