fanuc数控系统十篇

fanuc数控系统篇1

关键词：FANUC数控系统；参数；设置；应用

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）30-0065-02

FANUC数控系统的参数很多，其中每一位型参数又有八位，因此一套FANUC系统配置的数控机床少说也有近万个CNC参数需要设定，这些参数的合理设置将会直接提升数控机床性能的发挥，提高其使用水平。大量的生产实践证明了只有了解数控系统参数的含义，才能给数控机床的故障诊断和维修带来方便，从而缩减机床故障诊断的时间，最终实现提高机床利用率的目的。此外，对数控机床系统参数的设置也是了解数控系统相关软件设计的窗口。在某些条件下，修改系统参数可以开发数控系统在订购时某些没有表现出来的功能，有助于机床功能的二次开发。因此，对于任一型号系统的数控机床，了解并掌握系统参数的含义显得尤为重要。机床生产厂家在数控机床出厂前，为了配合、适应相配套的数控机床的具体功能情况对数控系统进行了许多初始参数设置，但有些参数需要经过调试来进一步确定。在数控机床故障诊断与维修过程中，有时可以利用某些系统参数来调整机床，根据机床的实际运行状况对部分参数进行适当的修正，故专业的数控维修人员要充分了解机床的这些系统参数，并将已设定好的系统参数进行备份，妥善保管，方便在维修时使用，另外参数调整后要采取相应的保护措施，以防非专业维修人员的误操作引起机床故障。

1 FANUC数控系统参数的设置

FANUC系统参数的更改方法很多，其中比较常用的方法有参数的手动设定方法、通过阅读机/穿孔机接口用计算机传输软件输入参数；使用存储卡输入参数；使用USB口输入参数；在引导系统（BOOT SYSTEM）下用存储卡备份和复原SRAM（参数、程序、刀补等）。以手动设定方法为例说明参数更改的步骤。

将NC置于MDI方式下或按下急停按钮，按功能键[OFS/SET]一次或几次后，再按软键[SETTING]，可显示参数设定页面。将光标移至“参数写入”处，设定“参数写入”=1，按软键[ ON：1]，或者直接输入1，再按软键[输入]，这样参数成为可写入的状态。此时CNC产生P/S100报警（允许参数写入）。解除此报警的方法：按下RESET+CAN或只按下RESET（设置参数No.3116#2=1）。参数修改后：若出现000号报警，需关系统电源；对轴参数进行设置后，需要关设备总电源。按MDI面板上的功能键[SYSTEM] 一次或几次后，再按软键[参数]，选择参数页面。从键盘输入想显示的参数号，然后按软键[搜索]。可以显示指定的参数所在页面，光标在指定的参数位置上。参数设定完毕，需将参数设定页面的“参数写入=”设定为0，禁止参数设定。

2 FANUC数控系统参数的备份与恢复

FANUC数控系统中的数据有加工程序、CNC参数、螺距误差补偿值、宏变量、刀具补偿值、PMC程序、PMC数据、工件坐标系数据等，在机床不使用时这些数据是依靠控制单元中的电池进行保存的。如果控制单元损坏、电池更换或电池失效时出现差错，将会造成这些重要的数据丢失。因此在数控机床的使用中，必须做好上述数据的备份工作，当出现数据丢失时，可以选取一定的方法来恢复这些数据，从而使得机床能够正常的运行。

常用数据备份和加载有两种方法：开机时通过数据备份及加载引导画面进行；数控系统工作时通过数据输入输出方式进行。前者备份的数据是系统数据的整体，下次恢复或调试其他相同机床时，可以迅速的完成，但是数据为机器码且为打包形式，不能在计算机上打开；而后者在备份和恢复数据时首先要将20号参数设定为4，然后要在编辑方式下选择要传输的相关数据的画面。若要给备份的数据起自定义的名称，则可以通过[ALL IO]画面进行。

3 FANUC数控系统参数的保护方法

数控系统参数的设置正确与否会直接影响机床能否正常运行。在数控机床总故障数中，约10%的故障是由系统参数引起的，因此数控系统参数故障也是机床的一种常见故障。而大多情况下这些参数故障是由于操作者的误操作，改变了数控机床的某些系统参数造成的。对数控系统参数等重要文件进行保护，以防机床操作者或其他人员的的误操作，也是数控机床在日常维护工作中一个极其重要的环节。本文简要介绍FANUC 0i系统的数控机床在故障诊断与维修中几个常用的系统参数保护方法。

3.1 数控系统参数修改法

方法1：通过面板上的[OFFSET/SETTING]按键，显示参数设定界面，将“参数写入”一栏写入0即可。此方法主要适用于对系统参数不是很了解的机床操作者。

方法2：将3299号参数的第0位（PKY）更改为1，则上述方法1参数设定界面中的“参数写入”无法修改。此方法主要是由于参数的写入保护是由数控系统PMC信号中的“KEYPRM”信号（G46.0）状态决定的，更改上述参数可禁止系统参数写入。

方法3：要想进入系统的参数界面，就必须先按面板上的[SYSTEM]按键，所以把3208号参数的第0位（SKY）更改为“0”，MDI面板的功能键[SYSTEM]将无效，系统也将无法进入参数的设定界面，也就无法对参数进行修改。

由于方法2和方法3在一般的数控机床维修资料中较少提及，所以大部分人员并不清楚这些参数的作用，更不知道如何解除参数的保护，从而起到较好的保护系统参数的目的。

3.2 系统参数修改与系统PMC梯形图结台法

只需查阅相关的资料就可以解除采用上述三种方法的参数保护，因此就需要采用深层次的保护方法来保证系统参数的安全性。由于大部分一线的专业维修人员都无法做到系统PMC梯形图的编写，因此通过更改系统参数和修改系统的PMC梯形图相结合的方法可达到很好保护系统参数的作用。

首先将3299号参数的第0位修改为1，然后把系统的PMC梯形图修改如图1所示，即通过系统的一个“逻辑0”可编程序控制器信号R9091.0来控制G46.4（KEY 2），使该信号一直处于0的状态，用钥匙开关信号X13.1来控制G46.3（KEY 1）、G46.5（KEY 3）和G46.6（KEY 4）3个信号，这样就可以实现对系统参数这一重要数据的保护。

4 系统参数在维修中的应用

数控系统的参数都是经过一系列的理论计算并通过大量的试验、调整而获得的。参数通常情况下存放于数控系统的静态随机存储器（SRAM）中，当受到外界的干扰、电池电量不足以及数控系统长期不通电等情况时，都可能导致部分参数发生变化或丢失，对机床和数控系统的运行产生直接的影响。尤其当数控机床长期的闲置不使用时，系统参数丢失的现象更会容易出现。因此，维修数控机床行之有效、也是一个常用的方法就是检查数控系统并恢复机床的系统参数。此外，由于数控机床经过长时间的运行后，机床的某些运动部件会产生磨损、电器元件的性能也随之发生一定的变化等原因，也需要维修人员对相关的系统参数进行适当的调整。

4.1 参数类故障的维修思路

系统参数在数控系统中占据非常重要的位置，对其设置的是否恰当将会对机床的工作性能和工件的加工精度产生很大的影响。在调试阶段，如果参数设置的不合理或人为不恰当的参数更改，都有可能使得数控系统出现失控现象、加工误差大等故障发生，甚至还会出现一系列的报警或一些无显示信息的报警故障现象。因此，一定要先清楚地掌握系统参数的含义和其对应的功能之后再进行参数的设置。

4.2 参数类故障维修案例

4.2.1 手轮进给方式下摇动手轮无作用的维修

某一FANUC 0i mate D系统的数控车床，在手轮进给方式下摇动手轮不起作用。直接检查8131号参数的第0位（HPG）和7113号参数的数值，发现7113号参数（手轮进给倍率）的设定值正确，而8131号参数的第0位数值不知什么原因变为0了，0状态是取消使用手能，摇动手轮时当然不会有信号输出。修改该参数为1，并把参数设定界面中的“参数写入”一栏写入0即可或将写保护参数8900的第0位改成0后，关掉系统电源并重新启动手轮使用恢复正常。

