FANUC0I系统的连接与调试.docx

1、FANUC0I系统的连接与调试 FANUC系统的连接与调试第一节 硬件连接简要介绍了 0IC/0I Mate C的系统与各外部设备（输入电源、放大器，I/O 等）之间的总体连接，放大器（ 系列电源模块，主轴模块，伺服模块， 系列放大器，）之间的连接以及和电源，电机等的连接，和 RS232C 设备的连接。最后介绍了存储卡的使用方法（数据备份，DNC 加工等）。目前FANUC 出厂的0iC/0i-Mate-C包括加工中心/铣床用的 0IMC/0i-Mate-MC 和车床用的 0iTC/ 0i-Mate-TC，各系统一般配置如下：注意：对于 0i Mate-C，如果没有主轴电机，伺服放大器是单轴型(

2、SVU)；如果包括主轴电机，放大器是一体型(SVPM)，下面详细介绍基本调试步骤。一、硬件安装和连接1、在机床不通电的情况下，按照电气设计图纸将 CRT/MDI 单元、CNC 主机箱、伺服放大器、I/O 板、机床操作面板、伺服电机安装到正确位置。2、基本电缆连接，如图所示3、总体连接介绍：注意：A）FSSB光缆一般接左边插口。 B）风扇、电池、软键、MDI 等一般都已经连接好，不要改动。 C）伺服检测CA69不需要连接。 D）电源线可能有两个插头，一个为24V 输入(左)，另一个为+24V 输出(右)。具体接线为（1-24V、2-0V、3-地线）。 E）RS232 接口是和电脑接口的连接线。一

3、般接左边（如果不和电脑连接，可不接此线）。F）串行主轴编码器的连接，如果使用 FANUC 的主轴放大器，这个接口是连接放大器的指令线，如果主轴使用的是变频器（指令线由 JA40 模拟主轴接口连接），则这里连接主轴位置编码器（车床一般都要接编码器，如果是FANUC 的主轴放大器，则编码器连接到主轴放大器的 JYA3）。G）对于 I/O LinkJD1A是连接到 I/O 模块或机床操作面板的，必须连接。H）存储卡插槽（在系统的正面），用于连接存储卡，可对参数、程序、梯形图等数据进行输入输出操作，也可以进行 DNC 加工。1）伺服/主轴放大器的连接以上是以 0iC 带主轴放大器为例的连接图。注意：A

4、）PSM、 SPM、SVM(伺服模块)之间的短接片(TB1)是连接主回路的直流 300V电压用的连接线，一定要拧紧，如果没有拧的足够紧，轻则产生报警，重则烧坏电源模块(PSM)和主轴模块(SPM)。 B）PSM 的控制电源输入端 CX1A 的 1、2 接 200V 输入，3 为地线。 C）伺服电机动力线和反馈线都带有屏蔽，一定要将屏蔽做接地处理，并且信号线和动力线要分开接地，以免由于干扰产生报警。如下所示： D）对于 PSM 的 MCC（CX3）一定不要接错，CX3 的 1,3 之间只是一个内部触点，如果错接成 200V，将会烧坏 PSM 控制板。如下图所示正确接法。 E）对 0i-Mate

5、C，由于使用的伺服放大器是 主轴 伺服，带主轴的放大器是 SPVM 一体型放大器，连 接 如 下 图 所 示。 注意a) 24V 电源连接CXA2C (A1-24V、A2-0V)；b)TB3 (SVPM的右下面)不要接线；c)上部的两个冷却风扇要自己接外部 200V 电源；d)三个（或两个）伺服电机的动力线插头是有区别的，CZ2L（第一轴）、 CZ2M（第二轴）、CZ2N（第三轴）分别对应为 XX，XY，YY。 F）对不带主轴的 Oi-Mate C，由于使用的伺服放大器是 系列，放大器是单轴型，没有电源模块。分 SVM1-4/20 和 SVM40/80 两种规格。主要区别是电源和电机动力线的连

