课题一：FANUC 0I MATE-TD数控系统基本配置.doc

课题一：FANUC 0i Mate数控系统结构与连接 学习目标： 了解FANUC数控系统的发展 正确认识FANUC 0i Mate数控系统的构成 认识FANUC数控系统的硬件连接接口定义 二、实训设备： 亚龙CNC fmate-td数控机床智能实训考核设备 三、知识准备： 1、产品发展历史 FANUC公司是全球最大、最著名的CNC生产厂家，其产品以高可靠性著称，其技术居世界领先地位。 FANUC公司的主要产品生产与开发情况： 1956年，开发日本第1台点位控制的NC 1959年，开发日本第1台连续控制的NC 1960年，开发了日本第1台开环步进电机直接驱动的NC 1966年，采用集成电路的NC开发成功 1968年，全世界首台计算机群控数控系统（DNC）开发成功。 1977年，开发了第一代闭环控制的CNC系列产品FANUC5/7与直流伺服电机 1979年，开发了第二代闭环数控系统系列产品FANUC6系统 1982年，开发了第二代闭环功能精简型数控系统FANUC3系统与交流伺服电机。 1984年，开发了第三代闭环数控系统FANUC10/11/12,采用了光缆通讯技术。 1985年，开发了第三代闭环功能精简型数控系统FANUC 0系统。 1987年，开发了FANUC15系列的CNC 1995-1998年，开始在CNC中应用IT网络与总线技术 2000年，开发了FANUC 0i MODEL A数控系统 2002年，开发了FANUC 0i MODEL B数控系统 2003-2005年，相继开发了FANUC 30i/31i/32i系统与FANUC 0i MODEL C数控系统 2008年，在中国市场推出FANUC 0i MODEL D数控系统 2、控制单元结构 正面 LCD存储卡接口 LCD 存储卡接口 软键 反面 图 FANUC 0i D/0i mate D系统接口图 系统各端子的功能如表1-2-1： 端 口 号 用 途 COP10A 伺服FSSB总线接口，此口为光缆口 CD38A 以太网接口 CA122 系统软键信号接口 JA2 系统MDI键盘接口 JD36A/JD36B RS-232-C串行接口1/2 JA40 模拟主轴信号接口/高速跳转信号接口 JD51A I/O link总线接口 JA41 串行主轴接口（到驱动器JA7B）/ 主轴独立编码器接口（模拟主轴） CP1 系统电源输入（DC24V） 3、FANUC伺服控制单元及FSSB总线 （1）、FANUC伺服系统的构成 如果说CNC控制系统是数控机床的大脑和中枢，那么伺服和主轴驱动就是数控机床的四肢，他们是大脑的执行机构。 FANUC驱动部分从硬件结构上分，主要有下面四个组成部分: (a)轴卡---就是我们在介绍系统接口时，接光缆的那块PCB板，在现今的全数字伺服控制中，都已经将伺服控制的调节方式、数学模型甚至脉宽调制以软件的形式融入系统软件中，而硬件支撑采用专用的CPU或DSP等，这些部件最终集成在轴控制卡。轴卡的主要作用是速度控制与位置控制。如图 图 轴卡 (b)放大器---接收轴卡（通过光缆）输入的光信号转换为脉宽调制信号，经过前级发达驱动IGBT模块输出电机电流。如图1-2-3 图1-2-3 放大器 (c)电机---伺服电机或主轴电机，放大器输出的驱动电流产生旋转磁场，驱动转子旋转。如图1-2-4 图1-2-3 伺服电机 (d)反馈装置---由电机轴直连的脉冲编码器作为半闭环反馈装置。FANUC早期的产品使用旋转变压器做半闭环位置反馈，测速发电机作为速度反馈，但今天这种结构已经被淘汰。如图1-2-5。 图1-2-5 伺服电机编码器 (1)-- (4)的相互关系是：轴卡(1)接口COP10A输出脉宽调制指令，并通过FSSB(Fanuc Serial Servo Bus发那科串行伺服总线)光缆与伺服放大器(2)接口COP10B相连，伺服放大器整形放大后，通过动力线输出驱动电流到伺服电机(3)，电机转动后，同轴的编码器(4)将速度反馈和位置反馈到FSSB总线上，最终回到轴卡上进行处理。见图1-2-6 图1-2-6 FFSB连接示意图 （2）、FANUC伺服放大器与接口的含义 放大器外形 αi (PSM-SPM-SVM3) SV20 型 (βi 2,4,8 电机用) 变频主轴——数控车用的就是这种 （a）αi系列伺服的连接 αi系列伺服由PSM(电源模块)、SPM（主