4.2.2 风扇损坏的维修

一台FANUC 0i系统的数控机床，开机一段时间后画面显示ALM701报警信息。通过查阅FANUC数控机床维修材料，得到是控制单元上部的风扇由于过热的原因而引起的报警。打开该机床后侧的电气柜，发现控制单元上部的其中一个冷却风扇停止工作，用万用表测得风扇的电源正常，因而可以断定是该冷却风扇损坏。考虑到短时间内购买不到同一类型的风扇，只好将8901号参数的第0位更改为“1”先解除上述的报警，然后再用外部冷风进行强制冷却，等待风扇购到后，再将8901参数的第0位数值更改为“0”。

4.2.3 解除软限位超程报警故障的方法

某FANUC 0i mate D数控系统的机床在工作过程中，无故断电，再次通电后界面显示500#报警信息，报警内容为“Z轴方向出现了软限位超程”。

故障产生后，机床的两个轴都被锁定。从十字滑台上分析Z轴停止的位置，得到其停在滑台的中间，由此可判断Z轴不可能超出行程。再查找机床的两个软限位参数――1320号（各轴正方向储存的行程极限）参数和1321号（各轴负方向储存的行程极限）参数，发现这两个参数并没有被改动。当用手左右转动Z轴的丝杠时，向左转动会出现501#报警（即负方向超出行程），向右转动会出现500#报警（即正方向超出行程），由此可判定报警信息来自于Z轴丢失了零点信息。将1320、1321这两个软限位参数分别修改为极限值999999和-999999，并按下系统的复位键，超程报警信息消失，重新使Z轴返回零点后，该故障解除。

4.2.4 解除SV5136 FSSB：放大器数不足的报警

某FANUC 0i系统的数控车床闲置一段时间后再开机，出现SV5136 FSSB：放大器数不足的报警，维修说明书的解释内容为与控制轴的数目比较时，FSSB识别的放大器数目不足。轴数的设定或放大器的连接有误。通过放大器设定画面查找到Z轴的伺服放大器未连接到机床，检查FSSB（FANUC 伺服串行总线）连接正常，且24 V电源供电也正常。将系统的1902号参数的第0位设置为0后，关闭系统电源，再次启动机床后发现报警消失，故障解除。

5 结 语

数控系统参数的设置在机床故障诊断与维修中有着广泛的应用。机床操作者如果能了解并掌握这些参数的含义和作用，将会为数控机床的维护维修带来极大的方便，缩减故障维修的时间，从而提高机床的使用率。需要强调的是，如需更改系统的某些参数，首先要了解该参数的含义，明确该参数发生变动时会产生的现象，以及对其他的参数是否有影响，同时做好详细的记录，以便对比不同参数产生的结果，并选取其中最佳的数值设定到对应的表中；其次在参数修改前，要做好参数备份工作；最后修改好参数后要对其进行必要的保护，以防误操作带来不必要的麻烦。

参考文献：

[1] 刘永久.数控机床故障诊断与维修技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2] 李晓海，易平波.FANUC 0i（mate）C/D系统参数的简明设定[J].科技信息，2010，（15）.

[3] 马正锋，史耀耀，闫飞，等.FANUC数控系统参数丢失后的恢复方法[J].机械制造，2007，（6）.

fanuc数控系统篇2

关键词： PMC FANUC系统 PMC教学 方法和体会

一、引言

PMC是继电器顺序控制的基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制a装置。其应用软件编程取代了硬连线逻辑，在改变机械运动时只需要改变程序而无须重新配线，大大简化了电气控制系统。实验实训中心承担了学校理工科各专业学生数控技术实验实训教学，数控技术创新教学等任务。学校配备了相应的实验设备，来实训的学生通过理论和实践的具体学习与应用，可以掌握有关PMC的基本知识和应用技能。如何才能让学生学好PMC?经过几年的教学与探索，我有以下几点体会。

二、做好开课前准备

工作利用学校现有的有利条件，首先组织学生到数控实训现场进行认识实习和多功能演示的观摩实习。此阶段教学内容：了解PMC在工作中的作用以及它的使用方法，I/O的连接，建立整体的印象。其教学特点：让学生在一开始对所学习的内容有一个整体的、大概的了解，使学生有目的地去学习该课程；不足之处是时间短，学生属于被动思考。

三、狠抓PMC课堂理论

教学在学习PMC之前同学们大都应已经掌握了相关的知识，PMC是一种依靠程序实现的工业控制，学习它时要求具备相关专业的基础知识，比如《电机学》、《电力拖动与控制》、电工实习等。理论知识的系统学习应分为两个部分来进行。

1.让学生熟练掌握PMC各种基本逻辑指令。一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M代表辅助继电器，SPM代表专用辅助继电器，T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表数据寄存器，MOV代表传输等。基本指令通晓后，才能基本编程。

2.让学生掌握基本的编程思路和技巧。此阶段的教学特点：引导学生抓住核心问题，突出重点内容，易于理解；不足的地方是受板书限制，不够直观，信息量小。内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别称为继电器、定时器、计数器等。在教学中应先让学生去理解梯形图与电气原理图的关系，如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如LD，AND，OR）对应于接点，互锁指令（IL、ILC）可看成总开关，等等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。LD/LDI/OUT三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说明。触点串联指令（AND/ANDI）、并联指令（OR/ORI）。AND、ANDI指令用于一个触点的串联，但串联触点的数量不限，这两个指令可连续使用。OR、ORI是用于一个触点的并联连接指令。

只有通过对PMC基本结构、配置、基本指令系统和编程方法的深入学习，才能在后面的实验实训中有所斩获。PMC的编程语言是面向用户的，对使用者不要求具备高深的知识、不需要长时间的专门训练。

四、亲身实践是掌握PMC的必由之路

在校学生不能真正掌握PMC的重要原因在于缺乏实践。一种是缺乏实践条件，一种是实习机会太少。PMC是一门实践性很强的课程。需要有学以致用的效果才能启发学生的学习热情，从而能自己主动地去找寻及学习相关知识点。实践教学是辅助课堂教学的重要环节，它需要相关的理论为基础，是对理论的验证，是理论的延伸，实际操作对于加深理解PLC的内容和原理，熟练掌握可编程控制器的使用和操作方法，加快学习梯形图语言的速度，以及建立工业控制系统概念，积累现场经验、培养动手能力等方面有较大的帮助；不能使学生充分思考和发挥创造力。实训第一阶段重点是通过读懂梯形图来理解所讲解的PMC基本知识。

下面以最基本的指令为例，探讨该方法在教学实践中的应用方法。动态梯形图学习法：目前FANUC系统都有动态梯形图显示画面，通过梯形图信号的明暗或颜色的变化来判断数控机床的具体工作部位，取代了用电子仪表进行测量的传统方法，是目前实际工作中普遍采用的方法之一。学生通过自己的相关查找，理解并掌握数控机床PMC具体控制原理，一目了然。

实训第二阶段在介绍了PMC的使用原则后给出实验题目和实验目的的方法，学生自己来完成实验的设计和操作。

下面以系统电气控制线路图程序执行过程（以FANUC的SP3型PMC的指令系统）为例，探讨该方法在教学实践中的应用方法。说明：系统I/O信号中，QF7为泵电动机短路器的常开点，实现电动机过载保护，通过系统PMC控制接触器KM6线圈，从而实现机床自动控制。

当机床第一次开机时，机床准备就绪信号X1016.7为“1”，启动机床泵电动机（Y1000.5输出）同时启动定时器15，机床15秒后，固定定时器15的延时断开常闭点R526.6切断自动回路，机床停止，从而完成机床首次开机的自动操作。

现在数控技术都结合了NC和PMC技术，PMC编程是关键，PMC控制了数控机床的辅助功能（M、S、T等），学生根据数控机床的技术要求，来编写PMC程序，输入到仿真软件里，如果程序是正确的，那么辅助功能就能正常地运行，如果程序出错了，仿真软件就会提示出错以及出错的原因，学生根据软件的提示来修改PMC程序，直到PMC程序完全正确为止。系统不同，PMC程序也不一样，通过仿真软件可以学习到不同的PMC程序以及控制系统与PMC的逻辑关系。

五、结语

实验内容采用由浅入深、循序渐进的方式――由PMC基本的指令功能验证到复杂的控制程序设计，再在PMC实验平台系统和专用设备上进行调试和检验，整个实训过程相当于工程现场完成一个小型的工程项目，培养了学生的实践能力。实践证明，按要求坚持做下来的学生的学习效果都较为理想。

参考文献：

［1］发那科.FANUCPMC编程说明书［P］.北京：北京发那科机电有限公司，2006.