6、接。连接电缆时一定要看清楚插座边上的标注，如下表所示。2）模拟主轴的连接模拟主轴是系统向外部提供 0-10V 模拟电压，接线比较简单，注意极性不要接错，否则变频器不能调速。3）I/0 的连接I/O 分为内置 I/O 板和通过 I/O Link 连接的 I/O 卡或单元，包括机床操作面板用的 I/O 卡、分布式 I/O 单元、手脉、PMM 等。注意：对于手脉接口，OiC 在控制器的内装 I/O 卡上或操作面板 I/O 上都有，而Oi-mate C 只有在操作面板 I/O 上才有。4）急停的连接注意：上述图中的急停继电器的第一个触点接到 NC 的急停输入（X8.4），第二个触点接到放大器的电源模块

7、的 CX3（1，3）。对于is 单轴放大器，接第一个放大器的 CX30(1，3 脚)，注意第一个 CX19B 的急停不要接线。注意：所有的急停只能接触点，不要接 24V 电源。5）电机制动器的连接注：上图中的 Switch 为 I/O 输出点的继电器触点（常开），控制制动器的开闭。6）电源的连接通电前，断开所有断路器，用万用表测量各个电压( 交流 200V，直流 24V)正常之后，再依次接通系统 24V，伺服控制电源(PSM)200V，24V(i)，最后接通伺服主回路电源（3 相 200V）。7）放大器外形图注意：伺服电机动力线是插头，用户要将插针连接到线上，然后将插针插到插座上，U、V、W

8、顺序不能接错，一般是红，白，黑顺序，如下所示。二、其它设备的安装和连接1、和电脑的连接连接图如下：为防止电脑的串口漏电对 NC 的接口烧坏，要在接口上加光电隔离器。最好是不用 232 口，使用存储卡接口更方便，且不会烧坏接口。2、使用 M-CARD 备份参数/加工程序等使用存储卡（PCMCIA CARD）可对参数、加工程序、梯形图、螺补、宏变量等数据进行方便的备份。这些数据可分别备份，同时可以在计算机上直接进行编辑（梯形图除外，需经 FANUC 的变成软件进行转化）。1）首先要将 20#参数设定为 4 表示通过 M-CARD 进行数据交换2）要在编辑方式下选择要传输的相关数据的画面（以参数为例

9、）按下软健右侧的OPR(操作)，对数据进行操作。3、用存储卡进行 DNC 加工）首先将 I/O CHANNEL 设定为（按上述方法设定），参数 138#7=1。）将加工程序拷贝到存储卡里（可以一次拷贝多个程序）。）编辑方式，程序画面，按右软件键 ，找CARD，显示存储卡里面的文件列表。再按DNC-ST，选择需要运行的文件号。）选择RMT方式，按循环启动，就可以执行 DNC 操作了。 第二节 系统参数的设定简单介绍了伺服参数初始化，基本参数的意义和设定方法，有关模拟主轴及串行主轴的注意点，主轴常用的参数说明，常用的 PMC 信号表，模具加工用（0IMC）机床高速高精度加工参数设定。一、基本参数设

10、定1、上电全清当系统第一次通电时，最好是先做个全清(上电时，同时按 MDI 面板上 RESET+DEL)。全清后一般会出现如下报警：100 参数可输入参数写保护打开（设定画面第一项 PWE=1）。506/507硬超程报警消除 设定 3004#5OTH 可消除417 伺服参数设定不正确，重新进行设定伺服参数 进行伺服参数初始化。5136 FSSB电机号码太小 FSSB设定没有完成或根本没有设定（如果需要系统不带电机调试时，把1023设定为-1，屏蔽伺服电机，可消除 5136 报警）手动输入功能参数（9900-9999），根据FANUC提供的出厂参数表正确输入。然后关断系统电源，再开。检查参数 8

