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1、数控原理与系统课件,主编 郑晓峰,第八章 数控系统的连接,第一节 FANUC数控系统 第二节 SIEMENS数控系统 第三节 华中数控系统 第四节 数控系统的抗干扰,第一节 FANUC数控系统,一、FANUC数控系统介绍 二、FANUC数控系统的特点 )系统在设计上采用的模块化结构易拆装，各个控制板高度集成，便于维修和更换。 )采用专用LSI(大规模集成电路)技术，提高了芯片集成度、系统的可靠性，减小了体积和降低成本。 )产品应用范围广。 )不断采用新工艺、新技术：SMT(高密度表面安装技术)、多层印制电路板、光导纤维电缆等。 )CNC装置体积减小，采用了面板装配式、内装式PMC以及多种形式结
2、构和尺寸规格的控制器，以适应机电一体化的需求。,第一节 FANUC数控系统,)在插补、进给加减速、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：除了直线、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、渐开线插补、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：除了螺距误差补偿、丝杠反向间隙补偿之外，还有坡度补偿、线性度补偿以及各种新的刀具补偿功能。 故障诊断功能：系统采用推理软件，具有人工智能，能以知识库为根据查找故障,第一节 FANUC数控系统,)以用户特定宏程序、MMC等功能来推进CNC装置
3、面向用户开放的功能。 )支持多种语言显示：日语、英语、德语、汉语、意语、法语、丹麦语等。 )备有多种外设：FANUC PPR(Printer/Punch/Reader,打印/穿孔/阅读机)、FANUC FA(Factory Automation,自动化工厂)CARD、FANUC FLOPPY CASSETE(卡式录音带)、FANUC PROGRAME FILE Mate等。 )推出MAP(Manufactory Automation Protocol，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。 )根据用户需要，不断地更新CNC产品的功能。 三、FANUC 0系列数控系统,
4、第一节 FANUC数控系统,.主要产品 . FANUC,图8-1 FANUC 0系统数控单元结构,第一节 FANUC数控系统,()数控单元的基本配置 FANUC 0系统的CNC单元由主印制电路板(PCB)、存储器板、图形显示板、可编程机床控制器板(PMC-M)、伺服轴控制板、输入/输出接口板、子CPU(中央处理器)板、扩展的轴控制板、数控单元电源和DNC控制板等组成。 )主印制电路板(PCB)。 )数控单元电源为各板提供5V、15V、24V直流电源，其中24V直流电流用于单元内继电器控制。 )图形显示板提供图形显示功能，便于人机交互，并且还提供第2、3手摇脉冲发生器接口。 )PC板(PMC-M
5、)。 )输入/输出接口通过插座M1、M18和M20提供输入点，通过插座M2、M19和M20提供输出点，为PMC-M提供输入/输出信号。,第一节 FANUC数控系统,)存储器板接收系统操作面板的键盘输入信号，提供串行数据传送接口、第1手摇脉冲发生器接口、主轴模拟量和位置编码器接口、存储系统参数、刀具参数和零件加工程序等。 )子CPU板用于管理第5轴、第6轴、第7轴的数据分配，提供RS-232C和RS422串行数据接口等。 )扩展轴控制板(AXS)。 )扩展轴控制板(AXA)。 )扩展的输入/输出接口通过插座M61、M78和M80提供输入点，通过插座M62、M78和M80提供输出点，为PMC-M提
6、供输入/输出信号。 )通信板(DNC2)。 ()控制单元的连接 图8-2所示为FANUC 0系统连接图。,第一节 FANUC数控系统,图8- 系统连接图,. S系列进给伺服系统的基本配置,第一节 FANUC数控系统,图8- S系列一轴型伺服系统连接方法,第一节 FANUC数控系统,图8- S系列二轴型伺服系统连接方法,第一节 FANUC数控系统,图8- S系列三轴型伺服系统连接方法,. S系列主轴伺服系统的基本配置,第一节 FANUC数控系统,图8- S系列主轴伺服系统的连接方法,第一节 FANUC数控系统,表- 主轴控制信号,第二节 SIEMENS数控系统,一、840D系统的主要功能与特点
7、1)控制类型采用32位微处理器实现CNC控制，可用于系列机床，如车床、钻床、铣床、磨床，可完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制，具有全数字化的SIMODRIVE611数字驱动模块，最多可控制31个进给轴和主轴，进给和快速进给的速度范围为10999mmmin,第二节 SIEMENS数控系统,图8-7 SIEMENS数控系统的产品类型,2)操作方式主要有AUTOMATIC(自动)、JOG(手动)、TEACH IN(交互式程序编制)、MDI(手动过程数据输入)。,第二节 SIEMENS数控系统,3)补偿功能840D可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、刀具半径补偿、刀具长度补偿、螺距误差补偿和
8、测量系统误差补偿，反向间隙补偿、过象限误差补偿等。 4)安全保护功能。 5)NC编程840D系统具有高级语言编程特色的程序编辑器，可进行米制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可同时进行，系统具备1.5MB的用户内存，用于零件程序、刀具偏置、补偿的存储。 6)PLC编程840D的集成式PLC完全以标准SIMATIC 7模块为基础，PLC程序和数据内存可扩展到288B，I模块可扩展到2048个输入输出点，PLC程序可以极高的采样速率监视数字输入，向数控机床发送运动、停止、起动等命令。,第二节 SIEMENS数控系统,7)操作部分硬件840D提供有标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在W