［2］李大庆.基于PLC的数控机床故障诊断［J］.煤矿机械.2008，2007，（11）.

fanuc数控系统篇3

关键词：FANUC数控系统；模拟主轴；伺服电机

中图分类号： TH111 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）31-144-2

0 引言

公司新开发产品数控压缩机转子铣床，采用FANUC 0I MD数控系统，由三个伺服轴和一个主轴组成，机床主轴带动刀具旋转。FANUC数控系统主轴功能分主轴串行输出和主轴模拟输出两种，主轴串行输出是指使用FANUC主轴放大器控制交流主轴伺服电机来驱动机床主轴的一种控制模式，用此控制模式成本比较高，在一些经济型机床上可以采用主轴模拟输出，一般常用的方式就是使用交流变频驱动器控制交流变频电机来驱动机床主轴。本机的刀具驱动电机竖直安装在铣头箱上，在加工压缩机转子时，根据转子螺旋角的不同，安装刀具的铣头需要调整角度，从垂直分别向顺时针旋转60度、向逆时针旋转60度，在最大旋转角度返回垂直位置时，负载很重，这对机械要求很高，如果采用变频电机，同等功率的变频电机个头大，分量重，只能使用主轴电机，如果使用FANUC主轴电机加上主轴放大器，价格就高，成本增加，为降低成本，决定使用第三方国产高效能的驱动器及主轴电机，经过多方考评最终选定GS系列交流伺服主轴驱动器和CPT主轴电机，此驱动器是北京超同步伺服股份公司研制、开发生产的高品质、多功能、低噪音的交流伺服驱动器，可以对各种交流伺服电机的位置、转速、加速度和输出转矩方便地进行控制。本机选择使用CTP伺服主轴电机，功率37kW，由GS系列的BKSC-4045GS2伺服主轴驱动器驱动，此驱动器可以使用0-10V的模拟量来控制电机的运转，带动刀具旋转。

本机主轴带动刀具旋转，只是速度控制，不需要位置、加速度等的控制，所以不需要配置外置的编码器了。本机数控系统的连接、调试以及三个伺服轴的控制在这里不再赘述，重点说明在我公司第一次使用的GS系列伺服主轴驱动器及CTP伺服主轴电机实现主轴控制。

1 主回路及控制回路的连接

主回路的端子的连接，RST是三相交流电源输入端子，通过空气断路器接入三相380V电源即可，UVW是驱动器输出端，连接主轴电机的动力端子UVW，连接时注意相序要一致，否则会出现显示E.PV的过载报警。端子P PB连接制动电阻。

控制回路的连接，如图1所示：

①端口为RS232通信接口。②端口为模拟量输入、输出，其中FC为模拟量公共端，连接FANUC数控系统主板端口JA40的ES，FI为模拟量输入端（0-10V），连接FANUC数控系统主板端口JA40的SVC信号，注意模拟量连接的线一定要用屏蔽线。③为继电器输出端口，M1A、M1C、M1B为驱动器驱动故障输出，将M1C、M1B连接到数控系统的输入信号X8.0，通过顺序程序的梯形图控制。当驱动器出现故障时，故障继电器线圈吸合，其闭点M1C、M1B之间断开，机床发出主轴驱动器故障报警。④为控制信号输入端子，ST为控制使能信号，连接使能，I1为正转使能，I2为反转使能。⑤为编码器输出接口。⑥为编码器输入、通讯及电机热保护接口，连接电机的编码器反馈信号线即可。

2 参数确认

2.1 参数输入

驱动器及主轴伺服电机线路正确连接后就可以进行调试了，首先要将主轴及主轴伺服电机的有关参数进行运算然后按照正确的驱动器操作方式将参数正确地输入到驱动器中。

①应用参数An：A1为工厂控制参数，A2为用户多功能参数，A3为用户参数，根据本机控制需求，需要以下参数的设定：

A2.01=1，此参数是选择运转指令方式，=0，I1正转/反转（由模拟电压的极性决定）；=1，I1正转使能，I2反转使能，本机使用数控系统JA40输出的0-10V电压，所以此参数设定为1。

A2.02=1，此参数是选择模拟量方式，=0，双极性（-10V+10V）；=1单极性（0-10V）。

A2.15=0，此参数为定义I1端子的功能，=0，模拟速度控制；=1，脉冲速度控制，本机是选用模拟量0-10V控制，设定为0。

A3.23=182，此参数为速度控制时最高转速，输入10V模拟量时对应的转速，主轴电机的最高转速为3000转/分，电机与主轴的传动比是1：16.5，那么对应模拟电压10V时，主轴的最高转速=3000/16.5=182转/分。

②电机参数Dn：D1为电机参数，D2为电流环参数，D3为编码器参数，D4为u/f参数，D参数的设定要与伺服电机的铭牌一致（设定D参数时，需要将A1.00设定为1即参数显示选择为系统参数）：

D1.00 =59.6伺服电机的额定电流；D1.01=750伺服电机的额定转速；D1.02=370伺服电机的额定电压；D1.03=37 伺服电机的额定功率；D1.04=0.86 伺服电机的功率因数；D1.05=25.7伺服电机的额定频率。

以上D1参数的01-05中，都有1-8位，全部分别设定相同的数值。

2.2 电机的自学习

以上参数设定后，进行电机的自学习，

①断电拔掉T3端子，确保ST无输入信号。

②上电设置A1.10=7，伺服驱动器驱动自学习模式，而且LED显示LEAr。

③当LED显示F.0，电机自学习成功。

④设置A1.11=1，进行电机参数的自匹配。

电机自学习时，电机的电流越大，电机自学习时间越长。

2.3 数控系统中主轴速度的设定

NO.3736主轴电机的最高钳制速度

设定值 =（主轴电机的最高钳制转速/主轴电机的最大转速）*4095=4095

NO.3741主轴的最大速度

设定值 =182（参考应用参数中A2.23的设定）

3 试运转

以上参数设定后，就可以进行主轴的试运转了。

①机床上电，驱动器得电，此时测量驱动器的R S T端子，三相输入电压正常，给定T3端子的ST使能信号，在MDI录入方式下，输入主轴正转指令：M03 S18，启动自动循环，主轴开始旋转，此时，T3端子上的I1正转信号接通，测量T1端子上的FI模拟量输入电压为1V，使用转速表测量主轴转速为18转/分，主轴运转平稳。

②同样操作方法，不断提高转速，直到最高速度182转/分，模拟量输入电压到+10V，

③在不断提高速度的过程中，观察驱动器是否出现异常，伺服电机运转是否正常、平稳，有没有发热现象，如果出现异常要及时切断电源。

④同理，输入主轴反转指令，进行电机反转运行。

最终机床运行平稳，切削达到了设计要求。

参 考 文 献

[1] FANUC 0i-MD 功能连接说明书.

fanuc数控系统篇4

【关键词】FANUC 0iTD;数控机床;机床改造

我公司CK3263B卧式数控车床是沈阳机床厂80年代生产的，主要用于轴类、盘类零件的加工。原车床使用FANUC 6系统，机床主要配置如下：FANUC交流主轴，两个直流伺服轴，8工位转塔换刀，主轴4换挡位。但是由于使用年限较长，数控系统及电气元件老化严重，系统存储程序容量小，故障率高，备件购买困难，造成维修困难及停机时间较长，影响工厂生产，决定对其进行电气化改造。