11、130，1010 的设定是否正确（一般车床为，铣床3/4）。2、伺服 FSSB 设定和伺服参数初始化参数 1023 设定位、等。参数 1902 的位 0 = 0 在放大器设定画面，指定各放大器连接的被控轴的轴号（，等）。按SETING软键。（若显示警告信息，请重新设定）。在轴设定画面上，指定关于轴的信息，如分离型检测器接口单元的连接器号。按SETING键（若显示警告信息，重复上述步骤）。此时，应关闭电源，然后开机，如果没有出现 5138 报警，则设定完成。首先把 3111#0 SVS 设定为 1 显现伺服设定和伺服调整画面。翻到伺服参数设定画面，如下图示，设定各项（如果是全闭环，先按半闭环设定

12、）。注：A第一项（初始化位）设定为，第二项（电机代码）按表 5 中的电机代码表设定（表）。B在 FSSB 自动设定时，伺服放大器必须通电，否则不能正确设定。当然由于疏忽在进行伺服设定时可能出现以下的报警情况：3、主轴设定首先在4133#参数中输入电机代码（由表6查得电机代码表），把4019#7设定为1进行自动初始化。断电再上电后，系统会自动加载部分电机参数，如果在参数手册上查不到代码，则输入最接近的电机代码，初始化后根据主轴电机参数说明书的参数表对照一下，有不同的部分加以修改，（没有出现的不用更改）。修改后主轴初始化结束。设定相关的电机速度（3741，3742，3743 等）参数，在MDI画面

13、输入“M03 S100”检查电机的运行情况是否正常。（不使用串行主轴时设定3701#1 ISI设定为1屏蔽串行主轴，否则出现750报警。）注意：如果在PMC中MRDY信号没有置1，则参数4001#0设为0。4、其他参数的设定包括运行速度，到位宽度，加减速时间常数，软限位，运行/停止时的位置偏差，和显示有关的参数等，参照如下常用参数表（表）设定。附录1：关于主轴的几点说明1串行主轴在使用过程中不输出的几个原因1）在PMC中主轴急停 (G71.1)、主轴停止信号(G29.6)，主轴倍率(G30 当 G30 为全 1 时 倍率为 0) 没有处理，另外在 PMC 中注意 SIND 信号的处理，处理不当

14、也将造成主轴不输出；2） 参数中没有设置串行主轴功能选择参数，即主轴没有设定；3）当1404#2 F8A误设将造成刚性攻丝时速度相差1000倍；4）当1405#0 F1U误设将造成刚性攻丝时速度相差10倍；5）当4001#0 MRDY( 6501#0 ) ( G229.7 / G70.7 ) 误设将造成主轴没有输出，此时主轴放大器上01#错误；6）在没有使用定向功能而设定3732 将有可能造成主轴在低速旋转时不平稳；7）当使用内装主轴时，使用MCC的吸合来进行换档，注意档位参数的设置（只设一档）；8）当设置3708#0（SAR）信号的设置不当可能造成刚性攻丝的不输出；9）当3705#2 SGB

15、 (铣床专有)误设改参数设了以后使用 #3751 / #3752 的速度由于此时#3751/ #3752 往往没有设定故主轴没有输出；10）4030此外应注意FANUC的串行主轴有相序连接错误将导致主轴旋转异常主轴内部SENSOR损坏放大器31#报警；11）8133#0SSC恒周速控制对主轴换档的影响（F34#0.1.2 无输出）；12）4000#2 位置编码器的安装方向对一转信号的影响（可能检测不到一转信号）。2模拟主轴不输出的几种可能1）在 PMC 中主轴急停/主轴停止信号/主轴倍率/没有处理2）参数中没有设置主轴选择参数/主轴的速度没有设定3）当1802#2 CTS误设将没有模拟输出4）

