FANUC CNC系统与机床的连接与调整

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FANUC数控系统是最畅销的机床控制系统之一。目前，在国内使用的FANUC数控系统主要有０系统和０i系统。针对广大用户的实际情况，本文简要叙述这两种系统的连接及调试，掌握了这两种系统，其它FANUC系统的调试则迎刃而解。
4 `5 z" s+ E7 I& \$ c9 O4 Z% N/ n１、系统与机床的连接
0i系统的连接图如下图，０系统和其他系统与此类似。图中，系统输入电压为ＤＣ４２Ｖ±１０％，约７Ａ。伺服和主轴电动机为AC200V（不是220V）输入。这两个电源的通电及断电顺序是有要求的，不满足要求会出现报警或损坏驱动放大器。原则是要保证通电和断电都在CNC的控制之下。具体时序请见“连接说明书（硬件）”。
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) b! w: X7 m' P8 @$ u) F) O5 w其它系统如 0 系统，系统电源和伺服电源均为 AC200V 输入。
& O2 p% _# i! Y伺服的连接分 A 型和 B 型 , 由伺服放大器上的一个短接棒控制。A 型连接是将位置反馈线接到 CNC 系统；B 型连接是将其接到伺服放大器。 Oi 和近期开发的系统用 B 型。０系统大多数用 A 型。两种接法不能任意使用，与伺服软件有关。连接时最后的放大器的 JX1B 需插上 FANUC 提供的短接插头，如果遗忘会出现 #401 报警。另外，若选用一个伺服放大器控制两个电动机，应将大电动机电枢接在 M 端子上，小电动机接在 L 端子上，否则电动机运行时会听到不正常的嗡嗡声。
7 Z- o  L% E& V1 `3 bFANUC 系统的伺服控制可任意使用半闭环或全闭环，只需设定闭环型式的参数和改变接线，非常简单。
主轴电动机要的控制有两种接口：模拟 (0~1OVDC) 和数值 ( 串行传送 ) 输出。模拟口需用其它公司的变频器及电动机。
用 FANUC 主轴电动机时，主轴上的位置编码器 ( 一般是 1024 条线 ) 信号应接到主轴电动机的驱动器上 (JY4 口 )。驱动器上的 JY2 是速度反馈接口，两者不能接错。
0 X$ V: E# p. z2 z5 ^# |& y# s3 ^目前使用的 I/0 硬件有两种：内装 I/0 印刷板和外部 I/0 模块。I/0 板经系统总线与 CPU 交换信息；I/0 模块用 I/O LINK 电缆与系统连接 , 数据传送方式采用串行格式 , 所以可远程连接。编梯形图时这两者的地址区是不同的。而且 ,I/0 模块使用前需首先设定地址范围。
  C( C/ I7 {! n9 @为了使机床运行可靠，应注意强电和弱电信号线的走线、屏蔽及系统和机床的接地。电平 4.5V 以下的信号线必须屏蔽，屏蔽线要接地。连接说明书中把地线分成信号地、机壳地和大地。请遵照执行连接。另外，ＦＡＮＵＣ系统、伺服和主轴控制单元及电动机的外壳都要求接大地。为了防止电网干扰，交流的输入端必须接浪涌吸收器（线间和对地）。如果不处理这些问题，机床工作时会出现＃910、#930报警或是不明原因的误动作。
2　调试步骤
2.1　步骤一：接线
, z- Q) k: V: |/ o: J; Z　　按照设计的机床电柜接线图和系统连接说明书（硬件）中（书号：B-61393或B-63503）绘出的接线图仔细接线。
2.2　步骤二：通电
- [$ |, b: {; M5 ~0 m　　拔掉CNC系统和伺服（包括主轴）单元的保险，给机床通电。如无故障，装上保险，给机床和系统通电。此时，系统会有#401等多种报警。这是因为系统尚未输入参数，伺服和主轴控制尚未初始化。
4 N6 X/ O% O0 b+ z2.3　步骤三：设定参数
( O: O2 N) ^( D, B' Q4 a2 K' b* u/ q　　①. 系统功能参数（既所谓的保密参数）：这些参数是订货时用户选择的功能，系统出厂时FANUC已经设好，0C和0i不必设。但是，0D（0TD和0MD）系统，须根据实际机床功能设定#932--#935的参数位。机床出厂时系统功能参数表必须交给机床用户。
　　②.进给伺服初始化：将各进给轴使用的电机的控制参数调入RAM区，并根据丝杠螺距和电机与丝杠间的变速比配置CMR和DMR。设参数SVS，使显示器画面显示伺服设定屏（Servo Set）。0系统设参数#389/0位=0；0i系统设参数#3111/0位=1。然后在伺服设定屏上设下列各项：