1.改造方案

该机床机械、液压部分性能良好，部件磨损较少，能满足日后加工精度需要，因此只对数控系统及伺服驱动、电气系统进行改造，原交流主轴驱动及电机保持较好，决定保留继续使用，原机床加工使用要求：X、Z轴能插补联动，转塔自动换刀，系统最小精度单位0.001L，重复定位精度达到0.007L，PMC具有50个输入点，32个输出点，主轴能够4档换速。为了保留原机床的延续性，决定采用FANUC 0iTD系统、SVM数字伺服驱动结合交流模拟主轴，PMC编程控制机床动作。

2.FANUC 0iD系统性能

（1）FANUC 0iD系统是日本发那科公司在2008年9月新推出的高性价比数控系统，数字伺服采用HRV3及HRV4，系统新增纳米插补等功能，同时具有AICC（高精度轮廓控制），特别适用于高速、高精度、小程序段加工，标准配置以太网卡，8.4in彩色液晶显示器。

（2）改造所用基本配置：

①CNC硬件：FANUC 0iTD系统，型号A02B-0319-H101，8.4寸液晶显示器。

②伺服驱动单元（SVM）：AISV 160/160 HRV2/3LEVEL-UP，双轴驱动。

③I/O单元：型号A02B-0309-C001，可接96个输入点，64个输出点。

④数字伺服交流电机：X轴：AiF40/3000直轴AⅡ1000型（6KW）;

Z轴：AiF40/3000直轴带抱闸AⅡ1000型（6KW）。

⑤驱动电源（PSM）：Aips 11 Level-up，型号A06B-6140-H011。

3.硬件连接

此台数控车床共有一个交流主轴，两个伺服轴，一个I/O模块，CNC系统集成在显示器后面，系统与驱动电源、伺服模块、电机连接如图1所示。CNC与I/O模块由外部24V电源单元供电，I/O模块与CNC用I/O LINK总线连接，SVM与CNC通过FSSB光缆连接，控制电机运动，PSM外接三相动力电源，通过直流母线给伺服驱动（SVM）供电。系统的控制电路与机床的急停电路重新设计，更加注重稳定性与安全性。

图1 系统连接图

PMC控制器的程序存储在CNC中，输入信号来自操作面板、转塔、伺服驱动、手轮、热保护开关、行程开关、压力开关、故障报警信号等，输出信号控制电磁阀、继电器、面板的指示灯、伺服系统的使能等。PMC的I/O点分配如表1。

表1 PMC地址分配表

输入地址 输入信号 输出地址 输出信号

X0.0―X1.7 信号 Y0.0―Y1.7 电磁阀及主轴档位

X2.0―X2.7 超程信号 Y2.0―Y3.7 机床准备信号

X3.0―X3.7 转塔位置信号 Y24.0―Y31.7 面板灯输出

X21.0―X22.7 手轮信号

X24.0―X31.7 面板输入信号

4.PMC程序设计和机床参数设定

（1）PMC程序设计

为了原机床使用的延续性，改造时保留了原机床的PMC程序设计思想，不改变原厂家的控制逻辑，机床功能有：2个伺服轴联动，自动冷却，主轴转速模拟控制，主轴换挡控制，转塔换刀，报警信息等。

PMC主程序分level1和level2两级，level1为高速扫描区，主要编写回零和超程信号，level2编写其它PMC模块，就是上面提到的机床各个功能，可以在编程中分块编写，整个PMC程序是利用FANUC LADDER编程软件完成，用网线传入系统中并调试。

（2）FANUC 0iD系统参数设定和调整

FANUC系统是功能性很强的系统，参数很多，系统第一次通电时，先做一下参数全清，然后再设置机床运行所需的基本参数，共有如下几项：

①基本轴设定参数

1001#0直线轴最小移动单位：0公制

1002#1 无挡块参考点设定：0无效

1004#1最小移动单位：0 IS-B

1006#0 设定直线轴还是旋转轴：0直线轴

1010 CNC最大控制数2

1020 各轴的编程名称 X Z

1027 各轴伺服轴号

1815#1 分离型位置编码器：0无光栅尺

1410 空运行速度

1424 手动快移速度

②主轴参数设定

3701#1 屏蔽串行主轴 ：1

3701#4 不使用第二串行主轴：0

3741/2/3/4 主轴各档最高转速

③其他参数

包括软限位，运行速度，到位宽度，加减速时间常数，运行/停止时位置误差，显示相关参数，这些需要查参数手册填入就可以了。

以上是FANUC 0iD系统众多参数的最基本配置，这些参数配置完成后，机床就可以运行了，但是要达到最佳运行状态，还要利用FANUC软件，对伺服驱动进行优化，完后需要根据机床实际工作状态并逐渐修改完善。

5.系统调试

在数控系统及电气连接完成后，必须先详细检查才能送电，要按照资料要求的启动顺序通电。

首先调试急停电路，然后输入基本机床数据，确定各轴软限位正常，再调整主轴换档运转正常，转塔自动交换正常，手轮及冷却液、液压、等控制正常。最后对各轴丝杠螺距进行调整和补偿，机床长时间试运行无报警，说明可以正常使用。

6.结束语

这台机床改造后，恢复了机床原有各项功能，精度得到提升，达到车间的使用要求。经过几个月的生产使用，机床运行可靠，达到预期改造目标，为公司节省了额外购买机床的费用，我们也积累了FANUC电气改造的经验。

参考文献

[1]FANUC 0iD规格说明书.FANUC公司，2012.

[2]FANUC 0iD连接说明书（硬件）.FANUC公司，2012.

fanuc数控系统篇5

局域网通信把分散系统通过一条公用的通信介质联接在一起,适用于本身具有网络通信接口或经过扩展后具有网络接口的数控机床。数控机床通过网络接口与车间局域网进行连接,能够很好的实现数据传输和数据共享。此外,这种通信方式还具有高可靠性、高速率以及容易进行扩展[7]等优点。数控设备列表,如表1所示。在需要进行网络DNC通信管理的数控设备中,精雕机床和沈阳机床配备的数控系统都具有开放的网络接口,FANUC数控机床也可以通过追加快速以太网板(FastEthernetBoard)扩展网络通信接口。所以,为了避免异构组网[8]形式,同时鉴于现场总线和串行通信方式的局限性,本系统中采用基于局域网和TCP/IP协议的通信方式。

2、网络连接总体方案

开发DNC网络通信系统的长远目标是实现数字化车间管理系统。面向多平台网络DNC通信系统的总体联网方案,如图1所示。该方案采用工业以太网进行局域网间的通信,实现了多平台数控系统的集成。向上,DNC主机通过基于以太网技术的TCP/IP协议转换与校园主干网相连,实现与CAD/CAM中心的无缝连接。在车间设备层,DNC主机通过交换机与各数控设备相连,实现对精雕机床、沈阳机床以及FANUC机床的通信管理。在下层通信中,DNC主机与数控设备之间采用一对多的关系,即通过交换机或者集线器等设备,一台DNC主机可与多台数控设备进行通信,这样的联网结构控制简单、便于整个系统的管理和扩展。

3、DNC网络通信软件的开发

DNC网络通信系统由通信软件和通信网络两部分构成。通信网络主要包括DNC主机、通信接口、数控设备以及数据传输介质等,通信网络的建立是实现DNC网络通信的基础。通信软件安装在DNC主机上,完成加工程序的上传、下载管理以及数控机床信息的实时采集等功能,通信软件的开发是整个DNC网络通信系统的关键。

3.1软件架构和工作流程

采用C++语言,在Qt4.8.6环境下创建操作管理界面。操作管理人员通过系统操作管理界面层,调用动态链接库(DLL)文件与底层数控设备进行数据传输和信息共享,实现人机交互通信。工作流程图,如图2所示。DNC网络通信软件采用双线程的工作方式使文件传输与信息采集相互独立,通信过程互不干涉。系统的主线程为机床信息采集线程,该线程主要完成机床运行状态、报警信息、程序信息、主轴和刀具信息、以及机床文件信息的读取任务。当收到程序传输命令后,程序传输线程启动,机床信息采集线程和程序传输线程同时进行,程序传输结束,程序传输线程自动断开。