16、系统存储容量是否影响？5）3708#0 SAR模拟主轴没有此信号误设主轴无输出(JA8A 5/7 脚) 注意：由于主轴的参数既包括串行主轴，也包括模拟主轴，两者的参数在设定时不要冲突，不要相互穿插设定。3主轴常用参数Mzi速度传感器定向4002#0/4010#0设定为1，9082#断电再上电（ B103 带Mzi SENSOR 做主轴定向），0IC 系列设置参数如下 B100不带Mzi SENSOR， 做主轴定向时使用位置编码器 4002#1 )1）参数 4002：2）参数 4010：4关于模拟主轴当使用模拟主轴时，系统可以提供10v+10v电压由系统上JA8A上的 5/7 脚引出。在使用模拟

17、主轴时要注意以下问题1）梯形图 *SSTP G29.6主轴停止信号，即使不用 该信号也要置为常1否则无输出（必须处理）。2）主轴倍率 系统提供的主轴倍率为 0%254% 在 G30（一个字节）中处理（全0和全1时倍率为 0）（必须处理）。3）SIND G33.7 决定主轴倍率由从CNC（为 0） 给出，还是由 PMC（为 1）给出通常情况下 AUTO/MDI/DNC方式下由 CNC 给出JOG/HAND下由PMC给出，这些都是梯形图中编辑处理的，也可以不处理此信号完全由 CNC 给出。4）主轴的速度 在3741中设定，此参数必须设定，其值对应于10V，同时也与F36#0F37#3 S12 位代

18、码一致。例如 3741 中设定 2000 程序中为 S1000此时 1000/20005V/10V2047.5/4095当速度不对时 往往是主轴倍率不正确 输出的电压存在漂移，请查看参数说明书，设置相关的参数（P99）5）主轴的正反转可以由变压器上的正反转输出端子决定，此时梯形图中要处理主轴的正反转输出信号，类似于串行主轴的G70.4 / G70.5，也可以由一个线圈输出，此时输出电压极性由M03/M04 决定，通过参数3706#7 / #6 设定。附录2：常用PMC信号表附录3：高速高精度相关参数注意：1、由上述表中可看到，使用什么系统可选择什么功能，比如 0IC/B 只 能使用AI APC

19、（基本功能）和AI CC(选择功能)，他们之间的区别是插补前加减速类型（线性/铃型）和预读程序段数（15/40）。2、关于程序中的 G 代码，一定要在程序的开头和结尾指定。否则参数调整后也不会有好的效果。附录4：各种功能对应参数设定1、AI先行控制（G05.1Q1配合）固定设定值的参数2、AI轮廓控制（G05.1Q1配合）固定设定值的参数如果使用HRV3（高速HRV）时设定的参数根据机床特性需要进行调整的参数注：在进行振动状态观察，反向背隙突起/过切观察时，最好使用SERVO GUIDE（伺服向导）。如果要进行模具加工，必须使用SERVO GUIDE（伺服向导），仔细调整（包括：圆弧调整、加减

20、速调整、四角调整、带1/4圆弧的调整、背隙加速调整）。第三节 伺服控制原理及伺服参数调整详细介绍伺服参数初始化步骤，伺服参数优化调整，全闭环控制的参数设定及调整，振动抑制调整。一、伺服控制原理通常情况下，交流伺服驱动系统从整体上通过三环对电机进行控制：包括位置环、速度环和电流环。大部分交流伺服系统位置环均采用比例调节器，因为积分调节虽然可以减小系统的静差，但会产生位置超调，在需要高跟随性能的系统中，可以增加位置前馈增益参数。速度环和电流环采用比例积分调节器。数控机床作为一个复杂的系统，机械有其固有的谐振频率，且机械的特性随着时间以及使用损耗等情况都会有不同的变化，只有针对不同的情况对驱动器参数

21、进行最优的调整，才能保证机床处在最佳性能状态。下面对影响数控机床性能的交流伺服主要参数及意义说明如下：1、速度比例增益参数主要是设定速度环调节器的比例增益，增益越高，刚度越大，参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定，一般情况下，负载惯量越大，设定值越大；2、速度积分频率参数(速度积分频率为速度积分时间的倒数)主要是设定速度环调节器的积分频率，积分频率越大，刚度越大，参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定，一般情况下，负载惯量越大，设定值越小；3、速度检测低通滤波器参数，主要是设定速度检测低通滤波器特性，数值越小，截止频率越低，电机产生的噪音越小，如果负载惯量很大，可以适当减

