【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 據(jù)為字節(jié)型，如表 。 圖 0020號(hào)參數(shù) 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? I/O卡 RS–232C串行接口 l RS–232C串行接口 2 RS–232–C I/O設(shè)備 I/O通道 =0， 1 （ 通道 1） RS–232–C I/O設(shè)備 I/O通道 =2 （ 通道 2） 表 0020號(hào)參數(shù)說(shuō)明 圖 輸入／輸出連接 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 通過(guò)設(shè)定 0020號(hào)參數(shù)，選擇 I／ O設(shè)備是使用RS－ 232C串行口 1還是 RS－ 232C串行口 2。而且，還要確認(rèn)與各通道相連的 I／ O設(shè)備的規(guī)格（例如波特率和停止位及其他參數(shù)），必須預(yù)先設(shè)定對(duì)應(yīng)接口的相應(yīng)參數(shù)，如圖 。其中對(duì)于通道 1，由兩組參數(shù)設(shè)定輸入／輸出設(shè)備的規(guī)格。參數(shù) 010 010 0103以及各通道共用參數(shù) 0010的設(shè)置如圖 。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 0101 停止位 、 其他 0102 輸入 /輸出設(shè)備規(guī)格 0103 波特率 0111 停止位 、 其他 0112 輸入 /輸出設(shè)備規(guī)格 0113 波特率 0121 停止位 、 其他 0122 輸入 /輸出設(shè)備規(guī)格 0123 波特率 I/O通道 =0 （ 通道 1） I/O通道 =1 （ 通道 1） I/O通道 =2 （ 通道 2） 圖 參數(shù)說(shuō)明 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 圖 各參數(shù)的有效位 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 表 各參數(shù)含義 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 表 各參數(shù)含義 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 3） 1020號(hào)參數(shù)如圖 ，為字節(jié)軸型參數(shù)，用來(lái)定義各軸的程序名稱(chēng)，名稱(chēng)定義如表 。 圖 1020號(hào)參數(shù) 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 表 1020號(hào)參數(shù)說(shuō)明 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 4） 1023號(hào)參數(shù)如圖 ，為字節(jié)軸型參數(shù)，用來(lái)定義各軸的伺服軸號(hào)，設(shè)定各軸為對(duì)用的第幾號(hào)伺服軸。通常，控制軸號(hào)與伺服軸號(hào)的設(shè)定值相同。 圖 1023號(hào)參數(shù) 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 5） 1010號(hào)參數(shù)為字節(jié)型參數(shù)，如圖 。用來(lái)設(shè)定 CNC可控的最大軸數(shù)。假定控制軸為： x軸、 Y軸、 z軸、 A軸，其中 F軸、 y軸、 z軸為 CNC控制軸， A軸是 PMC控制軸，則設(shè)定值為 3。 圖 1010號(hào)參數(shù) 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? ? 目前在國(guó)內(nèi)， FANUC 0i系列已成為主流產(chǎn)品，各機(jī)床生產(chǎn)廠(chǎng)家已大量采用，部分機(jī)床產(chǎn)品如表 。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 表 選用 FANUC 0i系列數(shù)控機(jī)床 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? FANUC 16i/18i/21i系列數(shù)控系統(tǒng) ? ? （ 1）超小型、超薄型。 FANUC 16i／ 18i／ 21i系列產(chǎn)品比0i系統(tǒng)體積進(jìn)一步縮小，將液晶顯示器與 CNC控制部分溶為一體，實(shí)現(xiàn)了超小型化和超薄型化（無(wú)擴(kuò)展槽時(shí)厚度只有 60 mm）。 ? （ 2）納米插補(bǔ)。以毫微米為單位計(jì)算發(fā)送到數(shù)字伺服控制器的位置指令，極為穩(wěn)定，在與高速、高精度的伺服控制部分配合下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度加工。通過(guò)使用高速 RISC處理器，可以在進(jìn)行納米插補(bǔ)的同時(shí)，以適合于機(jī)床性能的最佳進(jìn)給速度進(jìn)行加工。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 3）超高速串行通信。利用光導(dǎo)纖維將 CNC控制單元和多個(gè)伺服放大器連接起來(lái)的高速串行總線(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)高速度的數(shù)據(jù)通信并減少連接電纜。 ? （ 4）伺服 HRV（ High Response Vector高響應(yīng)向量）控制。借助于納米 CNC的穩(wěn)定指令和高響應(yīng)伺服 HRV控制的高增益伺服系統(tǒng)，以及高分辨率的脈沖編碼器（ 16 000 000P／ r）實(shí)現(xiàn)高速、高精度加工。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 5）豐富的網(wǎng)絡(luò)功能。 FANUC 16i／ 18i／ 21i系統(tǒng)具有內(nèi)嵌式以太網(wǎng)控制板（ 21i為選購(gòu)件），可以與多臺(tái)電腦同時(shí)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，適合于構(gòu)建在加工線(xiàn)和工廠(chǎng)主機(jī)之間進(jìn)行交換的生產(chǎn)系統(tǒng)。