项目六

单元一 FANUC数控系统概述

教学目标：

1．使学生了解FANUC数控系统的发展概况。

2．使学生了解FANUC数控系统的特点。

3．使学生了解FANUC数控系统不同系列的结构与功能。

教学内容：

一、FANUC数控系统的发展概况

日本FANUC公司自50年代末期生产数控系统以来，已开发出40多种系列的数控系统。

80年代，FANUC公司较有代表性的系统是F6和F11系列。

80年代，其主要产品有F0和F15系列。

　　目前，以F0i与F16i、18i最为常见。

二、FANUC数控系统的特点

1.系统在设计中大量采用模块化结构。

2.具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。

3.有较完善的保护措施。

4.FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。

5.提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。

6.具有很强的DNC功能。

7.提供丰富的维修报警和诊断功能。

三、FANUC数控系统不同系列的结构与功能

1.FANUC 0i系统与FANUCl6/18/21等系统的结构相似，均为模块化结构。其集成度较FANUC 0系统的集成度更高，因此0i控制单元的体积更小，便于安装排布。

2.采用全字符键盘，可用B类宏程序编程，使用方便。

3.用户程序区容量比0MD系统大一倍，有利于较大程序的加工。

4.使用编辑卡编写或修改梯形图，携带与操作都很方便。

5.使用存储卡存储或输入机床参数、PMC程序以及加工程序，操作简单方便。

6.系统具有HRV(高速矢量响应)功能，伺服增益设定比0MD系统高一倍，理论上可使轮廓加工误差减少一半。

7.机床运动轴的反向间隙，在快速移动或进给移动过程中由不同的间隙补偿参数自动补偿。

8.0i系统可预读12个程序段，比0MD系统多。

9.与0MD系统相比，0i系统的PMC程序基本指令执行周期短，容量大，功能指令更丰富，使用更方便。

10.0i系统的界面、操作、参数等与18i、16i、21i基本相同。

11.0i系统比0M、0T等产品配备了更强大的诊断功能和操作信息显示功能，给机床用户使用和维修带来了极大方便。

12.在软件方面0i系统比0系统也有很大提高，特别在数据传输上有很大改进。

单元二 FANUC数控系统各部件的连接

教学目标：

1．使学生能正确识别FANUC数控系统各部件；

2．学生熟悉FANUC数控系统各部件的功能；

3. 使学生能正确连接FANUC数控系统各部件；

4．使学生理解机床急停与超程解除控制线路的工作原理；

5．使学生动手操作能力得到进一步加强；

6．使学生逐步具备安全守纪、严谨踏实、团结互助的职业素养。

教学内容：

一、控制单元

1.控制单元的构成

由两大部分构成，左半边：主板，右半边：I/O板。

2. 控制单元主板接口名称、功能、连接

主板主要包括：主CPU、内存、PMC控制、I/O LINK控制、伺服控制、主轴控制、内存卡I/F、LED显示。

3.控制单元I/O接口名称、功能、连接

I/O板主要包括：电源DC-DC转换器、DI/DO、阅读机I/F、MDI控制、显示控制、手轮控制等。

二、电源模块接口名称、功能、连接

主要将三相交流电转换成直流电，为主轴模块和伺服模块提供直流电源。而主轴模块、伺服模块在运动控制指令下，经由IGBT模块组成的三相逆变电路输出三相变频交流电，控制主轴电机、伺服电机进行精确的定位运动。

三、主轴控制单元接口名称、功能、连接

串行主轴连接图

模拟主轴连接图

用于控制驱动主轴电机。

1.高速串行总线接口板

2.串行主轴连接

3.模拟主轴连接

4.各类插座信号

四、伺服放大器模块接口名称、功能、连接

伺服放大器模块的接口信号图

分离型检测装置的连接图

伺服模块接受从控制单元发出的进给速度和位移指令信号。伺服模块对控制单元传送过来的数据作一定转换、放大后，驱动伺服电机，实现精确的工作进给和快速移动。

1.伺服放大器模块的接口信号

2.分离型增量式检测装置的连接

五、急停与超程解除控制线路

急停：用于在紧急情况下，停止机床的运动,一般用其按钮触点控制切断强电。

超程解除：数控系统通常可提供两种行程保护功能，一种为在机床各坐标轴的极限位置安装限位开关，当其被压下时，向数控系统发出超程信号使之减速停止。另一种为存储行程极限，它允许在机床坐标系中设定多个坐标值形式的区域，禁入区域可以由用户指定为设定区域的内侧或外侧，当机床移动进入禁入区域则停止移动，并显示超程报警。

