FANUC数控系统说明书

一、FANUC数控系统概述

1、FANUC数控系统的发展概况 

日本FANUC公司自50年代末期生产数控系统以来，已开发出40多种系列的数控系统，特别是70年代中期开发出FS5、FS7系统以后，所生产的系统都是CNC系统。从此，FANUC公司的CNC系统大量进入中国市场，在中国CNC市场上处于举足轻重的地位。

80年代，FANUC公司较有代表性的系统是F6和F11系列。

80年代，其主要产品有F0和F15系列。

目前，以F0i与F16i、18i最为常见。 

FANUC数控系统的特点：

（1）系统在设计中大量采用模块化结构。 

（2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力 。

（3）有较完善的保护措施 。

（4）FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。 

（5）提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令 。

（6）具有很强的DNC功能 。

（7）提供丰富的维修报警和诊断功能 。

2、FANUC数控系统的系列与特点

（1）FANUC 0i系统与FANUCl6/18/21等系统的结构相似，均为模块化结构。其集成度较FANUC 0系统的集成度更高，因此0i控制单元的体积更小，便于安装排布。

（2）采用全字符键盘，可用B类宏程序编程，使用方便。

（3）用户程序区容量比0MD系统大一倍，有利于较大程序的加工。

（4）使用编辑卡编写或修改梯形图，携带与操作都很方便。

（5）使用存储卡存储或输入机床参数、PMC程序以及加工程序，操作简单方便。

（6）系统具有HRV(高速矢量响应)功能，伺服增益设定比0MD系统高一倍，理论上可使轮廓加工误差减少一半。

（7）机床运动轴的反向间隙，在快速移动或进给移动过程中由不同的间隙补偿参数自动补偿。

（8）0i系统可预读12个程序段，比0MD系统多。

（9）与0MD系统相比，0i系统的PMC程序基本指令执行周期短，容量大，功能指令更丰富，使用更方便。

（10）0i系统的界面、操作、参数等与18i、16i、21i基本相同。

（11）0i系统比0M、0T等产品配备了更强大的诊断功能和操作信息显示功能，给机床用户使用和维修带来了极大方便。

（12）在软件方面0i系统比0系统也有很大提高，特别在数据传输上有很大改进。

二、FANUC数控系统的部件连接

1、控制单元的连接(FANUC 0i-MB)

图6-1  控制单元的构成

图6-2    控制单元各部位的名称

图6-3  控制单元的连接原理图1

图6-4    主板插座配置图

图6-5  控制单元的连接原理图2

图6-6  I/O板插座配置图

图6-7  控制单元的连接原理图3

2、主轴控制单元的连接

图6-8  高速串行总线接口板

图6-9   串行主轴连接

图6-10    模拟主轴连接

图6-11    串行主轴连接插座信号1

图6-12   串行主轴连接插座信号2

图6-13   模拟主轴连接位置编码器插座信号

3、伺服放大器模块的连接

图6-14    伺服放大器模块的接口信号

如果采用分离型增量式检测装置（通常用光栅尺），需按下图方式连接。 

图6-15  分离型增量式检测装置的连接

4、各模块的LED状态显示

控制单元主板的LED状态显示位于控制单元主板的上方位置

（1）电源模块的LED显示

①当未接通控制电源或控制电源出现异常时，如图6-16

②电源模块未准备好。即主回路电源未接通、系统处于急停状态，如图6-17

③电源模块准备好。即主回路电源接通，电源模块可以开始正常工作，如图6-18

④电源模块处于报警状态。当有故障发生时，ALM指示灯亮，两位7段数字显示管显示报警号。如图6-19

（2）伺服模块的LED显示

①当未接通电源、连接导线出现异常和伺服模块本身出现异常时，如图6-20

②伺服模块未准备好，即主回路电源未接通，系统处于急停状态，如图6-21

③伺服模块准备好，即主回路电源接通，伺服模块可以开始正常工作，如图6-22

④电源模块处于报警状态，当有故障发生时，一位7段数字显示管显示报警号，如图6-23

（3）主轴模块的LED显示

①当未接通控制电源或控制电源出现异常时，如图6-24

②当NC数控系统电源未接通，主轴模块在等待串行通信和参数的加载时，两位7段数字显示管闪烁，如图6-25

③当接通控制电源1s后，会在两位7段数字显示管显示主轴模块ROM的序列号，大约0.5s后会显示主轴模块ROM的版本号，如图6-26

④当参数加载完成，主回路电源未接通、系统处于急停状态时，如图6-27

⑤主轴模块处于报警状态，当有故障发生时，两位7段数字显示管显示报警号，同时，ALARM指示灯会点亮显示报警代号，如图6-28

⑥主轴模块处于不正确的参数设定和不适当的序列，当有故障发生时两位7段数字显示管显示错误号，同时ERR指示灯点亮，如图6-29

5、急停与超程解除控制线路

急停：用于在紧急情况下，停止机床的运动,一般用其按钮触点控制切断强电。

超程解除：数控系统通常可提供两种行程保护功能，一种为在机床各坐标轴的极限位置安装限位开关，当其被压下时，向数控系统发出超程信号使之减速停止。另一种为存储行程极限，它允许在机床坐标系中设定多个坐标值形式的区域，禁入区域可以由用户指定为设定区域的内侧或外侧，当机床移动进入禁入区域则停止移动，并显示超程报警。