3.2通信软件开发

3.2.1DNC主机与精雕数控机床的通信

精雕数控机床的通信接口为标准C接口,在使用时需要将库函数NcMonIO.dll、NcMonIO.lib及头文件NcMonInterface.h复制到工作目录下并在项目文件中添加对头文件和库函数的引用。通信的建立需要通过调用函数CreateJDMachMon()和函数ConnectJDMach()创建机床监控对象,并与精雕数控机床之间建立连接。建立通信后,调用库函数读取机床报警信息、加工时间、主轴进给、主轴转速、坐标、程序状态、程序号、和当前刀具号等各种机床状态信息,还可获得最多1024个的加工程序列表。精雕系统文件传输流程图,如图3所示。精雕数控系统文件的传输是以一个完整的文件形式进行的,不需要对文件进行分割等操作。如从机床上下载文件到DNC主机,需要调用函ReceiveFile(),只要输入机床端文件和本地文件的完整名称,就可以把机床文件下载到DNC计算机上。通信结束调用函数DisConnectJDMach()和DeleteJDMachMon()断开通信系统与数控机床的连接,同时调撤销已经建立的机床监控对象。

3.2.2DNC主机与FANUC数控机床的通信

FANUC(0i-MC系列)数控机床提供的FOCAS2[9]应用程序接口为C++接口。同精雕机床和沈阳机床相比,FANUC数控机床在通信时不仅要引用主要负责应用程序与数控机床数据读取的Fwlib32.dll库文件,还要引用负责实现DNC主机与数控设备之间的TCP/IP通信库文件Fwlibe1.dll。实现与FANUC数控机床通信首先要调用cnc_allclibhndl3()函数,分派数据库句柄,并使用指定的IP地址连接CNC。与FANUC数控机床连接成功后就可以调用FOCAS提供的大量函数,实时读取机床的状态信息,并管理加工文件。在程序传输实现方面,FANUC系统不像精雕系统那样按完整文件的形式传输,而是以文本的形式传输,文件传输流程,如图4所示。与其它数控系统不同,FANUC0i-MC系统在调用某些函数时,需要对相应的机床参数进行设定,才可以读取到正确的数据,如调用函数cnc_rdngrp()和cnc_rdlife()读取刀组号、刀具号和刀具寿命信息时,需设置机床参数8132#0为1。通信结束要调用函数cnc_freelibhnd(l)释放函数库句柄指针。

3.2.3DNC主机与沈阳数控机床的通信

沈阳机床是基于.net技术的通信接口库函数,C++调用.net库有COM、CLR等多种技术,这里采用COM的方式。在编程之前使用Regasm.exe注册C#代码实现的DncClient_Com.DLL文件,然后将库文件DncClient.dll、DncClient.lib和头文件DncClient.h复制到工作目录下,并在项目文件中添加对文件的引用。通信的建立首先要通过DncClient::II5MachinePtrpi5来创建机床监控对象。在初始化I5通信类后,使用connec(t)函数连接到远程i5数控系统,连接成功后,可直接访问i5通信类的属性即可获得机床运行状态、理论坐标、实际坐标、刀具号以及工件加工时间数量等相关参数当前值。通信结束,要调用disconnec(t)函数断开到远程i5数控系统的连接。目前沈阳机床通信接口暂未开放文件传输函数接口,所以不能实现加工文件的传输以及对机床文件的管理功能。

4、实际应用

应用面向多平台的DNC网络通信软件可以与精雕、沈阳和FANUC三种不同系统的数控设备进行通信,传输、管理数控文件,采集、监控数控设备基本信息,具体表现如下。上传、下载数控加工文件将在CAD/CAM中心生成的数控加工程序快捷、准确的传输到相应的数控设备中,也可将数控机床上的加工程序下载到DNC主机中,对加工程序进行统一的备份管理。管理加工文件可在DNC主机端浏览数控机床端的文件,也可对其进行查找、删除、重命名等管理,如图5所示。采集、监控数控设备基本信息在DNC主机端能够采集、监控数控设备的状态信息、坐标和程序信息、刀具和主轴信息等数控设备运行基本信息。以FANUC数控机床为例,通过图5和图6比较,表明面向多平台的DNC网络通信系统可以实时、准确的采集、监控数控设备的基本信息。

fanuc数控系统篇6

关键词：PLC 离心式压缩机 防喘振控制系统

中图分类号：TP273；TH452 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0122-02

PLC在离心式压缩机中，属于先进的控制技术。由于离心式压缩机运行时，会产生喘振，造成机器运行不稳定。可以用FOXBORO盘前二次表来控制喘振，但维护方面比较繁琐，工作量大，而且常出现不明原因的停机故障问题。因此，FOXBORO盘前二次表消除喘振的效果不够好。PLC是消除设备喘振效果较好的控制技术，此研究主要进行分析PLC的应用及其效果。

1 何为离心式压缩机喘振

离心式压缩机设备中有叶轮的设计，叶轮可以通过高速率的旋转将气体输送至压缩腔中并压缩气体。如果气体流量过少，会造成滞留在设备管网的气体返流至压缩腔内。气体的快速灌入使压缩机口与管网间的压力差急剧增大，促使气体从压缩腔内排放出来。由此可见，在气体流量不足的情况下，气体会在压缩机内产生震荡，而这一过程是有规律性的，因而会产生规律性的振动，即是喘振。喘振会造成压缩机运行不稳定，因此必须要消除喘振的影响。一般会对压缩机出口进行处理，使其压力下降，缩短喘振。还可以调整压缩机入口的气体流量，尽量消除喘振[1]。

2 消除设备喘振方法

2.1 控制相对稳定的气体流量

由于气体流量的变化是造成喘振发生的重要原因。控制气体流量是消除设备喘振的有效途径。一般是对离心式压缩机进行流量限定。即设置好压缩机的气体流量定值，这个定值是最低的流量值。通常来说，定值的设置要在发生喘振流量阈值的7%～10%的范围内。在压缩机进行气体压缩的过程中，进气的流量要保持超过这个定值，避免发生喘振。但这一方法也有缺陷，就是运行速度恒定的设备才能发挥良好的消除喘振效果，如果运行速度是变化的，这一消除喘振的方法不适用。而且，如果设备是低负荷运行的，那么设置气体流量定值这一方法对消除喘振的效果也不理想，不适用。

2.2 将不同的气体流量转化为定值

由于喘振与压缩腔出口压力、叶轮旋转速率、气体压缩比等有关。因此，在使用变速运行的离心式压缩机时，喘振点会不断变化。那么如果要消除喘振，则应将不同设备状态下、不同的气体流量进行控制。可以使用随动系统来完成对气体流量的控制，将气体流量转化成为稳定的一个定值，保证设备稳定运行，避免进入喘振区。使用随动系统的方法操作简单、安全，是广泛使用的方法[2]。

3 GE Fanuc 90-30 PLC在离心式压缩机中的运用

3.1 GE Fanuc 90-30 PLC控制系统

GE Fanuc 90-30 PLC控制系统中，包含了双机热设备、CPU、电源、通讯线路及模块。该控制系统中的控制装置与GBC网络连接，形成热备功能的网络控制架构，并服务于整个系统。该设备中主要由两层相互连接、通讯的机架连接，以端子排来作为连接的最基础部分，形成数据采集系统。这一系统的作用主要是对设备运行进行数据采集和记录、控制。GP-470屏幕与其他部件连接，形成上位机监控的主要硬件条件。这一部分使用的操作系统是微软公司的Windows NT 4.0。GP-470屏幕在操作系统及控制装置、数据采集装置的配合下，可以输出各种组态画面。而相关工作人员可以通过屏幕输出的信息了解机组情况，并进行相应的控制操作和监控。

