【文章內(nèi)容簡介】 據(jù)為字節(jié)型，如表 。 圖 0020號參數(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號參數(shù)說明 圖 輸入／輸出連接 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 通過設(shè)定 0020號參數(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)定對應(yīng)接口的相應(yīng)參數(shù)，如圖 。其中對于通道 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號參數(shù)如圖 ，為字節(jié)軸型參數(shù)，用來定義各軸的程序名稱，名稱定義如表 。 圖 1020號參數(shù) 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 表 1020號參數(shù)說明 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 4） 1023號參數(shù)如圖 ，為字節(jié)軸型參數(shù)，用來定義各軸的伺服軸號，設(shè)定各軸為對用的第幾號伺服軸。通常，控制軸號與伺服軸號的設(shè)定值相同。 圖 1023號參數(shù) 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 5） 1010號參數(shù)為字節(jié)型參數(shù)，如圖 。用來設(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號參數(shù) 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? ? 目前在國內(nèi)， FANUC 0i系列已成為主流產(chǎn)品，各機床生產(chǎn)廠家已大量采用，部分機床產(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)體積進一步縮小，將液晶顯示器與 CNC控制部分溶為一體，實現(xiàn)了超小型化和超薄型化（無擴展槽時厚度只有 60 mm）。 ? （ 2）納米插補。以毫微米為單位計算發(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。通過使用高速 RISC處理器，可以在進行納米插補的同時，以適合于機床性能的最佳進給速度進行加工。 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控制單元和多個伺服放大器連接起來的高速串行總線，可以實現(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為選購件），可以與多臺電腦同時進行高速數(shù)據(jù)傳輸，適合于構(gòu)建在加工線和工廠主機之間進行交換的生產(chǎn)系統(tǒng)。并配以集中管理軟件包，以一臺電腦控制多臺機床，便于進行監(jiān)控、運轉(zhuǎn)作業(yè)和 NC程序傳送的管理。 ? （ 6）遠程診斷。通過因特網(wǎng)對數(shù)控系統(tǒng)進行遠程診斷，將維護信息發(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?？梢酝ㄟ^接觸摸畫面上所顯示的按鍵進行操作；可以利用存儲卡進行各類數(shù)據(jù)的輸入／輸出；可以以對話方式診斷發(fā)生報警的原因，顯示出報警的詳細內(nèi)容和處置辦法；顯示出隨附在機床上的易損件的剩余壽命；存儲機床維護時所需的信息；通過波形方式顯示伺服的各類數(shù)據(jù)，便于進行伺服的調(diào)節(jié)；可以存儲報警履歷和操作人員的操作履歷，便于發(fā)生故障時查找原因。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 8）控制個性化。通過 C語言編程，實現(xiàn)畫面顯示和操作的個性化；用宏語言編程，實現(xiàn) CNC功能的高度定制；通過 C語言編程，可以構(gòu)建與由梯形圖控制的機器處理密切相關(guān)的應(yīng)用功能。 ? （ 9）高性能的開放式 CNC。 FANUC Series 160i／180i／ 210i是與 Windows 2022對應(yīng)的高功能開放式 CNC。這些型號的 CNC與 Windows2022對應(yīng)，可以使用市面上出售的多種軟件，不僅支持機床制造商的機床個性化和智能化，而且還可以與終端用戶自身的個性化相對應(yīng)。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 10）軟件環(huán)境。為了與 CNC／ PMC進行數(shù)據(jù)交換，提供可以用 C語言或 BASIC語言調(diào)用的 FOCAS1驅(qū)動器和庫函數(shù)；提供 CNC基本操作軟件包，它是在電腦上進行 CNC／ PMC顯示、輸入、維護的應(yīng)用軟件，通過用戶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”等操作畫面； CNC畫面顯示功能軟件，是在電腦上顯示出與標準的 i系列 CNC相同畫面的應(yīng)用軟件； DNC運轉(zhuǎn)管理軟件包，可以完成從電腦上的硬盤高速地向 CNC傳輸 NC程序并加以運行。 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、機床操作面板、伺服放大器、強電盤用 I／ O模塊、 I／ O Link β放大器、便攜式機床操作面板及適配器、 αi系列 AC伺服電機、 αi系列 AC主軸電機、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 強電盤用 I/O模塊 I/O linkβ放大器 伺服電機 伺服電機 主軸電機 伺服電機 便攜式機床操作面板用適配器 具有液晶顯示和手動脈沖發(fā)生器便攜式機床操作面板 圖 FANUC Series 16i／ 18i／ 21i連接示意圖 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? ? （ 1）進給控制 ? 進給控制框圖如圖 ，為實現(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計算單位，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)，可以實現(xiàn)高速加工，為避免機械諧振，系統(tǒng)增加了 HRV濾波器，實現(xiàn)穩(wěn)定的高增益伺服控制。為實現(xiàn)高速、穩(wěn)定的進給，系統(tǒng)采用高性能 αi系列 AC伺服電機、高精度的電流檢測和高分辨率的脈沖編碼器（標準件為 1 000 000／ rev，選購件為 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 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。通過控制回路運算周期的縮短和高分辨率檢測回路的有機結(jié)合，實現(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 Velocity feedbaclc Signa 位置反饋信號 Position feedbaclc Signa 電流反饋信號 Current feedbaclc Signa 位置指令 MCMD 主軸電機 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，具有較高的性能價格比，在我國數(shù)控機床行業(yè)被廣泛應(yīng)用。如圖 ，為目前市場常見的 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品類型，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 、 低價位 高性能型 普及型 611UE數(shù)字伺服驅(qū)動器 611U模擬伺服驅(qū)動器 STEPDRIVE C步進驅(qū)動器 圖 SINMENS數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品類型 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? 功能特點 ? SINUMERK 840D是 20世紀 90年代中期開發(fā)設(shè)計的全數(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保持了西門子前兩代系統(tǒng)SINUMERIK 880和 SINUMERIK 840C的三 CPU結(jié)構(gòu)，由人機通信 CPU（ MMCCPU）、數(shù)字控制 CPU（ NCCPU）和可編程邏輯控制器 CPU（ PLCCPU）三個 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立。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? SINUMERK 840D與西門子 611D數(shù)字化伺服驅(qū)動模塊及西門子 S7－ 300PLC模塊構(gòu)成的全數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)，能實現(xiàn)鉆削、車削、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。 典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用 ? （ 1）控制類型 ? 采用 32位微處理器，實現(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）機床配置 ? 可實現(xiàn)鉆、車、銑、磨、切割、沖、激光加工和搬運設(shè)備的控制，備有全數(shù)字化的 SIMODRIVE 611D數(shù)字驅(qū)動模塊。最多可控制 31個進給軸和主軸，進給和快速進給的速度范圍為 103mm/min～999 m／ min。其插補功能有樣條插補、三階多項式插補、控制值互聯(lián)和曲線表插補，這些功能為加