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系统调试

第三篇

FANUC系统简明安装与调试

学习重点

1,以FANUC0i-B系列数控系统为例学习其控制单元,电源模块,伺服模块,显示单元,MDI单元等硬件是如何进行连接的.

2,数控系统的参数的调出,设置等方法,并了解重要参数的作用.

3,FANUC的PMC功能,包括PMC的接口,PMC程序的分级,PMC的地址,PMC的指令以及PMC屏幕画面功能的使用.

一,典型系统简介

FANUCCNC产品

高性能数控系统

FS15-B

FS15i

中档性能数控系统

4-24轴

复合机床

纳米加工机床

高精密加工机床

3-8轴

0.0001mm加工机床

一般性能数控系统

2-4轴

一般的加工机床

0.001mm

运动控制系统

1-6轴直线插补

传送线或滑台

通用运动控制器

FS16-C

FS16i

FS18-C

FS18i

FS0-C

FS21-B

FS21i

FSOi-A

FSOiB/C

FSOi

Mate

Power

Mate

1FANUCSeries0i-MODELB

售价低廉的功能包提供了很多高效的CNC功能

最多控制轴数4轴

最多控制主轴电机数2个

可连接的伺服电机αi,αCi伺服电机

可连接的主轴电机αi,αPi,αCi主轴电机

伺服接口FANUC串行伺服总线（FSSB）

显示单元7.2"单色LCD/9"单色CRT

8.4"/10.4"彩色CRT/LCD

显示单元具备PC功能

简单的操作编程支持工具

MANUALGUIDE0i

针对磨床的独特控制功能

以太网功能

数据服务器功能

系统主模块

主模块上层功能板

主模块下层功能板

（1）FANUC—OiB系统主模块

CB104/CB105,CB106/CB107:

为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口.

（2）系统内置I/O模块

JA3:

机床手摇脉冲发生器接口.

JD1A:

系统I/OLINK串行输入/输出信号接口.

CD38T:

以太网卡（为系统选择件）接口.

（3）FANUC—0iB系统连接图

售价低廉的功能包提供了很多高效的CNC功能

最大控制轴数4轴

最大控制主轴电机数2个

可连接的伺服电机αiS伺服电机

可连接的主轴电机αi主轴电机

伺服接口FANUC串行伺服总线（FSSB）

显示单元7.2"单色LCD

8.4"/10.4"彩色LCD

显示单元具备PC功能

简单的操作编程支持工具

MANUALGUIDE0i

针对磨床的独特控制功能

以太网功能

数据服务器功能

Series0i-MODELC是一款具有很高性价比的超薄一体型CNC系统.该系统功能强大,最多可控制四轴.

2FANUCSeries0i-MODELC

1—_CP12—FUSE3—电源单元4—JA7A5—JD1A

6—JA407—JD36B8—JD36A9—CN210—CA55

11—CA6912—系统电源风扇13—系统存储器电池

（1）FANUC—OiC系统接口

CP1:

系统直流24V输入电源接口.

FUSE:

系统DC24V输入熔断器（5A）.

JA7A:

串行主轴/主轴位置编码器信号接口.

JA40:

模拟量主轴的速度信号接口（0~10V）.

JD44A:

外接的I/O卡或I/O模块信号接口（I/OLINK控制）.

JD36A:

RS-232-C串行通信接口（0,1通道）.

JD36B:

RS-232-C串行通信接口（2通道）.

CA69A:

伺服检测板接口.

CA55A:

系统MDI键盘信号接口.

CN2:

系统操作软键信号接口.

（2）FANUC—OiC系统接口功能

（3）FANUC—OiMC系统实际连接

MDI键盘接口

伺服接口

RS-232接口

DC24V输入

串行主轴接口

I/OLink接口

售价低廉的功能包提供了很多高效的CNC功能

最大控制轴数3轴（MB）

2轴（TB）

最大控制主轴电机数1个

可连接的伺服电机αCi,β/βi伺服电机

可连接的主轴电机αi,αCi主轴电机

伺服接口FANUC串行伺服总线（FSSB）

显示单元7.2寸黑白LCD

9寸单色CRT

0iMate-MODELB是一款具有很高性价比的CNC系统.该系统功能强大,最多可控制三轴.