$ i* o( {) i1 S　　·初始化位置0。此时，显示器将显示P/S 000报警，其意义是要求系统关机，重新启动。但不要马上关机，因为其它参数尚未设入。应返回设定屏继续操作。
　　·指定电机代码（ID）。根据被设定轴实际使用的电机型号在“伺服电机参数说明书（B—65150）”中查出其代码，设在该项内。
　　·AMR设0。
　　·设定指令倍比CMR。CMR=命令当量/位置检测当量。通常设为1。但该项要求设其值的1倍，所以设为2。
' }' J2 O; x5 p+ B: k  y" w7 J" a　　·设定柔性变速比（N/M）。根据滚珠丝杠螺距和电机与丝杠间的降速比设定该值。计算公式如下：
2 z# y0 M  p$ N( t3 j' V
' _- ]% v; }4 V# [+ i9 l计算中1个脉冲的当量为1μm。式中的分子实际就考虑了电机轴与丝杠间的速比。将该式约为真分数，其值即为N和M。该式适用于经常用的伺服半闭环接法，全闭环和使用分离型编码器的半闭环另有算法。
. l& n" t1 |$ u) ?. T4 y) o2 ]　　·设定电机的转向。111表示电机正向转动，-111为反向转动。
　　·设定转速反馈脉冲数。固定设为8129。
　　·设定位置反馈脉冲数。固定设为12500。
　　·设定参考计数器容量。机床回零点时要根据该值寻找编码器的一转信号以确定零点。该值等于电机转一转的进给轴的移动脉冲数。
% b! V$ c" o( X　　按上述方法对其它各轴进行设定，设定完成后系统关机并重新开机，伺服初始化完成。
# x3 u$ ~% k, E5 ]: w+ i: z  M　　③．设定伺服参数：0系统#500--#595的有关参数；0i#1200--#1600的有关参数。这些是控制进给运动的参数，包括：位置增益，G00的速度，F的允许值，移动时允许的最大跟随误差，停止时允许的最大误差，加/减速时间常数等等。参数设定不当，会产生#4x7报警。
8 A: l1 e1 W  X  z/ G　　④. 主轴电动机的初始化　设定初始化位和电动机的代码。只有 FANUC 主轴电动机才进行此项操作
　　⑤. 设定主轴控制的参数　设定各换档档次的主轴最高转速、换档方法、主轴定向或定位的参数、模拟主轴的零漂补偿参数等。
7 l' M; d, M: |! x　　⑥. 设定系统和机床的其它有关参数　参数意义见 " 参数说明书 " 。
- ^0 D& M) @7 H' S2.4　步骤四：编梯形图，调机
　　要想主轴电动机转动 , 必须把控制指令送到主轴电动机的驱动器 , 头 $SIP 是这一指令的控制信号 , 因此在梯 形图中必须把它置 1。
* E! Z6 Z$ c* p& n　　不同的 CNC 系统使用不同型式的 PMC, 不同型式的 PMC 用不同的编程器。 FANUC 近期开发的PMC 可以方便地用软件转换。可以用编辑卡在 CNC 系统上现场编制梯形图 , 也可以把编程软件装入 PC机 , 编好后传送给 CNC 。近期的系统中梯形图是存储在 F-ROM 中 , 因此编好的或传送来的梯形图应写入 F-ROM, 否则关机后梯形图会丢失。编梯形图最重要的注意点是一个信号的持续 ( 有效 ) 时间和各信号的时序 ( 信号的互锁 ) 。在 FANUC 系统的连接说明书 ( 功能 ) 中对各控制功能的信号都有详细的时序图。调机时或以后机床运行中如发现某一功能不执行 , 应首先检查接线然后检查梯形图。
' D$ d6 a% x* G　　调机实际上是把 CNC 的I/0 控制信号与机床强电柜的继电器、开关、阀等输入 / 输出信号一一对应起来 , 实现所需机床动作与功能。为方便调机和维修 ,CNC 系统中提供了 PMC 信号的诊断屏幕。在该屏上可以看到各信号 的当前状态。
; C3 B. ^" H- V　　综上所述 , 调机有三个要素 : 接线、编梯形图和设置参数。调试中出现问题应从这三个方面着手处理 , 不要轻易怀疑系统。梯形图调好后应写人 ROM。0 系统用的是 EPROM, 所以需要专用的写入器；Oi 等其它系统用 F-ROM, 只需在系统上执行写入操作即可。
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