9、indows982000下开发自定义的界面。 8)显示功能840D提供了多语种的显示功能，用户只需按一下按钮，即可将用户界面从一种语言转换为另一种语言，系统提供的语言有中文、英语、德语等。 9)数据通信840D系统配有RS-232CTTY通用接口，加工过程中可同时通过通用接口进行数据输入/输出。 二、840D系统的基本构成 1. NC模块,第二节 SIEMENS数控系统,图8-8 SINUMERIK 840D数控系统的基本构成 )模块式组合 )连接图,(1)X101 操作面板接口端，,第二节 SIEMENS数控系统,该端口通过电缆与MMC(人机通信接口板)及机床操作面板联接。 (2)X102
10、RS-485通信接口端，该端口主要是满足西门子Profibus DP通信的要求。 (3)X111 PLC S7-300输入输出接口端，该端口提供了与PLC连接的通道。 (4)X112 (5)X121 多路输入/输出接口端，通过该端口数控系统可与多种外设连接，如与控制进给运动的手轮、CNC输入/输出的连接。 (6)X122 PLC编程器PG接口端，通过该端口与西门子PLC编程器PG连接，以此传输PG中的PLC程序到NC模块，或从NC模块将PLC程序拷贝到PG中，另外还可在线实时监测PLC程序的运行状态。,第二节 SIEMENS数控系统,图8-9 NC模块的接口端,(7)X130A、X130B 电
11、动机驱动器611D的输入输出扩展端口，通过扁平电缆将驱动总线与各个驱动模块联接起来，,第二节 SIEMENS数控系统,对各个伺服电动机进行控制。 (8)X172 数控系统数据控制总线端口，通过扁平电缆与各相关模块的系统数据控制总线联系起来。 (9)X173 数控系统控制程序储存卡插槽。 2.电源模块,图8-0 电源模块的接口端,第二节 SIEMENS数控系统,图8-1 单轴伺服电动机驱动模块,第二节 SIEMENS数控系统,图8-2 双轴伺服电动机驱动模块611D,(3)X141 电源模块电源工作正常输出信号端口。 (4)X161 电源模块设定操作和标准操作选择端口。,第二节 SIEMENS数
12、控系统,(5)X171 (6)X172 起动禁止信号端(一般按出厂状态使用)。 (7)X181 供外部使用的供电电源端口，包括直流电源600V与三相交流电源380V。 3.伺服电动机驱动模块 (1)X411、X412 电动机内置光电编码器反馈至该端口进行位置和速度反馈的处理。 (2)X421、X422 机床拖板直接位置反馈(光栅)端口。 (3)X431 脉冲使用端口，使用信号一般由PLC给出。 (4)X432 高速输入输出接口端。 (5)X341、X351 电压、电流检测孔，一般供模块维修检测使用，用户不允许使用。,第二节 SIEMENS数控系统,图8-3 840D数控系统典型接线图,第三节
13、华中数控系统,一、华中数控系统介绍 二、华中数控系统的特点 .以通用工控机为核心的开放式体系结构 .独创的曲面直接插补算法和先进的数控软件技术 .极强的系统配套能力 三、华中数控系统典型系列 .“华中型”数控系统,第三节 华中数控系统,图8- 华中型数控系统硬件结构,第三节 华中数控系统,图8- 华中型数控系统的软件环境与结构,)低层网络数控内核。 )上层网络数控集成开发环境。,第三节 华中数控系统,)基于PC的CNC数控系统。 )以其独特的软件技术在单CPU下实现了多通道16轴控制和9轴联动控制。 )在计算机内不需增加硬件，用打印机实现机床数字控制。 )加工轨迹三维图形显示的动态仿真。 )支
14、持DIN/ISO标准G代码，可一次性直接运行2GB以下的大型模具程序(G代码)。 )双向螺距误差补偿功能。 )内部二级电子齿轮。 )具有加工断点保护和恢复功能。 )具有参考点返回和多个工作坐标系设置与选择功能(G54G59)。,第三节 华中数控系统,)具有刀具长度和刀具半径补偿功能。 )汉字操作界面和在线功能。 )支持NT、Nove、Internet网络和软、硬盘数据交换。 )具有CAD/CAM/CNC一体化集成化功能。 )接触式或非接触式数字化仿形扩展功能。 )运动控制开发工具包(C+运动插补函数库) )提供INTELCAM自动编程软件。 )可根据用户要求，配接步进电动机和交流伺服电动机。
15、.华中2000型高性能数控系统 .华中“世纪星”系列数控系统,第三节 华中数控系统,()HNC21/22数控系统的功能 华中“世纪星”数控系统是在华中高性能数控系统的基础上开发的数控系统，强调了可靠性、实用性、经济型，具有以下特点。 )可配4个进给轴，具有数字量和模拟量接口，可自由选配各种数字式、模拟式交流伺服单元或步进电动机驱动单元。,图8-6 数控单元外部接口示意图,第三节 华中数控系统,)内部已提供满足标准车、铣床控制的PLC程序，也可按要求自行编制PLC程序。 )除标准机床控制面板外，配置40位输入和32位输出开关量接口、手摇脉冲发生器接口、模拟主轴接口。 )反向间隙和双向螺距误差补偿
16、功能，螺距补偿数据最多可达5000点。 )采用国际标准G代码编程，与各种流行的CADCAM自动编程系统兼容，具有直线、圆弧、螺旋线、固定循环、旋转、缩放、刀具补偿、宏程序等功能。 )2MB )可扩展数控仿型功能，实现仿型加工一体化。 ()技术规格 世纪星HNC21/22数控单元技术规格见表8-2。,第三节 华中数控系统,表8-2 世纪星HNC21/22数控单元技术规格,()部件连接 HNC21/22数控单元外部接口如图8-16所示，数控设备之间的连接如图8-17所示。,第三节 华中数控系统,图8-7 数控设备连接示意图,(4)接口说明 HNC21/22数控单元的接口如图所示。,第三节 华中数控系统,图8-8 数控单元的接口,1)XS1：电源接口。 2)X