3.2 GE Fanuc 90-30 PLC系统的优化

由于在机组的运行中，需要快速了解机组的情况。这就需要GE Fanuc 90-30 PLC控制系统能够进行快速计算，实现PID算法，输出信息。因此，在GE Fanuc 90-30 PLC控制系统系统中，装置有高性能的CPU 351。CPU 351模块可以迅速完成PID算法，并能够结合梯形图，实现对不同气体流量的转化和控制。在CPU 351 高性能的配合下，可以提高PLC系统消除喘振的效果。除此以外，在PLC中还增加了故障信号收集功能。在离心式压缩机发生停机故障的情况下，PLC可以及时获取停机原因，以便进行及时维修，恢复压缩机的运行。为能够提高操作的简便性，方便维护，通常会将PLC组件装在固定的防爆控制柜中，并放置在操作室内[3]。

4 GE Fanuc 90-30 PLC系统的功能和优势

GE Fanuc 90-30 PLC是一个性能稳定、价格适当、性价比高的控制系统。该系统具备了双机热备功能，正常运行时可以实现主机、电源等组件冗余。而PLC的主机和从机的切换具有高度自由性，且不受干扰。数据采集部分可以以10mb/s的速率传输数据。在通讯方面，PLC支持的通信协议并非是单一的，而是多样化的。因此，PLC系统在通讯方面具有开放性的特点，能够实现其他的PLC系统以及DCS系统进行无障碍通讯[4]。

PLC控制系统还具备了自动故障诊断功能、容错功能。该系统使用的CPU351能够高速完成PID算法，实时刷新、输出信息。PLC中设置的LogicMaster绘图软件是一个逻辑性强的软件。该软件能够进行梯形图的绘制，为PLC控制喘振提供数据。由于该软件中增加了收集故障信息功能，能够为离心式压缩机的故障诊断和维修提供参考。PLC系统的GP-470屏幕可以输出信息，工作人员可以通过屏幕对离心式压缩机机组进行监控、操作。

5 结语

离心式压缩机本身的叶轮、压缩腔等的设计特点使其存在喘振的现象。喘振可造成离心式压缩机机组运行不稳定，压缩气体效果不佳。防喘振是维护离心式压缩机工作中的重要内容。GE Fanuc 90-30 PLC控制系统自从运用到离心式压缩机中以来，发挥了良好的防喘振效果。在操作方面极为简便，提高了x心式压缩机的性能。该控制系统运行过程中，运行性能稳定，离心式压缩机机组极少再出现喘振现象，有效提高了经济效益。

参考文献

[1] 陈浩然，陈奎，赵冬，等.离心式压缩机防喘振方法的应用现状[J].重庆理工大学学报：自然科学版，2015，29（3）：42-47.

[2] 宋海成.离心式压缩机的防喘振控制[J].自动化技术与应用，2015，24（12）：9-14.

fanuc数控系统篇7

关键词：FANUC 0iDβi 伺服放大器 上电

1 FANUC 0iDβi系列SVPM构成及其接口简介

1.1 FANUC 0iDβi系列SVPM构成

FANUC 0iDβi系列SVPM不设独立的电源模块（PSM），按各部分的功能可以分为电源部分、伺服部分和主轴部分，主轴部分和伺服部分共用电源。电源部分又可叫转换器部分，主要功能是实现电流的整流、逆变以及给驱动电机提供主电源和其他部分提供控制电源。伺服部分的功能是驱动伺服电机，主轴部分的功能是驱动主轴电机，由上述的电源部分共同为这两部分提供主电源。

主轴伺服和进给伺服及伺服电机接线如图1所示。TB1接口为伺服放大器的动力电源接口，用于连接200VAC电源，通过这个接口为伺服部分和主轴部分提供驱动电源；CXA2C接口为伺服放大器的控制电源接口，用于连接DC24V直流电源，为伺服放大器各组成部分提供控制电源；CX3接口为MCC（Main Contactor，主接触器）接口，用于控制主接触器的接通和断开；CX4接口为伺服放大器的外部急停接口，用于控制伺服放大器的上电。

2 FANUC 0iDβi系列SVPM上电过程分析

伺服上电后，SVPM的电源部分输入电源准备就绪信号到伺服部分，伺服部分接收到这个信号后向CNC输入伺服放大器准备就绪信号，通知CNC伺服放大器已经准备就绪的事实，然后CNC输入伺服准备就绪信号SA到PMC，PMC接收到这个信号后，进行Z轴制动解除的处理。到此，伺服放大器的上电过程才真正结束，机床才可以进行各项操作。

3.1 根据FANUC 0iDβi系列SVPM上电过程，利用PMC控制原理进行故障诊断与维修

故障分析：开机后伺服放大器LED有显示，说明伺服放大器的24 V控制电源正常，图1中的CXA2C接口已经接通。由上述对伺服放大器上电过程分析可知，图1中的CX4接口和CX3接口先后接通后，伺服就可以正常上电。这两个接口的关系是：CX4接口的2点和3点之间实际上是一个类似于继电器的电气元件。当中间继电器KA13吸合后，这个继电器的线圈通电吸合。CX3接口1点和3点之间实际上串联的是CX4接口间继电器的常开触点，在CX4接口间继电器吸合后CX3接口才可以接通。

再由伺服放大器上电的PMC控制原理和电气原理图可知，CX4接口接通的条件是中间继电器KA13吸合，KA13吸合的条件是伺服上电控制信号Y3.5=1。本例中的伺服放大器不能吸合，但24 V控制电源正常，也没有任何的报警。所以本人认为故障部位首先应该是CX4接口，其次是CX3接口，最后才是TB1接口。

3.2 根据FANUC 0iDβi系列SVPM上电过程，利用听觉和观察进行故障诊断与维修

故障分析：由上述对伺服放大器上电过程分析，可知：在这个过程中有三个继电器和一个接触器吸合。按照吸合的顺序依次是：中间继电器KA13吸合、图1中CX4接口间的继电器吸合、MCC吸合和Z轴制动解除继电器吸合。这四个继电器或接触器吸合时依照吸合的顺序先后发出声音，只是声音的强弱不同。第一个声音和第四个声音都能明显的听到，但第二、三个声音间隔时间较短，MCC吸合声音又比较响亮，因此第二个声音不好分辨，最响亮的是MCC吸合的声音。

4 结语

FANUC 0iD βi系列伺服放大器SVPM（伺服主轴放大器）的上电过程要经过PMC、伺服放大器和CNC的处理才能完成，要求CNC和伺服放大器都不能急停且不出现报警。在这个过程中，Y3.5信号和MCON信号非常关键，Y3.5=1是伺服放大器和CNC急停解除的条件，MCON=1是CNC要求伺服放大器接通的命令信号。所以当伺服不能正常上电时，如本文中的维修实例一样，按照本文中的伺服上电过程，利用PMC控制原理，结合伺服上电的电气原理图，或者通过对上电过程中声音的辨别或观察，进行故障的诊断与维修。

参考文献

[1] 曹智军，肖龙.数控PMC编程与调试[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2] 曹智军，肖龙.数控机床与维修[M].北京：机械工业出版社，2011.

fanuc数控系统篇8

关键词：直流调速；转速超调；校正；仿真

中图分类号： TM921 文献标志码：B

Abstract： the paper explores the introduction of negative speed differential feedback correction into FANUC 6 DC spindle driving speed control system to inhibit the speed overshoot， then MatLab is used to build a rapid computation and simulation analysis platform for this correction model.