3FANUCSeries0iMate-MODELB

（1）接口功能

（2）FANUC-OiMateTB实际接线

售价低廉的功能包提供了很多高效的CNC功能

最多控制轴数3轴

最多控制主轴电机数1个

可连接的伺服电机βiS伺服电机

可连接的主轴电机βi主轴电机

伺服接口FANUC串行伺服总线（FSSB）

显示单元7.2"单色LCD

FANUC—OiMate系统是一款具有很高性价比的超薄一体型CNC系统.该系列产品有用于车床的FANUC—OiMateTC,2轴2联动;用于铣床,加工中心的FANUC—OiMateTC,3轴3联动.

4FANUCSeries0i–MateC

（1）FANUC-OiMateC系统组成

βi系列伺服放大器

（2）FANUC-OiMateMC系统的连接

αi系列电动机

FANUC交流伺服电机αis系列

FANUC交流主轴电机αi系列

二,FANUC0iB连接

及诊断手段

1.FANUC系统硬件构成

FANUC0i数控系统中的主要部件:

控制单元,

电源模块,

主轴模块,

伺服轴模块

控制单元

1）"BATTERY"

用后备电池可以使存储器中的内容保存一年.

当电池电压降低时,在CRT上就会出现"BAT"字样的系统报警,并且电池报警信号输出给PMC.当这一报警信息出现时,请尽快更换电池.

通常,电池应该在2-3周内更换,这依据系统的配置而定.如果电池电压下降很多,存储器的内容就不能继续被保持.在这种情况下接通控制单元的电源,就会因为存储器的内容的丢失而出现935报警（ECC错误）

1）"BATTERY

换电池的步骤

①使用锂电池;

②数控系统通电30秒以上,然后关掉电源;

③系统断电;

④从控制单元的前面板取下电池,首先拔下插头,然后从电池盒中取出电池;

⑤更换电池,重新插入连接插头.

注意:

上述3-5步操作必须在10分钟内完成.否则存储器中的所有数据将会丢失.

2）"STATUS"（状态）LED灯

3）"ALARM"（报警）LED灯

七段码LED灯

4）"MEMORYCARDCNM1B"

PMC编辑卡与数据备份存储卡的接口

5）"JD5A,JD5B"

RS232串行接口.

接口主要用于与外部设备相连,将加工程序,参数等数据通过外部设备输入到系统中或从系统中输出给外部设备（如计算机）.

PC可以通过此接口与数控系统相连接,进行数据的传送操作.

6）JA40

模拟主轴插座,此接口与模拟主轴放大器连接,控制模拟主轴电机运转.

7）JA7A

串行主轴或位置编码器接口.

该接口是通过电缆与串行主轴伺服模块（JA7B接口）连接.

当数控系统连接模拟主轴时,位置编码器的主轴反馈信号与此接口（JA7A）相连.

8）"JA1"

9"CRT插座,用于连接数控系统的显示器.显示器端的接口为"CN1".

9）"JA2"

MDI（手动数据输入装置接口）.该接口用于连接MDI单元.

MDI单元是一个键盘,用来手动输入数据,如NC加工程序,设置参数等.

10）"COP20A"

LCD插座.

当数控系统使用LCD显示器而不是CRT显示器时,使用此接口.

11）选配卡微型插槽

这些微型插槽只在0i系列数控系统中有,插槽中可以插接

HSSB板,

以太网板,

DeviceNet板,

PROFIBUS板,

FL-net板,

DNC2板等.

12）"CP1,CP2"

CP1是电源输入接口,该接口与外部直流+24V电源连接,为控制单元提供电源.CP2是电源输出接口,给外部I/O板供电.

13）"COP10A"

FSSB（FANUCSerialServoBus,FANUC串行伺服总线）接口,是CNC单元与伺服放大器间的信号高速传输总线,使用一条光缆可以传递4-8个轴的控制信号,因此,为了区分各个轴,必须设定有关参数.

14）"CD38T"

数据服务器的以太网插座.

15）"CB104,CB105"

机床接口插座.它是0i系统内置的I/O板接口,用于机床接口I/O.内置I/O板DI/DO的点数为96/64点.内置DI/DO板必须根据下表用PMC梯形图指定为I/OLINK的第一从属装置.

17）"JD1A"

I/OLink接口,它是一个串行接口,用于NC与各种I/O单元进行连接,如操作面板,I/O扩展单元或PowerMate连接起来,并且在所连接的各设备间高速传送I/O信号（bit数据）.

三,FANUC伺服系统

1电源模块

电源模块主要是将三相交流电转换成直流电,为主轴模块和伺服轴模块提供直流电源.

