FANUC 数控系统简介
一、FANUC数控系统的发展
FANUC 公司创建于1956年,1959年首先推出了电液步进电机,在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。进入70年代,微电子技术、功率电子技术,尤其是计算技术得到了飞速发展,FANUC公司毅然舍弃了使其发家的电液步进电机数控产品,一方面从GETTES公司引进直流伺服电机制造技术。1976年FANUC公司研制成功数控系统5,随时后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7,从这时起,FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家,产品日新月异,年年翻新
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1979年研制出数控系统6,它是具备一般功能和部分高级功能的中档CNC系统,6M适合于铣床和加工中心;6T适合于车床。与过去机型比较,使用了大容量磁泡存储器,专用于大规模集成电路,元件总数减少了30%。它还备有用户自己制作的特有变量型子程序的用户宏程序。
1980年在系统6的基础上同时向抵挡和高档两个方向发展,研制了系统3和系统9。系统3是在系统6的基础上简化而形成的,体积小,成本低,容易组成机电一体化系统,适用于小型、廉价的机床。系统9是在系统6的基础上强化而形成的具备有高级性能的可变软件型CNC系统。通过变换软件可适应任何不同用途,尤其适合于加工复杂而昂贵的航空部件、要求高度可靠的多轴联动重型数控机床
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1984年FANUC公司又推出新型系列产品数控10系统、11系统和12系统。该系列产品在硬件方面做了较大改进,凡是能够集成的都作成大规模集成电路,其中包含了8000个门电路的专用大规模集成电路芯片有3种,其引出脚竟多达179个,另外的专用大规模集成电路芯片有4种,厚膜电路芯片22种;还有32位的高速处理器、4兆比特的磁泡存储器等,元件数比前期同类产品又减少30%。由于该系列采用了光导纤维技术,使过去在数控装置与机床以及控制面板之间的几百根电缆大幅度减少,提高了抗干扰性和可靠性。该系统在DNC方面能够实现主计算机与机床、工作台、机械手、搬运车等之间的各类数据的双向传送。它的PLC装置使用了独特的无触点、无极性输出和大电流、高电压输出电路,能促使强电柜的半导体化。此外PLC的编程不仅可以使用梯形图语言,还可以使用PASCAL语言,便于用户自己开发软件。数控系统10、11、12还充实了专用宏功能、自动计划功能、自动刀具补偿功能、刀具寿命管理、彩色图形显示CRT等。
1985年FANUC公司又推出了数控系统0,它的目标是体积小、价格代,适用于机电一体化的小型机床,因此它与适用于中、大型的系统10、11、12一起组成了这一时期的全新系列产品。在硬件组成以最少的元件数量发挥最高的效能为宗旨,采用了最新型高速高集成度处理器,共有专用大规模集成电路芯片6种,其中4种为低功耗CMOS专用大规模集成电路,专用的厚膜电路3种。三轴控制系统的主控制电路包括输入、输出接口、PMC(Programmable Machine Control)和CRT电路等都在一块大型印制电路板上,与操作面板CRT组成一体。系统0的主要特点有:彩色图形显示、会话菜单式编程、专用宏功能、多种语言(汉、德、法)显示、目录返回功能等。FANUC公司推出数控系统0以来,得到了各国用户的高度评价,成为世界范围内用户最多的数控系统之一。
1987年FANUC公司又成功研制出数控系统15,被称之为划时代的人工智能型数控系统,它应用了MMC(Man Machine Control)、CNC、PMC的新概念。系统15采用了高速度、高精度、高效率加工的数字伺服单元,数字主轴单元和纯电子式绝对位置检出器,还增加了MAP(Manufacturing Automatic Protocol)、窗口功能等
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FANUC公司是生产数控系统和工业机器人的著名厂家,该公司自60年代生产数控系统以来,已经开发出40多种的系列产品。
