譚邦俊

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽，滁州239000）

FANUC OiT數(shù)控系統(tǒng)硬件連接

譚邦俊

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽，滁州239000）

簡述了FANUC OiT系統(tǒng)數(shù)控車床的組成特別是硬件系統(tǒng)的組成，分析了數(shù)控系統(tǒng)各硬件部分的功能，著重介紹了數(shù)控系統(tǒng)各部分之間的硬件連接方式。為數(shù)控調(diào)試維修人員、數(shù)控專業(yè)學(xué)生對數(shù)控車床的安裝與維護(hù)提供了參考。

FANUC；數(shù)控機(jī)床；硬件連接

數(shù)控系統(tǒng)是一種利用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化程序控制的系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制和運算的核心部件，主要用于控制刀具和工件之間的相對位置。數(shù)控系統(tǒng)的性能直接決定了數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)精度和可加工零件的復(fù)雜程度。數(shù)控系統(tǒng)是由硬件部分和軟件部分組成。數(shù)控系統(tǒng)軟件部分主要包括數(shù)據(jù)處理程序、插補運算程序、速度控制程序、管理程序、診斷程序等。數(shù)控系統(tǒng)硬件部分主要包括C N C裝置、可編程控制器、主軸伺服驅(qū)動裝置、進(jìn)給伺服驅(qū)動裝置、位置檢測反饋裝置等。數(shù)控系統(tǒng)各部分組成關(guān)系如圖1-1。[1]

圖1-1 數(shù)控系統(tǒng)各部分組成關(guān)系

C N C裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，數(shù)控系統(tǒng)工作時C N C裝置上電開始啟動，讀取數(shù)控程序，并存儲在寄存器中。數(shù)控加工時逐段讀取逐段譯碼，將C N C程序轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼，同時將代碼分為位置數(shù)據(jù)和控制指令，并放置到相應(yīng)的存儲區(qū)域，接著根據(jù)位置數(shù)據(jù)和控制指令進(jìn)行處理完成數(shù)控加工。P M C裝置是數(shù)控系統(tǒng)中用來處理開關(guān)量的裝置，如主軸的啟動與停止、切削液的開關(guān)、刀具的更換、工作臺的加緊與放松等。伺服驅(qū)動裝置是C N C裝置和機(jī)床本體之間的紐帶，將來自C N C的微弱信號調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)動伺服電機(jī)。主軸伺服驅(qū)動裝置通過控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速使得機(jī)床主軸按照規(guī)定的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動。進(jìn)給軸伺服驅(qū)動裝置通過控制伺服電機(jī)運動、使刀具和工件按照規(guī)定的速度沿著規(guī)定軌跡動作。位置檢測與反饋裝置主要適用于中高端數(shù)控機(jī)床程度半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，半閉環(huán)系統(tǒng)檢測伺服電機(jī)的角位移并將其轉(zhuǎn)換為刀架的直線位移，閉環(huán)系統(tǒng)直接檢測刀架的直線位移，無論半閉環(huán)系統(tǒng)還是開環(huán)系統(tǒng)檢測到的位移量都傳送到位置比較器，并與C N C裝置指令信號進(jìn)行對比，若有差值，就發(fā)出運動控制信號，用以消除位移差值。[2]

數(shù)控系統(tǒng)各部分的連接是通過硬件裝置上的各種類型接口實現(xiàn)的。C N C裝置的直流24V電源通過C P1接口與開關(guān)電源連接。C N C裝置與驅(qū)動裝置的數(shù)據(jù)傳輸由C O P10A驅(qū)動器總線接口實現(xiàn)，此接口為光纜口。J A40接口用來與模擬主軸外接的編碼器連接或串行主軸接口。J D1A為I/O L I N K接口，通過此接口將C N C輸出的電信號分配到I/O L I N K單元。C A55為系統(tǒng)M D I鍵盤接口。J D36A/J D36B為R S232串行通信接口。

F A N U C O iT系統(tǒng)的多種型號伺服驅(qū)動器在外圍連接電路基本一致，主要分為光纜連接、控制電路連接、主電源連接、M CC與急停信號連接、主軸指令連接、伺服電機(jī)主電源連接、伺服電機(jī)編碼器連接。F A N U C O iT伺服驅(qū)動器的FSSB總線采用光纜通訊，在硬件連接方面始終遵循由A接口到B接口的原則，C O P10A接口輸出，連接到C O P10B接口。C XA19B為24V直流電源接口，用于伺服控制電路供電。220V交流主電源是伺服電機(jī)的動力來源，C Z24為伺服三相220V電源接口。急停與M CC電路的連接，該部分主要對伺服主電源和伺服放大器進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)發(fā)生報警，急停等狀況時能夠立刻切斷伺服放大器主電源。C X29接口為M CC電路接口，當(dāng)放大器準(zhǔn)備就緒后，內(nèi)部繼電器就會自動吸合，機(jī)床可以開始工作。C X30接口為急停回路接口。F A N U C O iT系統(tǒng)模擬主軸的控制主要通過驅(qū)動器上J A40接口輸出低壓直流電給變頻器，變頻從而改變轉(zhuǎn)速。伺服電機(jī)動力電源的連接采用接線端子的方式，C Z25L接口為伺服X軸電機(jī)電源，C Z25M接口為伺服Z軸電機(jī)電源。伺服電機(jī)反饋線的連接時需要注意，J F1為X軸伺服電機(jī)編碼器接口，J F2為Z軸伺服電機(jī)編碼器接口。[3]

F A N U C O iT系統(tǒng)的P M C是通過專用的I/O L I N K與系統(tǒng)進(jìn)行通訊的，P M C在進(jìn)行I/O信號控制的同時可以實現(xiàn)手輪與I/O L I N K軸的控制。C N C裝置I/O數(shù)據(jù)的輸入是通過C N C裝置的J D51A到I/O L I N K模塊的J D1B接口實現(xiàn)的。I/O L I N K模塊直流24V電源的連接通過C P1接口實現(xiàn)。CB104/CB107與控制面板接口連接用于控制面板上的按鈕。J A3A接口為手輪控制接口。F A N U C O i系統(tǒng)硬件連接示意圖如圖1-2。

圖1-2 FANUC OiT系統(tǒng)硬件連接示意圖

F A N U C O iT數(shù)控系統(tǒng)硬件接口式的連接方式，有效的規(guī)避了連接處接觸不良、數(shù)據(jù)傳輸受損等多種弊端。并且此種連接方式，效率高，接口性能穩(wěn)定，同時對數(shù)控維護(hù)與調(diào)試人員的技能要求大大降低。[4]

[1]王偉平.數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)調(diào)整技術(shù)[D].大連：大連理工大學(xué)，2013.

[2]於紅梅.基于FANUC O i一0i數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷培訓(xùn)裝置[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013,04)：76-78.

[3]陳芳.數(shù)控機(jī)床伺服參數(shù)設(shè)定與調(diào)整[J].機(jī)床與液壓，2009，(04)：53-55.

[4]吳玉娟.數(shù)控機(jī)床故障診斷教學(xué)實驗平臺研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2011.

TG659

A

1671-5993（2017）02-0042-02

2017-01-10

譚邦俊（1988-）男，江蘇南通人，滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教，碩士研究生，從事機(jī)械CAD/CAE與信息集成研究。