FANUC的α系列电源模块主要分为PSM,PSMR,PSM-HV,PSMV-HV四种,输入电压分为交流200V和交流400V两种.

要点:

辨识电源模块型号

PSM-

（1）

（2）（3）（4）

（1）电源模块（Powersupplymodule）.

（2）制动形式."无"――再生制动,"R"――能耗制动,"V"――电压转换型再生制动,"C"――电容模块.

（3）输出功率（KW）.

（4）输入电压,"无"――200V,"HV"――400V.

例如:

PSM-15表示输入电压为200V,输出功率为15KW,再生制动的电源模块.

2伺服模块

伺服模块接受从控制单元发出的进给速度和位移指令信号.伺服模块对控制单元传送过来的数据作一定的转换和放大后,驱动伺服电机,从而驱动机械传动机构,驱动机床的执行部件实现精确的工作进给和快速移动

2伺服模块

FANUC的α系列伺服模块主要分为SVM,SVM-HV两种

SVM型一个单独模块最多可带三个伺服轴

SVM-HV型一个单独模块最多可以带两个伺服轴.

要点:

辨识伺服模块型号

SVM

（1）

（2）（3）（4）（5）（6）

伺服模块（Servoamplifiermodule）

轴数

第一轴最大电流

第二轴最大电流

第三轴最大电流

6.输入电压,"无"=200V,HV=400V

FANUC0i-MA数控系统属于B型接口类型

3主轴模块

NC数控系统中的主轴模块用于控制驱动主轴电动机.

FANUC的α系列主轴模块主要分为SPM,SPMC,SPM-HV三种.

要点:

辨识主轴模块型号

SPM-

（1）

（2）（3）（4）

（1）主轴模块（Spindleamplifiermodule）.

（2）电动机类型."无"=α系列,"C"=αC系列.

（3）额定输出功率.

（4）输入电压,"无"――200V,"HV"――400V.

四,系统连接

1.5FANUC系统综合连接图

五,急停信号的处理

急停信号处理

急停信号可使机床进入紧急停止状态.该信号输入至CNC控制器,伺服放大器以及主轴放大器.

急停信号（*ESP）触点闭合时,CNC控制器进入急停释放状态,伺服和主轴电机处于可控制及运行状态.

急停信号（*ESP）触点断开时,CNC控制器复位并进入急停状态,伺服和主轴电机减速直至停止.

急停信号处理

当主轴电机正在运转时,关断电机动力电源,主轴电机由于惯性会继续转动,这是十分危险的.

当急停信号（*ESP）触点断开时,在关断主轴电机电源之前,必须确认主轴电机已减速至停止.

急停信号处理

FANUC控制放大器αi系列产品是基于以上安全需求考虑而设计的.急停信号应输入电源模块（PSM）.

PSM输出电机动力电源的MCC控制信号,用来控制加于电源模块的电源的ON/OFF.

急停信号处理

CNC控制器通过软件限位功能来检测超程.通常情况下,不需要有硬件限位开关来检测超程,然而,如果由于伺服反馈故障致使机床超出软件限位时,则需要有一个行程限位开关与急停信号相连使机床停止.下图举例说明当使用CNC控制器及αi系列控制放大器时急停信号的连接.

急停信号处理

六,PMC语言及编程

1PMC在数控系统中的作用

PMC:

可编程机床控制器

（ProgrammableMachineController）

1PMC在数控系统中的作用

PMC程序是用来控制数控机床的顺序动作的,常见的顺序程序的形式有:

语句表,梯形图,流程图三类.

2数控机床PMC程序完成的功能:

（1）编译功能:

编译接口信号,控制机床的动作.

①对机床控制面板的各个按键,旋钮输入信号进行编译处理,以控制数控系统运行状态.

②对辅助功能指令（M,S,T）的译码.对辅助功能的接口信号进行译码处理,将它转化为相应的控制指令,通过与其他状态的逻辑运算控制机床的运行,如刀具交换,冷却启停工作台交换等.

2数控机床PMC程序完成的功能:

（2）机床外部输入/输出信号的控制.将机床侧的各类开关信号送入PMC,经逻辑运算后将运算结果送入到输出口,控制机床侧的动作,如液压系统的启停,刀库（或转塔）,机械手工作台交换机构等的控制.

（3）伺服控制.控制主轴和伺服进给驱动装置的使能信号,以满足伺服驱动的条件,控制制机床的运行.

（4）其他外围设备的控制.如测头,软盘驱动器等.