FANUC公司目前生产的数控装置有F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18系列。F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15的基础上加了MMC功能,即CNC、PMC、MMC三位一体的CNC。
二、FANUC公司数控系统的产品特点如下:
(1) 结构上长期采用大板结构,但在新的产品中已采用模块化结构。
(2) 采用专用LSI,以提高集成度、可靠性,减小体积和降低成本。
(3) 产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种上控制软件,适用于多种机床。
(4) 不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印制电路板、光导纤维电缆等。
(5) CNC装置体积减小,采用面板装配式、内装式PMC(可编程机床控制器)。
(6) 在插补、加减速成、补偿、自动编程、图形显示、通信、控制和诊断方面不断增加新的功能:
插补功能:除直线、圆弧、螺旋线插补外,还有假想轴插补、极其坐标插补、圆锥面插补、指数函数插补、样条插补等。
切削进给的自动加减速功能:除插补后直线加减速,还插补前加减速。
补偿功能:除螺距误差补偿、丝杠反向间隙补偿之外,还有坡度补偿线性度补偿以及各新的刀具补偿功能。
故障诊断功能:采用人工智能,系统具有推理软件,以知识库为根据查找故障原因。
(7) CNC装置面向用户开放的功能。以用户特订宏程序、MMC等功能来实现。
(8) 支持多种语言显示。如日、英、德、汉、意、法、荷、西班牙、瑞典、挪威、丹麦语等。
(9) 备有多种外设。如FANUC PPR, FANUC FA Card,FANUC FLOPY CASSETE,FANUC PROGRAM FILE Mate等。
(10) 已推出MAP(制造自动化协议)接口,使CNC通过该接口实现与上一级计算机通信。
(11) 现已形成多种版本。
FANUC 系统早期有3系列系统及6系列系统,现有0系列、10/11/12系列、15、16、18、21系列等,而应用最广的是FANUC 0系列系统。
三、FANUC系统的0系列型号划分:
0D系列: 0—TD 用于车床
0—MD 用于铣床及小型加工中心
0—GCD 用于圆柱磨床
0—GSD 用于平面磨床
0—PD 用于冲床
0C系统:0—TC 用于普通车床、自动车床
0—MC 用于铣床、钻床、加工中心
0—GCC 用于内、外磨床
0—GSC 用于平面磨床
0—TTC 用于双刀架、4轴车床
POWER MATE 0:用于2轴小型车床
0i系列:0i—MA 用于加工中心、铣床
0i—TA 用于车床,可控制4轴
16i 用于最大8轴,6轴联动
18i 用于最大6轴,4轴联动
160/18MC 用于加工中心、铣床、平面磨床
160/18TC 用于车床、磨床
160/18DMC 用于加工中心、铣床、平面磨床的开放式CNC系统
160/180TC 用于车床、圆柱磨床的开放式CNC系统
四、下面我们着重介绍一下FANUC0—TD/TDⅡ系统:
⑴FANUC0—TD/TDⅡ系统的编程:(其中标有Ⅱ的为TDⅡ所独有的功能)
项 目 规 格 项 目 规 格
纸带代码 EIA/ISO自动识别 坐标系设定
标记跳跃 自动坐标系设定
奇偶校验 奇偶H,奇偶V 坐标系偏移
控制入/出 坐标偏移直接输入
程序段选择跳过 1段 工件坐标系 G52、G53~G59
程序段选择跳过 9段Ⅱ 菜单编程 Ⅱ
最大指令值 ±8位 手动绝对开/关
程序号 O4位 直接图样尺寸编程
顺序号 N4位 G代码A
绝对/增量编程 可在一程序段内用 G代码B/C Ⅱ
FS10/11的纸带格式 Ⅱ 偏移程序输入 G10Ⅱ
小数点输入/计算器型小数点输入 调用子程序 2重
用户宏程序A
X轴直径半径指定 固定循环
平面选择 G17、G18、G19 复合型固定循环
旋转轴指定 仅对附加轴 钻孔固定循环 Ⅱ
双刀架镜像 Ⅱ 复合型固定循环2 Ⅱ
中断型用户宏程序 Ⅱ 图案数据输入 Ⅱ
用户宏程序公共变量的追加 仅用用户宏程序BⅡ 指定圆弧半径插补
用户宏程序B 不能编辑Ⅱ
旋转轴循环显示功能 仅对附加轴
⑵FANUC0—TD/TDⅡ系统的刀具功能:
项 目 规 格 项 目 规 格
刀具功能 T2/T4 刀具几何形状/磨损补偿
刀具补偿存储器 ±6位、32位 刀具偏移量计数器输入
刀具偏置 偏移量测定值直接输入A
刀具半径R补偿 刀具寿命管理 Ⅱ
Y轴偏置 Ⅱ 自动刀具偏移 Ⅱ