六、机床I/O接口的连接

1. FANUC 0i-A/B数控系统的控制单元内有内置的I/O卡，用于机床各检测元件信号的收集和控制各种气、液组件，指示灯等的动作。其输入点数为96，输出点数为64，输入/输出点数共分为4组。

２.FANUC 0i-C 取消了内置的I/O 卡，只用I/O 模块或I/O 单元，最多可连1024 个输入点和1024 个输出点。FANUC 有标准的机床操作面板，用户可以选用。

七、数控系统通电

通电前的检查。

单元三 FANUC PMC程序设计（一）

教学目标：

1．使学生熟悉FANUC PMC的接口。

2．学生了解FANUC PMC的程序分级。

3．使学生熟悉FANUC PMC的地址、梯形图基本要素的符号。

4．使学生了解FANUC PMC程序的设计规范。

5. 使学生掌握基本逻辑指令与常用功能指令的编程。

教学内容：

一、FANUC PMC的接口

PMC与控制伺服电动机和主轴电动机的系统部分，以及与机床侧辅助电气部分的接口关系。F、X分别为CNC侧、机床侧的输入信号；G、Y分别为输出到CNC侧、机床侧的信号。

二、FANUC PMC的程序分级

PMC程序由第一级和第二级程序两部分组成。在第一级程序中一般仅处理短脉冲信号。

三、FANUC PMC的信号地址

除了X、Y、G、F外，其他信号包括：R、A、C、K、D、T等。

四、梯形图符号

基本元素的符号：常开/闭触点、线圈、功能指令等。

五、FANUC PMC程序的设计规范

1．X、F信号不能作为线圈输出。

2．同一地址的触点使用次数不限。

六、FANUC PMC的编程指令

(1) 基本指令：共14种。

(2) 功能指令

TMR(定时器)：为设定时间可更改的定时器

控制条件指令定时器号输出地址

工作原理：当控制条件ACT=0时定时继电器TM断开；当ACT=1时，定时器开始计时，到达预定的时间后，定时继电器TM接通。

DEC(译码指令)：

控制条件指令信号地址规格数据输出地址

工作原理：当控制条件ACT=0时，不译码，译码结果继电器R断开；当ACT=1时执行译码，当指定译码信号地址中的代码与译码规格数据相同时，输出R＝1，否则R=0，译码输出R的地址由设计人员确定。

CTR(计数器指令)
ROT(回转控制指令)