Keyword： DC speed control； speed overshoot； correction； simulation

1 引言

FANUC 6主轴驱动直流调速系统是日本FANUC公司在20世纪80年代以前最具代表性的产品，当时我国进口的很多数控机床都采用了该系统。基于成本、体制等各种原因，虽然运行周期己较长，但直到现在相当多的企业仍在继续使用。因此该类机床设备目前多处于故障高发期，在各类故障中，主轴转速超调是较为常见的一种故障形式。本文主要针对这一问题提出优化改造方案，并利用MatLab软件建立该校正模型的快速计算及仿真分析平台。

2 转速超调抑制的工作原理

FANUC 6主轴驱动直流调速系统是一种双环调速系统，通过“电流控制环（ACR）+速度控制环（ASR）”的方式，对直流伺服电动机电枢进行调速。双环调速系统将良好的稳态特性和动态特性结合在一起，并且结构简单，工作可靠性高。但其动态精度主要是通过速度环基于速度偏差来控制，因此输出转速曲线必然会有一个较大的超调阶段。当工件加工要求较高时，这种超调特征就会带来定位精度超差等问题而无法满足生产要求。随着机床工作年限的加长甚至超期服役，其零件磨损更是加剧了转速超调故障的程度。

从工作原理上来说，抑制转速超调的有效方法是在转速环之中加入转速微分负反馈校正环节，提高系统的稳定裕度，减少动态速降。采用带微分负反馈的转速控制环可实现现代控制理论中的全状态反馈最优控制[1]，达到最优动态性能。

FANUC 6主轴驱动直流调速系统的工作原理见图1[2]。

在速度环中加入转速微分负反馈的转速调节器如图2所示[3]，在普通转速调节器中并联了微分电容Cdn和滤波电阻Rdn，在转速负反馈基础上叠加一个带滤波的转速微分负反馈信号。

将上述加入转速微分负反馈的FANUC 6主轴驱动直流调速系统转化为系统动态结构图，则如图3所示。

转速微分负反馈校正环节中需要确定的参数是Cdn和Rdn。图中的时间常数τdn=R0Cdn，Todn=RdnCdn=Ton。因此，只要确定τdn，就可以计算出Cdn和Rdn。4 Simulink快速校正模型建立

传统的双环直流调速系统超调抑制工程设计方法虽然比较成熟、简单易行，静态指标整定效果较好。但计算量偏大，需要不断试算比较，校正效果过于依赖设计者经验，效率较低。为了解决上述问题，可采用“MatLab软件编程初算+Simulink平台仿真”的模式。具体作法是，首先利用MatLab软件将上述工程计算步骤程序化，编写为M文件，这样就可以迅速计算出初步的理论数据；再通过MatLab中的Simulink平台构建转速超调校正系统结构图仿真模型，将初算的数据代入模型中，观察校正的效果，得到最佳校正参数。整个校正设计过程，工程人员只需要代入初始的相关参数即可得到最终的校正数据。

以上工程计算的M文件编程只要稍有MatLab编程基础都可写出，这里不再赘述。下面根据图3的校正系统结构图，在Simulink中建立仿真模型如图4所示。

图4中系统内环的转速调节器ASR采用了P调节器，参数为比例系数Kn；电流调节器ACR采用了PI调节器，参数为比例系数Ki和积分时间常数τi；内外环所用到的各级滤波器是根据相应滤波环节产生滤波延迟的主要特性仿真为一阶惯性环节，主要参数为时间常数Ton、Toi及反馈系数α、β；电机电枢回路根据机理方程可建立一阶惯性环节的传递函数模型，主要参数为电枢回路总电阻R和电枢回路电磁时间常数Tl；传动系数为R和机电时间常数Tm；晶闸管装置具有放大和整流作用，因此也可建立为一阶惯性环节，参数为比例系数Ks和时间常数Ts。在转速环的负反馈回路中加入微分负反馈校正环节对超调转速进行抑制，主要参数为时间常数Todn、τdn。

计算机辅助设计动态结构图模型建立之后，工程人员在设计校正时只需根据性能指标要求在经验范围内试测各项参数，就可以立刻看到每一次参数变动对于校正结果带来的影响。达到了工程设计所见即所得的效果。下面将参数代入实例数据得到具体仿真模型如图5所示。

为了验证加入超调抑制校正环节前后，系统转速超调量发生的变化。可采用输入典型阶跃信号观察其输出响应。得到转速输出的时间函数曲线如图6所示。

从图6中可以看出加入校正装置之前系统的阶跃响应具有很大的超调量，这对于加工零件是非常不利的。加入转速超调抑制环节之后，转速输出在保证其加速性能下降不多的前提下，完全消除了超调量，提高了工件加工精度。

5 结论

本文讨论了如何抑制数控机床FANUC 6主轴驱动直流调速系统中转速超调现象的优化改造方案，并利用MatLab软件提出了工程计算的程序化与校正模型快速仿真分析相结合的计算机辅助设计模式。使工程人员能够通过简单的试算，就可立即得到校正的仿真结果。为实际工程设计和系统维修改造提供了快速、理想的自动化操作平台，提高了设计效率，降低了设计成本。

参考文献：

[1] 李齐. 二次型指标设计中Q阵的仿真寻优及其在调速系统中的应用[J]. 自动化学报，1983（2）.

[2] 徐西艳. JCS_018机床直流调速系统故障的分析与处理[J]. 机械，2001（3）： 66-67.

fanuc数控系统篇9

关键词：FANUC 16i-MA SPN50型　优点

中图分类号：TP2　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2010)09-026-02

1、FANUC 16i－MA的优点

(1)高速、高精度。FANUC 16i-MA具有高精度的纳米超精加工的CNC系统，由于不以指令的最小单位舍入位置指令而以毫微米为单位进行，因此发送到数字伺服控制器的指令单位极为平滑，可以实现纳米级的高速、高精度加工。

(2)采用缩短循环时间的高性能PMC，CNC装置上标配编辑梯形图的监控和编程功能，使用起来更加方便。

(3)优异的操作性。便于操作和编程的支援工具，还可以利用安装在液晶装置上的存储卡进行输入／输出。

(4)体积小，节省硬接线。凝聚了CNC功能的小型印刷板与液晶显示器集成一体，由此实现了厚度只有60mm(无扩展槽时)的超薄CNC控制单元，这样就大大缩小了体积。

2、SPN50型加工中心FANUC 16i-MA控制系统概述

2.1　SPN50型概述

SPN50型号卧式加工中心主要由以下6部分组成：床身自动换刀单元(简称ATC)、托盘自动交换单元(简称APC)、液压气动部分、电气元件、机床控制系统。

2.2　CNC概述

CNC是机床的核心部分。FANUC的控制软件在出厂前已经安装于CNC内，因此只要完成机床操作盘和换刀装置等机械部分的机械动作控制即可。CNC是对机床伺服轴运动方式控制的装置。数字伺服CPU控制机床的位置、速度和电机的电流。CNC控制软件读取SRAM内的加工程序，并经插补处理后把移动指令送给数字伺服软件，由数字伺服CPU进行运算，并且把结果通过FSSB的串行通讯总线送到数字伺服放大器对伺服电机供电，驱动电机回转。给伺服电机施加的电压为正弦波，用电压和频率控制转矩和转速。速度和电机的电流，数字伺服CPU还接受编码器或光栅的反馈。

2、3　PMC概述

PMC(Prograaunable Machine Controler)是安装在CNC内部负责机床控制的顺序控制器。它的工作原理类似于可编程控制器PLC，但是由于它是为机床进行控制而专门设计的控制器，强调的是机床，所以为了区别于一般的可编程控制器而被称为机床程序控制器。在此系统中配置了内置编辑器，可通过面板对PMC梯形图及参数进行监控和修改。大大方便维修。PMC机型是RB6，基本命令处理时间0.0331aa／step，使用FANUCLADDER-Ⅲ编辑软件进行编辑。机床还留有RS232接口，可与外部计算机进行通讯，实现编辑、监控、修改等功能。PMC程序分为两个级别，第1级是每隔8ms进行读取的程序，一般主要是急停、跳转、超程等紧急动作的处理。第2级上编写普通的顺序程序，包括运转准备、手动进给、自动运转、运转方式切换、MST功能、信息显示等，ATC也在第2级上编写。PMC参数是PMC程序的重要组成部分，在程序执行中起着重要的作用。它包括TIMER(定时器)、COUNTR(计数器)、KEEPRL(保持型继电器)、数据(DATA)四种类型，断电后能保持其中的值。

ChIC要按照PMC的指令进行运动，同时也要将运动的一些情况传递给PMC，PMC还要与设备进行信息交流，这样机床才能完成正常的动作，由PMC传给CNC的信号用G代码，CNC传递给PMC的信号使用F代码，它们由CNC控制软件决定地址，可以在相关的手册中查找到。PMC与机床的信号传递用X、Y代码，由PMC软件进行地址分配。对于急停信号(*ESP)和跳转信号(SKIP)等，由于受PMC扫描时间的影响使处理缓慢，故由CNC直接读取，这些直接输入信号的X地址是确定的。