22、小设定值。数值太小，造成响应变慢，可能会引起振荡4、位置比例增益参数，主要是设定位置环调节器的比例增益，设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小，但数值太大可能会引起振荡或超调；5、电流积分频率参数，主要是设定电流环调节器的积分频率，积分频率越大，积分速度越快，电流跟踪误差越小，但积分时间太大，会产生噪声或振荡，该参数仅与伺服驱动器和电机有关，与负载无关，一般情况下，电机的电磁时间常数越大，积分频率越小。在系统不产生振荡的条件下，该参数值设定尽量较大；6、电流比例增益参数，主要是设定电流环调节器的比例增益，增益越高，电流跟踪误差越小，但增益太高，会产生噪声或振荡，

23、该参数仅与伺服驱动器和电机有关，与负载无关，在系统不产生振荡的条件下，该参数设定值尽量较大；7、电流或转矩指令低通滤波器截止频率参数，该参数主要是设定电流或转矩指令低通滤波器截止频率，用来限制电流或转矩指令频带，避免电流或转矩冲击和振荡，使电流、转矩响应平稳。调节改变交流伺服参数，伺服系统的特性发生改变，比例环节参数的作用即成比例的反映控制系统的偏差信号，当偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差；积分环节作用主要用于消除静差，提高系统的无差度；滤波器的作用主要限制反馈指令的频带，避免外部干扰冲击和震荡，控制系统响应平稳。在数控机床系统中，交流伺服较高的速度、电流增益可以带来高的伺服系

24、统响应和刚度，因此可以减小机床的加工形状误差，提高定位速度。作为一般的调整规则，在整个机床允许的情况下，速度电流增益以及积分时间常数尽量调高，以减少系统的静差，提高系统的刚度。进给伺服系统的位置控制形式原理：伺服系统是一个反馈控制系统，它以指令脉冲为输入给定值与反馈脉冲进行比较，利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节，以消除偏差，使被调量跟踪给定值。进给伺服系统的任务是完成各坐标轴的位置控制，在整个系统中它又分为：位置环、速度环、电流环。二、伺服参数调整1、概述在系统连接并通电运行后，首先要进行伺服参数的调整，包括基本伺服参数的设定以及按机床的机械特性和加工要求进行的优化调整，如果是全闭环，

25、要先按照半闭环情况设定（参数1815#1，伺服参数画面的N/M，位置反馈脉冲数，参考计数器容量），调整正常后再设定全闭环参数，重新进行调整。以下就这几个方面进行介绍。2、基本参数设定（FSSB）参数1023设定为、等，对应光缆接口 X、Y、Z 等。参数1902的位0 = 0，伺服 FSSB 参数自动设定。在FSSB设定画面，指定各放大器连接的被控轴的轴号（1，2，3 等）。在CUR下面会显示放大器的电流（如 40A），如果没有或显示，则检查伺服放大器的电源是否正常或光缆的连接是否正确。按SETING软键。（若显示报警信息，请重新设定）。显示如下：* 先按AMP（放大器），再按OPRT，选择SE

26、TTING 如果正常设定，会出现 报警，关机再开机。在轴设定画面上，指定关于轴的信息，如分离型检测器接口单元的连接器号。按SETING键（若显示警告信息，重复上述步骤）。此时，应关闭电源，然后开机，如果没有出现 5138 报警，则设定完成。显示如下：*按下AXIS（轴）上述的M1、M2表示全闭环的接口所连接的插座对应的轴，比如：M1的JF101连接X轴位置反馈，则在上面的X行的M1处设定为1。如果是半闭环控制，则不用设定。3、伺服参数初始化设定首先把3111#0 SVS 设定为 1 显现伺服设定和伺服调整画面。翻到伺服参数设定画面，如下图示，设定各项（如果是全闭环，先按半闭环设定）。注：1、第