偏移量测定值直接输入B Ⅱ
东莞电脑锣加工|东莞机械零件加工厂|东莞模具加工厂|深圳电脑锣加⑶FANUC0—TD/TDⅡ系统的插补功能:
项 目 规 格 项 目 规 格
定位 G00 每分进给 mm/min
直线插补 G01 每转进给 mm/r
圆弧插补 多象限G02 G03 切线速度恒速控制
螺纹切削、同步进给 G32 切削进给速度钳制
自动返回参考点 G28 自动加减速度 快速进给:直线型
切削进给:指函数型
返回参考点检测 G27
返回第2参考点 进给速度倍率 0~150%
快速进给速度 100m/min 倍率取消
快速进给倍率 F0、25、50、100% 手动连续进给
极坐标差补 Ⅱ 圆柱差补 Ⅱ
螺纹切削中的回退 Ⅱ 连续螺纹 Ⅱ
可变导程螺纹切削 Ⅱ 多边形切削 Ⅱ
跳跃功能 G31Ⅱ 高速跳跃功能 Ⅱ
转矩限制跳跃 Ⅱ 返回第3/4参考点 Ⅱ
外部减速 Ⅱ 暂停(每秒)
在切削进给差补后的直线加减速 Ⅱ
⑷FANUC0—TD/TDⅡ系统的辅助功能和主轴功能:
项 目 规 格 项 目 规 格
辅助功能 M3位 横端面速度控制
辅助功能锁住 主轴速度倍率 0~120%
高速M/S/T/B接口 同PMC控制模拟电压
多个辅助功能 3个 第1主轴定向
主轴功能 S模拟/串行输出 实际主轴速度输出 Ⅱ
第二辅助功能 B8位Ⅱ 主轴速度波动检测 Ⅱ
第1轴输出开关功能 Ⅱ 第2主轴定向 Ⅱ
第2轴输出开关功能 Ⅱ 主轴同步控制 Ⅱ
主轴定位 Ⅱ 简单主轴同步控制 Ⅱ
多主轴控制 Ⅱ 刚性攻丝 Ⅱ
⑸FANUC0—TD/TDⅡ系统的设定功能/显示功能:
项 目 规 格 项 目 规 格
状态显示 主轴速度及T代码显示
当前位置显示 伺服设定画面
程序显示 程序名32个文字 主轴设定画面
参数设定显示 英语显示
自诊断功能 汉语显示
报警显示 数据保护键
实际速度 时钟功能 Ⅱ
文件盒内容列目 Ⅱ 运行时间和零件数显示 Ⅱ
图形功能 Ⅱ 伺服波形显示 Ⅱ
软操作面板 Ⅱ 软件操作面板通用开关 Ⅱ
日语显示 Ⅱ 德语/法语显示 Ⅱ
西班牙语显示 Ⅱ 意大利语显示 Ⅱ
韩语显示 Ⅱ
⑹FANUC0—TD/TDⅡ系统的控制轴:
项 目 规 格 项 目 规 格
控制轴数 2轴 存储行程检测2
3轴Ⅱ PMC轴控制 最大2轴Ⅱ
4轴Ⅱ Cs轮廓控制 Ⅱ
联动控制轴数 2轴 镜像 每轴
3轴Ⅱ Cf轴控制 Ⅱ
4轴Ⅱ Y轴控制 Ⅱ
最小控制单位 0.001mm—0.001度 跟踪
英/米制转换 伺服关断
互锁 所有轴 机械手轮进给
机床锁住 所有轴 导角接通/关断
急停 反向间隙补偿存储
超程 存储型螺距误差补偿
存储行程检测1 简易同步轴控制 Ⅱ
1/10最小输入单位 0.0001mm、0.0001度 存储行程检测3/4 G22/G23Ⅱ
位置开关 Ⅱ
⑺FANUC 0—TD/TDⅡ系统的编辑操作功能:
项 目 规 格 项 目 规 格
自动运行(存储器) JOG进给
调度管理功能 要有文件目录显示Ⅱ MDI运行B Ⅱ
DNC运行 必须有阅读机/穿孔机接口 手动返回参考点
JOG、手动轮同时工作
MDI运行 无档快设定参考点位置
程序号检索 手动手轮进给 1台
顺序号检索 手动手轮进给速度 ×1.×10.×m.×n m:~127.n n:~1000
缓冲寄存器
试运行 增量进给 ×1.×10.×100.×1000
顺序号比较 Ⅱ
M.P.G. 2台Ⅱ 手动中断 Ⅱ
程序的再次启动 Ⅱ 用机械挡块设置参考点 Ⅱ
单程序段
⑻FANUC 0—TD/TDⅡ系统的编辑操作功能:
项 目 规 格 项 目 规 格
零件程序存储长度 80/320m 零件程序编辑
存储程序个数 63/200个 程序保护
后台编辑 Ⅱ 扩充零件程序编辑 Ⅱ
重放 Ⅱ
⑼FANUC 0—TD/TDⅡ系统的编辑的数据输入/输出功能:
项 目 规 格 项 目 规 格
阅读机/穿孔机接口 阅读机/穿孔机接口(通道1) 外部工件号检索 15个
阅读机/穿孔机接口(通道2)Ⅱ
外部数据输入 外部程序号检索 1~9999
I/O设备的外部控制 Ⅱ 外部键输入 Ⅱ
⑽FANUC 0—TD/TDⅡ系统的其他功能:
项 目 规 格 项 目 规 格
状态输入信号 PLC—L 基本命令:6.0μs最大步数:5000
9in 单色CRT
PLC—M 基本命令:6.0μs最大步数:5000Ⅱ 内装I/O卡 DI/DO:80/56.104/72点.源极型/漏极型
I/O单元A DI/DO:最大:1024/1024点 Ⅱ