3、实例分析

3.1　屏蔽光栅尺的方法

2003年1月，在变速器壳体机加生产线的SPN50加工中心，机床在进行自动加工过程时，Message报警界面下出现387：Y轴AbnormalEncoderAlarm，机床进入紧急停止状态。在FAUNC维修手册，未查找到有关此报警的有关提示信息。将机床断电后重新上电，报警消失，机床能够重新自动加工，但在加工50件工件后又出现了此报警。关机重新启动，又能够工作，但在加工不到10件工件时再次出现此报警，而且断电后不再能够进行加工。于是与厂家联系帮助解决，厂家答复可能是Y轴位置检测元件直线光栅尺有问题，于是检查光栅，发现设备在厂时，光栅的吹气除尘没有联接风管，由于Y轴所处的区域工作环境较差，在经过近一年的使用后，光栅的反射镜面被污染了，不能将正确的位置反馈信号传递给CNC系统，导致机床发生387号报警。故障找到了，但是由于经验的不足，暂时没有同型号的光栅可用来更换，而且生产任务很紧，于是只有一个办法将光栅暂时屏蔽，使用电机的内置编码器，由全闭环改为半闭环形式，保证机床的生产。与厂家联系后，厂家通过传真将屏蔽光栅的步骤传到我们手中，步骤如下：

(1)将参数No.1815#1有关Y轴参数#IOPTx改为“0”；这样改成用电动机内装式脉冲编码器检测位置。

(2)将系统参数1850对应的Y轴的值改为0。

(3)修改柔性传动比Feed gear(N／M)，该参数可通过如下公式设定；N／M=电动机旋转1转时希望的脉冲数，电动机旋转1转时位置反馈的脉冲数=参考计数器容量(参数1821的值)／1000 000(最小公约数)，此台机床的参考计数器容量为6000，于是计算出新的N／M=3／500。由于N的值对应于参数2084，M的值对应于参数2085，于是将这两个参数的Y项分别该为3和500。

(4)修改以下的有关参数(都是对于Y轴选项)：

2000的0位PLCO由l改为O

2018的0位REVS由l改为O

2023(速度脉冲数)由409改为8192

2024(位置脉冲数)由10000改为12500

2043(速度积分值)将原值除以2

2044(速度比例增益)将原值除以2

2047(检测参数)将原值乘2

2053(静电流补偿PPMAX)将原值乘2

2054(静电流补偿PDDP)将原值除以2

2056(反向电压补偿EMFCMP)将原值除以2

2059(反向龟压补偿EMFCMP)将原值乘2

2128(弱磁通系数补偿)将原值除以2

2129(弱磁通基数补偿)(原值X2)+(原值／256)按照以上步骤更改完毕后，重新调整原点，机床恢复生产。

fanuc数控系统篇10

【关键词】数控机床；数控系统；改造

1.引言

近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业己有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。国内市场对数控机床有大量的需求，目前的现状是国外机床产品大量充斥着市场，通过生产和进口数控机床并不能满足我国日益增长的制造业需求，而淘汰大型企业原有的大量普通金属切削机床不但会造成很大的浪费，而且会因为缺乏资金购买大量的数控机床来填补淘汰普通金属切削机床后的机床空缺，造成停产。所以，目前数控化改造是适应我国制造业迅猛发展，资金短缺，旧有机床所占比例大的国情所需。进行机床改造可以节省资金、提高生产效率，使机床性能稳定可靠，缩短了生产准备周期，提高企业效益。

机床的数控化改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。本文主要阐述了对普通卧式车床进行的数控化改造。主要做了以下几方面的工作：第一，对机床存在的故障部分进行诊断并恢复原功能。第二，加数控系统，改造成数控机床。第三，为提高精度、效率和自动化程度，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对电气控制部分进行重新设计和接线。

2.数控机床概述

数控机床是数字控制机床（Computer num-erical control machine tools）的简称，或者说装备了数控系统的机床。数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及控制、电力电子技术、自动控制、PLC、检测等技术为一体的自动化设备。

数控系统是所有数控机床的核心。数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制主轴、进给轴和其他辅助装置正确、及时和可靠地执行加工程序所规定的任务。数控系统一般由输入/输出装置，数控装置，驱动控制装置，辅助控制装置四部分组成，机床本体为被控对象。

3.数控系统的选择

数控系统的选择应根据改造后要达到的精度，各种性能指标等选用性价比合适，技术先进的数控系统，当然还要考虑售后维修服务的便捷性。数控系统的选择主要依据是数控化改造后要达到的各种精度，以及驱动电动机的功率和用户要求。

目前，市场上生产数控系统的厂家很多，比较著名有：国外的如德国的SIEMENS公司，日本的FANUC公司；国内的如武汉华中数控股份有限公司，广州数控设备厂，北京蓝天数控公司。

FANUC数控系统以其高质量、低成本、高性能、较全的功能，适用于各种机床和生产机械等特点，在市场的占有率远远超过其他的数控系统。FANUC数控系统将控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能和超高速串行数据通信功能。

4.电气控制电路设计

在电气控制系统的改造设计中，应该遵循：在满足控制要求的前提下，设计方案要简单、经济，控制系统操作简便，使用与维修方便。机床中的主轴电动机，冷却泵电动机，刀架电动机等控制功能实现系统自动控制。改造过程中更换同一型号的老化电器元件有变压器，自动断路器，接触器等，主要增加的电气元件包括主轴编码器，X/Z轴驱动器，电动刀架控制器以及必要的控制开关，继电器等。改造后拆除原电控箱，原位安装改造后的电气柜，最后还需电气和机修人员共同进行通电调试。

4.1 主轴电路

改造后的数控车床主轴采用变频器驱动三相交流异步电机实现主轴无级调速，去除机床原有的主轴变速箱，可以获得更好的操作性能和切削性能。变频器采用日本三菱公司的D720型通用变频器。

4.2 伺服驱动控制电路

在普通车床的数控化改造中一般采用步进电动机和交流伺服电机。交流伺服电动机调速方便，体积小，目前广泛用于数控机床的传动系统。经全面考虑，选用FANUC公司的交流伺服电动机作进给驱动，组成半闭环控制系统。半闭环控制系统在伺服机构中装有角位移检测装置——旋转编码器，通过检测伺服机构的角位移间接检测移动部件的直线位移，然后反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，直到差值为零。这种伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构，一般在大多数中小型数控机床使用。

FANUC伺服驱动部分从硬件结构上分，主要有四个部分：

（1）轴卡：在全数字伺服控制中，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。

（2）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。

（3）伺服电机：放大器输出的驱动电流产生旋转磁场，驱动转子旋转。

（4）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。

轴卡接口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，电机转动后，同轴的编码器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，如图1所示。

4.3 刀架控制

数控车床的刀架是机床的重要组成部分。刀架用于夹持切削用的刀具，在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平，对刀架的设计和控制要求如下：

（1）转位准确可靠，工作平稳安全。

（2）按最短路线就近选择，转位时间短。

（3）换刀时间短，刀具重复定位精度高，刀具存储量足够，结构紧凑及安全可靠等。

（4）防水，防屑，密封性能优良。

（5）夹紧刚度高，适宜重负荷切削，回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受机床在切削加工时的切削抗力。

根据卧式车床的型号和主轴中心高度，选择自动回转刀架，拆除原手动刀架后装上自动回转刀架，并用垫板来调整其中心高。此刀架可实现多刀夹持、自动转位、具有重复精度高、刚性好、使用寿命长等特点。

5.结论

该卧式车床改造后，大大提高了加工效率，提高了零件的加工质量，节约了资金，缩短了生产周期，是工厂进行机械设备技术化改造的成功案例。

参考文献

[1]王侃夫.数控机床控制技术与系统[M].北京：机械工业出版社，2008.