并配以集中管理軟件包，以一臺(tái)電腦控制多臺(tái)機(jī)床，便于進(jìn)行監(jiān)控、運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)和 NC程序傳送的管理。 ? （ 6）遠(yuǎn)程診斷。通過(guò)因特網(wǎng)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，將維護(hù)信息發(fā)送到服務(wù)中心。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 7）操作與維護(hù)?？梢酝ㄟ^(guò)接觸摸畫(huà)面上所顯示的按鍵進(jìn)行操作；可以利用存儲(chǔ)卡進(jìn)行各類(lèi)數(shù)據(jù)的輸入／輸出；可以以對(duì)話(huà)方式診斷發(fā)生報(bào)警的原因，顯示出報(bào)警的詳細(xì)內(nèi)容和處置辦法；顯示出隨附在機(jī)床上的易損件的剩余壽命；存儲(chǔ)機(jī)床維護(hù)時(shí)所需的信息；通過(guò)波形方式顯示伺服的各類(lèi)數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行伺服的調(diào)節(jié)；可以存儲(chǔ)報(bào)警履歷和操作人員的操作履歷，便于發(fā)生故障時(shí)查找原因。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 8）控制個(gè)性化。通過(guò) C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)畫(huà)面顯示和操作的個(gè)性化；用宏語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn) CNC功能的高度定制；通過(guò) C語(yǔ)言編程，可以構(gòu)建與由梯形圖控制的機(jī)器處理密切相關(guān)的應(yīng)用功能。 ? （ 9）高性能的開(kāi)放式 CNC。 FANUC Series 160i／180i／ 210i是與 Windows 2022對(duì)應(yīng)的高功能開(kāi)放式 CNC。這些型號(hào)的 CNC與 Windows2022對(duì)應(yīng)，可以使用市面上出售的多種軟件，不僅支持機(jī)床制造商的機(jī)床個(gè)性化和智能化，而且還可以與終端用戶(hù)自身的個(gè)性化相對(duì)應(yīng)。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 10）軟件環(huán)境。為了與 CNC／ PMC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，提供可以用 C語(yǔ)言或 BASIC語(yǔ)言調(diào)用的 FOCAS1驅(qū)動(dòng)器和庫(kù)函數(shù)；提供 CNC基本操作軟件包，它是在電腦上進(jìn)行 CNC／ PMC顯示、輸入、維護(hù)的應(yīng)用軟件，通過(guò)用戶(hù)界面向操作人員提供“狀態(tài)顯示、位置顯示、程序編輯、數(shù)據(jù)設(shè)定”等操作畫(huà)面； CNC畫(huà)面顯示功能軟件，是在電腦上顯示出與標(biāo)準(zhǔn)的 i系列 CNC相同畫(huà)面的應(yīng)用軟件； DNC運(yùn)轉(zhuǎn)管理軟件包，可以完成從電腦上的硬盤(pán)高速地向 CNC傳輸 NC程序并加以運(yùn)行。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? ? FANUC 16i／ 18i／ 21i系統(tǒng)由液晶顯示器一體型 CNC、機(jī)床操作面板、伺服放大器、強(qiáng)電盤(pán)用 I／ O模塊、 I／ O Link β放大器、便攜式機(jī)床操作面板及適配器、 αi系列 AC伺服電機(jī)、 αi系列 AC主軸電機(jī)、應(yīng)用軟件包等部分組成。連接如圖 。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 操作單元 Operation unit 機(jī)床操作面板 Machine Operation’ panel 伺服放大器 1 伺服放大器 1 伺服放大器 1 主軸伺服放大器 1 伺服電機(jī) 強(qiáng)電盤(pán)用 I/O模塊 I/O linkβ放大器 伺服電機(jī) 伺服電機(jī) 主軸電機(jī) 伺服電機(jī) 便攜式機(jī)床操作面板用適配器 具有液晶顯示和手動(dòng)脈沖發(fā)生器便攜式機(jī)床操作面板 圖 FANUC Series 16i／ 18i／ 21i連接示意圖 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? ? （ 1）進(jìn)給控制 ? 進(jìn)給控制框圖如圖 ，為實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高效率加工，控制系統(tǒng)采用以毫微米為插補(bǔ)計(jì)算單位，因此，發(fā)送到數(shù)字伺服控制器的指令極為穩(wěn)定，由此來(lái)提高表面加工精度。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 由于采用高響應(yīng)向量（ High Response Vector）控制的高增益伺服系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)高速加工，為避免機(jī)械諧振，系統(tǒng)增加了 HRV濾波器，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高增益伺服控制。為實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定的進(jìn)給，系統(tǒng)采用高性能 αi系列 AC伺服電機(jī)、高精度的電流檢測(cè)和高分辨率的脈沖編碼器（標(biāo)準(zhǔn)件為 1 000 000／ rev，選購(gòu)件為 16 000 000／ rev）以及高性能的伺服控制 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 納米插補(bǔ) Nano interpolation 位置控制 Postion Control 高增益速度控制 High Gain Velocity contro1 HRV濾波器 HRV Fiter HRV濾波器 HRV Cunrent Control 伺服放大器 Servo smplifler CNC 伺服 HRV控制 SERVO HRV Control HRV 高精度電流反饋 High resolution current feedback 高響應(yīng) 、 高分辨率反饋 Quick response and high resolution feedback 000/rev 圖 FANUC Series 16i／ 18i／ 21i進(jìn)給控制框圖 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 2）主軸控制 ? 