3编制PMC控制机床的顺序程序的步骤

（1）控制系统开发开始,确定控制对象（机床,CNC,PMC）.

（2）确定控制对动作的规格,算出输入/输出点数,估计控制规模.

（3）制定接口规格,分配DI,DO.

（4）编制梯形图,编制地址表.

（5）顺序程序的输入,调试,如果有仿真器可在仿真器上对程序进行先期的调试.

（6）系统运行（RAM）.

（7）程序运行正常,无须进行修改,用PMC写入器向ROM写入.

（8）系统运行（ROM）.

（9）顺序程序的保存,将程序存入软盘和ROM.

（10）将顺序程序的梯形图及索引打印出来,交付机床.

4PMC接口信号

向PMC输入的信号:

从CNC来的输入信号（M功能,T功能信号）

从机床来的输入信号（循环启动,进给暂停信号等）.

从PMC输出的信号:

向CNC的输出信号（循环启动,进给暂停信号等）

向机床输出的信号（刀架回转,主轴停止等）.信号如图2-3所示.

5地址

地址表示信号的位置,这些信号包括机床的输入/输出信号,CNC输入/输出信号,内部继电器,计数器,保持型继电器（PMC:

用参数）,数据表等,每个信号都有确定的地址.

5地址

（1）地址的种类.

5地址

2）地址的规定.地址由地址号（每8个信号）和位号（0～7）组成

地址中的字母的规定:

G0—G255,G1000—G1255

由PMC输出到CNC的信号（PMCCNC）

F0—F255,F1000—F1255

来自CNC侧的输入信号（CNCPMC）

Y0—Y127,Y1000—Y1008

由PMC输出到机床侧的信号（PMCMT）

X0—X127,X1000—X1011

来自机床侧的输入信号（MTPMC）

PMC-SA3

PMC-SA1

型号及地址的划分

信号的种类

字符

地址中的字母的规定:

P1—P512

—

子程序号

L1—L9999

—

标号

T0—T79

可变定时器

D0—D1859

—

数据表

K0—K19

保持型继电器

C0—C79

计数器

A0—A24

信号显示请求信号

R0—R1499

R9000—R9117

R0—R1999

R9000—R9090

内部继电器

6基本指令

表2-3FanucPMC基本指令

将指定的信号状态取非后逻辑与.

AND.NOT

逻辑与

AND

将逻辑运算结果（ST0的状态）取非后输出到指定的地址.

WRT.NOT

将逻辑运算结果（ST0的状态）输出到指定的地址.

WRT

将读入的指定信号的逻辑状态取非后设到ST0.

RD.NOT

读入指定的信号状态并设置在ST0中.

格式2

（键操作）

格式1

（代码）

功能

指令

序号

6基本指令

ST0的状态取反后和指定地址中的信号逻辑与,将结果返回到指定的地址中.

RST

ST0和指定地址中的信号逻辑或后,将结果返回到指定的地址中.

SET

ST0和ST1逻辑或后,堆栈寄存器右移一位.

OR.STK

ST0和ST1逻辑与后,堆栈寄存器右移一位.

AND.STK

将寄存器的内容左移1位,把指定地址的信号状态取非后设到ST0

RNS

RD.NOT.STK

将寄存器的内容左移1位,把指定地址的信号状态设到ST0

RD.STK

将指定的信号状态取非后逻辑或.

OR.NOT

逻辑或

7PMC的显示

按下CRT上的功能键[SYSTEM]及[PMC]软键将屏幕转到PMC基本屏幕,在屏幕底部显示软键意义.

[PMCDGN]-->[Title]

[PMCDGN]-->[Status]

[PMCDGN]-->[Alarm]

[PMCDGN]-->[Trace]

PMCPRM

PMCLAD

[PMCDGN]-->[I/O]

8PMC的备份及恢复

PMC可以在系统启动前备份到CF卡上,也可以在系统启动后通过RS232C串口JD5A或JD5B备份到计算机上或CF卡上.

备份出来的程序可以通用FanucLADDERIII软件进行编辑,完了以后可以将之再传回到PMC,这个过程的具体操作方法详见实验指导书.

七,FANUC系统参数

1,参数的作用

CNC系统设置了许多初始参数来配合,适应相配套的数控机床的具体状况,部分参数还要经过调试来确定

2,参数的分类

数控机床的参数主要包括:

数控系统参数（CNC参数）,机床可编程控制器参数（PMC参数）.

果按照机床参数所具有的性质分类,分为普通型参数和秘密级参数.