图6-30  急停与超程解除控制线路

6、机床I/O接口的连接

FANUC 0i－MA数控系统的控制单元有内置的I/O卡，用于机床各检测元件信号的采集和控制各种气、液压阀组件，指示灯等的动作。

在控制单元内置的I/O卡，其输入点的点数为96点，输出点点数为64点。如输入输出数量未能满足要求时，就需要通过控制单元上的I/O  LINK扩展I/O单元来满足使用的要求，并在编写PMC程序时，对各I/O设备的地址进行分配。

三、FANUC PMC程序设计（一）

1、FANUC PMC的接口

PMC与控制伺服电动机和主轴电动机的系统部分，以及与机床

侧辅助电气部分的接口关系。

2、FANUC PMC的基本编程指令

3、FANUC PMC的功能指令

(1) TMR(定时器)功能指令

TMR为设定时间可更改的定时器。

工作原理：当控制条件ACT=0时定时继电器TM断开；当ACT=1时，定时器开始计时，到达预定的时间后，定时继电器TM接通。

(2) DEC(译码)功能指令

工作原理：当控制条件ACT=0时，不译码，译码结果继电器R断开；当ACT=1时执行译码，当指定译码信号地址中的代码与译码规格数据相同时，输出R＝1，否则R=0，译码输出R的地址由设计人员确定。

4、FANUC PMC的编程指令应用举例

主轴定向控制：

四、 FANUC PMC程序设计（二） 

1、FANUC PMC的编程方法

（1）FAPT  LADDER  III软件界面:

（2）使用网络进行PMC传输步骤

机床端设置：

计算机端设置：

计算机端通信连接：

从机床 PMC装载：

选择传输PMC梯形图程序、PMC参数：

显示传输的过程：

2、FANUC PMC程序的工作原理

（1）梯形图概要

在PMC程序中，使用的编程语言是梯形图。对PMC程序的执行，可以简要地总结为，从梯形图的开头由上到下，然后由左到右到达梯形图结尾后再回到梯形图的开头，循环往复，顺序执行。

（2）PMC程序的分级

PMC程序由第一级程序和第二级程序两部分组成。在PMC程序执行时，首先执行位于梯形图开头的第一级程序，然后执行第二级程序。

FANUC Oi－MA数控系统的PMC规格有SA1和SA3两种，而SA3比SA1多了子程序和标记地址的功能。

（3）PMC的地址

PMC程序中的地址，也就是代号，用于代表不同的信号，不同的地址分别有机床侧的输入（X）、输出线圈（Y）信号、NC系统部分的输入（F）、输出线圈（G）信号，内部继电器（R），信息显示请求信号（A），计数器（C），保持型继电器（K），数据表（D），定时器（T），标号（L），子程序号（P）.

五、FANUC数控系统参数

1、FANUC数控系统参数的分类与功能 

FANUC Oi－MA数控系统的参数按照数据的形式大致可分为位型和字型。其中位型又分位型和位轴型，字型又分字节型、字节轴型、字型、字轴型、双字型、双字轴型共8种。轴型参数允许参数分别设定给各个控制轴。

2、设置（或调整）FANUC数控系统参数

（1）系统参数的显示方法

数控系统的参数可以分为许多类型，在本单元我们只介绍系统参数的显示、MDI设定参数以及伺服参数的初始化。 

①按MDI面板上的功能键 “SYSTEM”几次或一次后，再按软键[参数]，选择参数页面

②参数页面有多页组成，通过(a)、(b)两种方法显示需要的参数页面 

(a)用翻页键或光标移动键，显示需要的参数页面。

(b)从键盘输入想显示的参数号，然后按软键[NO.检索]。可以显示指定的参数所在页面。光标在指定的参数位置上闪动。 

（2）MDI方式设定参数

①将NC置于MDI方式下 

②按下急停按钮，使机床处于急停状态 

③按以下步骤使参数处于可写状态 

(a)按功能键一次或几次后，再按软键[SETTING]，可显示参数设定页面。 

(b)将光标移至“PARAMETER WRITE”处 

(c)设定“PARAMETER WRITE”=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。同时CNC产生P/S100报警（允许参数写入）。

(d)如果参数设定完毕，需将参数设定页面的“PARAMETER WRITE=”设定为0，禁止参数设定。 

(e)复位CNC，解除P/S100报警。此时需关断电源再开机。 

六、FANUC数控系统的数据保护

1、在引导系统屏幕画面进行数据的备份和恢复

机床通电后，FANUC-0i-MA数控系统就会自动启动引导系统，并读取NC软件到DRAM中去运行，而引导系统屏幕画面在一般的正常情况下，是不会显示的，但进行数据的备份和恢复时，就必须调出引导系统屏幕画面。

（1）调出引导系统画面

操作提示：系统通电后，两手指同时按住屏幕下方右侧两软键。

（2）备份PMC程序

①按软键“UP”或“DOWN”选择“SYSTEM DATA SAVE”

②按下“SELECT”键，进入系统数据备份画面

③按软键“UP”或“DOWN”选择“PMC-RA”,然后按下“SELECT”键

④按软键“YES”，进行“PMC”程序的备份

⑤按下“SELECT”键,完成PMC程序的备份

（3）恢复PMC程序

①选择“SYSTEM DATA LOANING”,然后按下“SELECT软件”

②选定对应的PMC-RA.000文件，然后按下“SELECT软件”

2、用户数据的备份与恢复

存储在控制单元SRAM中的用户数据（包括参数、加工程序和刀具补偿等）在机床切断电源后，是由安装在控制单元上的电池单元进行保存。对所有SRAM中的用户数据进行备份的操作方法如下：

（1）对用户数据进行备份

（2）对用户数据进行恢复

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