27、一项（初始化位）设定为，第二项为电机代码，由电机代码表查出，第三项不需要设定，第四项 CMR=2，(车床的 X 轴为 1)。2、柔性齿轮比 N/M 按以下公式计算：4、方向：标准设 111，如果需要设定相反的方向，设-111。速度反馈脉冲数为8192，位置反馈脉冲数12500，参考计数器容量：按电机一转，反馈回来的位置脉冲数（如果设定不合适，回零将不准）。如果回零减速档块长度太短或安装位置不合适也会导致回零不准。以上参数设定完成后，关断系统电源，重新开机，则伺服初始化设定完成。5、伺服调整画面。以下为伺服调整画面，一般用户都忽略了此画面的调整，其实这方面的调整对机床的性能会更重要，必需根据以下

28、步骤仔细调整。1）设定时，首先将功能位（2003）的位3（PI） 设定1（冲床为 0），回路增益（1825）设定为3000（在机床不产生振动的情况下，可以设定为5000），比例、积分增益不要改，速度增益从200增加，每增加100后，用 JOG 方式分别以慢速和最快速移动坐标，看是否振动。或观察伺服波形（TCMD），检查是否平滑。调整原则是：尽量提高设定值，但是调整的最终结果，都要保证在手动快速，手动慢速，进给等各种情况都不能有振动。注：速度增益=（1+负载惯量比（参数 2021）/256 ）*100。负载惯量比表示电机的惯量和负载的惯量比，直接和机床的机械特性相关，一定要调整。2）伺服波形显示

29、：参数3112#0=1(调整完后，一定要还原为0)，关机再开。如下所示：采样时间设定5000，如果调整 X 轴，设定数据为51，检查实际速度，在如下画面设定。如果在起动时，波形不光滑，则表示伺服增益不够，需要再提高。如果在中间的直线上有波动，则可能由于高增益引起的震动，这可通过设定参数2066=-10（增加伺服电流环 250um）来改变，如果还有震动，可调整画面中的滤波器值(参数 2067)=2000 左右，再按上述步骤调整。3）N 脉冲抑制：当在调整时，由于提高了速度增益，而引起了机床在停止时也出现了小范围的震荡（低频），从伺服调整画面的位置误差可看到，在没有给指令（停止时），误差在 0左右

30、变化。使用单脉冲抑制功能可以将此震荡消除，按以下步骤调整：a) 参数 2003#4=1，如果震荡在 0-1 范围变化，设定此参数即可。b) 参数 2099，按以下公式计算。4) 有关 250um 加速反馈的说明： 电机与机床弹性连接，负载惯量比电机的惯量要大，在调整负载惯量比时候（大于 512），会产生 50-150HZ 的振动，此时，不要减小负载惯量比的值，可设定此参数进行改善。此功能把加速度反馈增益乘以电机速度反馈信号的微分值，通过补偿转矩指令 TCMD，来达到抑制速度环的振荡。 参数 2066-10 到-20,一般设-10。 参数 2067(Tcmd) 一般设 2000 左右，具体如下表

31、可通过 SERVO GUID 测出振动频率，也可以通过降低或升高设定值来观察伺服波形。对于低频率振动，此方法有效，对于高频率的机械共振（200Hz以上），可使用 HRV 滤波器来抑制（使用伺服调整引导软件自动测量）。6、重力轴防落调整：1)一般重力轴的电机都带有制动器，在按急停时或伺服报警时，由于制动器的动作时间而产生的轴的跌落，可通过参数调整来避免。2) 参数调整：2005#6=1，2083设定延时时间（ms），一般设定200左右，具体要看机械重力的多少。如果是该轴放大器是或轴放大器，每个轴都要设定。3) 原理如下：第四节 机床参数调试一、伺服系统的调整过程研究 伺服系统的调整主要是系统的各项控制增益的调整，当增益调整较高时，可以使得系统具有较快的响应速度，提高系统的刚