3,参数的应用

1,利用机床的某些参数调整机床,

2,根据机床的运行状态对有些参数进行必要的修正.

3,由于参数不合适而引起故障也很常见,所以维修人员必须了解和掌握这些参数,并将整机参数的初始设定记录在案,妥善保存,以便维修时使用

4,参数画面的操作

按[SYSTEM]一次或几次,切换画面到[参数]或[PARAM]]

5,查找想要的参数

（1）用翻页键或光标移动键,显示需要的页面.

（2）从键盘输入想显示的参数号,然后按软键[NO.SRH].这样可显示包括指定参数所在的页面,光标同时在指定参数的位置（数据部分变成反转文字显示）

No.SRH

6,参数的设定

1.将NC置于MDI方式或急停状态.

2.用以下步骤使参数处于可写状态.

（1）按SETTING功能键一次或多次后,再按软键[SETTING],可显示SETTING画面的第一页.

（2）将光标移至"PARAMETERWRITE"处.

（3）按[操作]软键显示操作选择软键,如图3-2所示.

6,参数的设定

（4）按软键[ON:

1]或输入1,再按软键[INPUT],使"PARAMETERWRITE"=1.这样参数成为可写入状态,同时CNC发生P/S报警100（允许参数写入）

6,参数的设定

3.按功能键SYSTEM一次或多次后,再按软键[PARAM],显示参数画面.

6,参数的设定

4.显示包含需要设定的参数的画面,将光标置于需要设定的参数的位置上.

5.输入数据,然后按[INPUT]软键.输入的数据将被设定到光标指定的参数.

6.若需要则重复步骤（4.）和（5.）.

6,参数的设定

7.参数设定完毕.需将参数设定画面的"PARAMETERWRITE="设定为0,禁止参数设定.

8.复位CNC,解除P/S报警100.但在设定参数时,有时会出现P/S报警000（需切断电源）,此时请关掉电源再开机.

6,参数的设定

例12000[INPUT]

6,参数的设定

注意:

希望从选择的参数号开始连续地输入数据时,可以在数据和数据之间用（;）分隔进行输入.

[例]用按键输入10;20;30;40再按软键[INPUT]时,从光标所在位置的参数开始,按顺序设定10,20,30,40.

八,参数的备份与恢复

1,系统参数的备份方法

（1）选择EDIT方式,或使系统处于急停状态.

（2）按功能键SYSTEM一次或几次后,再按操作选择软键[PARAM],显示参数画面,如图3-3所示.

1,系统参数的备份方法

（3）按[（OPRT）]软键,显示出操作选择软键后,按右边的连续菜单软键,显示出包含[PUNCH]的软键

（4）按[PUNCH]软键,显示变为图3-4所示:

（5）按[EXEC]软键,开始输出参数.正在输出参数时,画面下部的状态显示上的"OUTPUT"闪烁,如图3-5所示.

（6）参数输出停止时,"OUTPUT"的闪烁会停止.按RESET键停止参数的输出.

2,通过RS232C串口恢复系统参数的方法

（1）将CNC置于急停状态.

（2）使参数处于可写状态.

①按[OFFSETSETTING]功能键一次或多次,再按操作选择软键[SETTING],显示出参数设定画面.

②移动光标,将光标置于"PARAMETERWRITE"上.

③按软键[（OPRT）]显示出操作选择软键.

④按软键[NO:

1]或用键输入1后,再按输入软键[INPUT],将"PARMATERWRITE="设为1.于是,参数处于可设定状态.同时出现P/S报警100（参数可写入）.

2,通过RS232C串口恢复系统参数的方法

（3）按SYSTEM一次或多次,再按[PARAM]软键选择参数画面.

（4）按[（OPRT）]软键显示操作选择软键,再按右边的继续菜单软键,显示出包含[READ]软键的另一组操作选择软键,如图3-6所示.

2,通过RS232C串口恢复系统参数的方法

（5）按[READ]软键,软键的显示变化如图3-7所示:

（6）按[EXEC]软键,从输入/输出设备开始输入参数.正在输入参数时,画面下部状态显示上的"INPUT"会闪烁,如图3-8所示.

2,通过RS232C串口恢复系统参数的方法

（7）当参数输入完成时,"INPUT"的闪烁停止.如果想中途停止输入,请按RESET键.

（8）当参数输入完成时,"INPUT"的闪烁停止,会出现P/S报警000,此时需要关断电源一次.

九,FANUC系统故障及恢复

故障的定位

何时

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