如圖 ,為主軸控制框圖，主軸控制通過(guò)采用高速 DSP（ Digital signal processing），改善控制軟件算法（主軸HRV控制），設(shè)法提高電路的響應(yīng)性和穩(wěn)定性。通過(guò)控制回路運(yùn)算周期的縮短和高分辨率檢測(cè)回路的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)型和高精度的主軸控制。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 位置控制 Postion Control 高速運(yùn)算速度控制 High speed Vecity contro1 主軸 HRV控制 SPINDLE HRV Corlod 高分辨率內(nèi)插回路 High resotution Interpolation circuit 高分辨率內(nèi)插回路 High resotution Interpolation circuit 新主軸放大器模塊 New SPINDLE AMPLIFIER MOOULE + － + － + － 速度反饋信號(hào) Velocity feedbaclc Signa 位置反饋信號(hào) Position feedbaclc Signa 電流反饋信號(hào) Current feedbaclc Signa 位置指令 MCMD 主軸電機(jī) Spindle motor 主軸 Spindle 圖 FANUC Series 16i／ 18i／ 21i主軸控制框圖 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng) ? 西門(mén)子（ SIEMENS）公司的 SINUMERIK系列數(shù)控系統(tǒng)，功能完善，穩(wěn)定可靠，具有較高的性能價(jià)格比，在我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)被廣泛應(yīng)用。如圖 ，為目前市場(chǎng)常見(jiàn)的 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品類(lèi)型，主要包括 80 8 840等系列。下面以 SINUMERK 840數(shù)控系統(tǒng)為例，介紹其硬件組成及各模塊間的聯(lián)系。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 802D 840D 802C 810D 802S 高性能 、 低價(jià)位 高性能型 普及型 611UE數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器 611U模擬伺服驅(qū)動(dòng)器 STEPDRIVE C步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 圖 SINMENS數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品類(lèi)型 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 功能特點(diǎn) ? SINUMERK 840D是 20世紀(jì) 90年代中期開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的全數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)，具有高度模塊化及規(guī)范化的結(jié)構(gòu)，它將 CNC和驅(qū)動(dòng)控制集成在一塊板子上，將閉環(huán)控制的全部硬件和軟件集成在一平方厘米的空間中，便于操作、編程和監(jiān)控。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? SINUMERK 840D保持了西門(mén)子前兩代系統(tǒng)SINUMERIK 880和 SINUMERIK 840C的三 CPU結(jié)構(gòu)，由人機(jī)通信 CPU（ MMCCPU）、數(shù)字控制 CPU（ NCCPU）和可編程邏輯控制器 CPU（ PLCCPU）三個(gè) CPU分工協(xié)調(diào)工作，快速高效。在物理結(jié)構(gòu)上， NCCPU和 PLCCPU合為一體，合成在 NCU（ Numerical Control Unit）中，但在邏輯功能上相互獨(dú)立。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? SINUMERK 840D與西門(mén)子 611D數(shù)字化伺服驅(qū)動(dòng)模塊及西門(mén)子 S7－ 300PLC模塊構(gòu)成的全數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)鉆削、車(chē)削、銑削、磨削等數(shù)控功能，也能應(yīng)用于剪切、沖壓、激光加工等數(shù)控加工領(lǐng)域。840D數(shù)控系統(tǒng)具有如下主要功能及特點(diǎn)。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 1）控制類(lèi)型 ? 采用 32位微處理器，實(shí)現(xiàn) CNC控制，可用于完成 CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式 PLC控制。 ? （ 2）機(jī)床配置 ? 可實(shí)現(xiàn)鉆、車(chē)、銑、磨、切割、沖、激光加工和搬運(yùn)設(shè)備的控制，備有全數(shù)字化的 SIMODRIVE 611D數(shù)字驅(qū)動(dòng)模塊。最多可控制 31個(gè)進(jìn)給軸和主軸，進(jìn)給和快速進(jìn)給的速度范圍為 103mm/min～999 m／ min。其插補(bǔ)功能有樣條插補(bǔ)、三階多項(xiàng)式插補(bǔ)、控制值互聯(lián)和曲線(xiàn)表插補(bǔ)，這些功能為加