单元四 FANUC PMC程序设计（二）

教学目标：

1．使学生熟悉FANUC PMC梯形图程序的查阅方法；

2．使学生能应用FAPT LADDER III软件简单编程；

3．使学生掌握应用网络（或RS232C）通信进行PMC程序、参数传输的过程；

4．使学生熟悉FANUC PMC参数的设置方法。

教学内容：

一、FANUC PMC程序的查阅方法

1．在MDI键盘上按“SYSTEM”调出系统屏幕；

2．按下PMC软键；

3．按下“PMCLAD”软键。

二、FANUC PMC参数的设置

1．首先选择MDI方式，按下“OFFSET SETTING”功能键将“写入参数”项设为‘1’；

2．通过“SYSTEM”功能键调出PMC屏幕画面，按PMCPRM软键后进入PMC参数设置画面，可以设置：定时器、计数器、保持型继电器、数据表等参数。

三、FANUC PMC程序编制

1．离线编程

应用FAPT LADDER III软件编程，主要掌握软件的编辑使用方法。

2．在线监控

1）PMC程序的调用与查询

指导：功能键SYSTEM与显示器软键的操作。

2）在线编程

指导：指令的调用与编辑。

3）程序的保存

四、使用网络进行PMC传输

用以太网在PC 机和CNC 系统间传送梯形图比用RS232-C口传送要快得多。为此必须进行以下操作和设定以下参数。

CNC 系统侧：

1．按键选择PMC 画面。

2．在PMC 画面上按“MONIT”键，然后再按“ONLINE”键。

3．在ONLINE 的参数画面上，用光标键（左向键）将“High Speed I/F（高速接口）”置于ON（即使用以太网）。

PC 机侧：

1．运行FAPT LADDER-Ⅲ。

2．点击“Tool”。

3．点击“Communication” “Network address”。

4．在Communication 画面点击“Add host”。设定主机（Host）的IP 地址。

5．返回“Communication”。点击“Setting”。

6．在Communication 画面点击“Setting”。用光标在“ Enable device”栏选定主机地址，如：192.168.1.1，点击“Add”，于是，在“Use device”中即设定了与之通讯设备的IP 地址。

7．此后,即可进行梯形图的上下传送。

单元五 FANUC数控系统参数

教学目标：

1. 使学生理解机床参数的功能。

2. 使学生熟悉FANUC数控系统参数的分类。

3. 使学生掌握FANUC数控系统参数的设定方法。

教学内容：

一、FANUC数控系统参数的分类与功能

1．分类

FANUC Oi－MA数控系统的参数按照数据的形式大致可分为位型和字型。其中位型又分位型和位轴型，字型又分字节型、字节轴型、字型、字轴型、双字型、双字轴型共8种。轴型参数允许参数分别设定给各个控制轴。

2．功能

参数设置的目的在于使数控系统能够适应不同的数控机床控制的需要。故应根据实际机床的机械性能对CNC系统（包括伺服）进行调整。

二、设置（或调整）FANUC数控系统参数

数控系统的参数可以分为许多类型，本单元我们介绍系统参数的显示、MDI方式下设定参数以及伺服参数的初始化。

1. 系统参数的显示方法

1）按MDI面板上的功能键几次或一次后，再按软键[参数]，选择参数页面；

2)参数页面有多页组成，通过(a)、(b)两种方法显示需要的参数页面；

a) 用翻页键或光标移动键，显示需要的参数页面。

b) 从键盘输入想显示的参数号，然后按软键[NO.检索]。可以显示指定的参数所在页面。光标在指定的参数位置上闪动。

2. MDI方式设定参数

选择MDI操作方式，按照参数设置步骤，最后需关断电源，数控系统重新启动后，修改的参数才生效。

3. 伺服参数的初始化

在数控机床安装调试过程中，需要对伺服参数进行初始化设定，以便伺服系统与机床所拖动的机械负载相匹配。

对伺服系统参数的初始化要求按以下步骤进行：

1）接通电源，使机床处于急停状态。

设定显示伺服设定调整页面功能。

2）暂时关断电源，再重新开通电源。按下面顺序，显示伺服参数的设定画面。按键、

键、[SV，参数]键。

3）使用光标，翻页键，输入初始设定必要的参数。

4）再次关断电源，开通电源。

单元六 FANUC数控系统的数据保护

教学目标：

1．使学生了解数控系统数据备份与恢复的重要性。

2．使学生掌握使用存储卡进行数据备份与恢复的方法。

3．使学生掌握使用微机进行数据备份与恢复的方法。

教学内容：

一、FANUC数控系统数据的分类

1.易失性数据：加工程序、参数、螺距误差补偿、宏参数、刀具补偿、工件坐标系、PMC程序、PMC参数；机床断电后依靠控制单元上的电池进行保存。2．非易失性数据：主要指系统软件，存于快闪存储器中。

二、在引导系统屏幕画面进行数据的备份和恢复

机床通电后，FANUC-0i-MA数控系统就会自动启动引导系统，并读取NC软件到DRAM中去运行，而引导系统屏幕画面在一般的正常情况下，是不会显示的，但进行数据的备份和恢复时，就必须调出引导系统屏幕画面。存储在控制单元SRAM中的用户数据（包括参数、加工程序和刀具补偿等）在机床切断电源后，是由安装在控制单元上的电池单元进行保存。

1.调出引导系统画面：

操作提示：系统通电后，两手指同时按住屏幕下方右侧两软键。