數(shù)控系統(tǒng)基本知識

1、華中數(shù)控 數(shù)控系統(tǒng)的基本知識數(shù)控系統(tǒng)的基本知識 華中數(shù)控華中數(shù)控 孫海亮孫海亮 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 二、數(shù)控系統(tǒng)的組成二、數(shù)控系統(tǒng)的組成 三、數(shù)控系統(tǒng)的分類三、數(shù)控系統(tǒng)的分類 四、常見數(shù)控系統(tǒng)四、常見數(shù)控系統(tǒng) 1 1、FANUCFANUC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng) 2 2、SIEMENSSIEMENS數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng) 3 3、華中數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)一一. .數(shù)控技術(shù)的發(fā)展數(shù)控技術(shù)的發(fā)展1.1946年世界上誕生了第一臺電子計算機。2.第一臺計算機誕生6年后，即在1952年，計算機技術(shù)應(yīng)用到了機床上。 1952在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。從此，傳統(tǒng)的機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化

2、。 華中數(shù)控 第一臺數(shù)控機床誕生至今五十年以來，數(shù)控機床的核心數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了二個階段和六代的發(fā)展。 1.數(shù)控（NC）階段 2. 計算機數(shù)控（CNC）階段 華中數(shù)控數(shù)控（數(shù)控（NC）階段）階段(1952(195219701970年年) ) 早期的計算機運算速度低，這對當(dāng)時的科學(xué)計算和數(shù)據(jù)早期的計算機運算速度低，這對當(dāng)時的科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理影響不大，但它不能適應(yīng)機床實時控制的要求。處理影響不大，但它不能適應(yīng)機床實時控制的要求。 人們不得不采用數(shù)字邏輯電路，搭成機床專用計算機人們不得不采用數(shù)字邏輯電路，搭成機床專用計算機作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控（作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控（HAR

3、DWIRED NCHARDWIRED NC）, ,簡稱為數(shù)控（簡稱為數(shù)控（NCNC）。）。 隨著電子元器件的發(fā)展，這個階段又歷經(jīng)三代隨著電子元器件的發(fā)展，這個階段又歷經(jīng)三代: : 19521952年的第一代電子管計算機組成的數(shù)控系統(tǒng)；電子管計算機組成的數(shù)控系統(tǒng)；19591959年的第二代晶體管計算機組成的數(shù)控系統(tǒng)；晶體管計算機組成的數(shù)控系統(tǒng)；19651965年的第三代小規(guī)模的集成電路計算機組成的數(shù)控系統(tǒng)。小規(guī)模的集成電路計算機組成的數(shù)控系統(tǒng)。華中數(shù)控計算機數(shù)控（計算機數(shù)控（CNC）階段）階段 這一階段從這一階段從19701970年開始至今。年開始至今。19701970年研制成功大規(guī)模年研制成功

4、大規(guī)模集成電路，并將其用于通用小型計算機。此時的小型計算集成電路，并將其用于通用小型計算機。此時的小型計算機，其運算速度比五、六十年代的計算機有了大幅度的提機，其運算速度比五、六十年代的計算機有了大幅度的提高。比專門搭成的專用計算機成本低，可靠性高。于是，小高。比專門搭成的專用計算機成本低，可靠性高。于是，小型計算機被用作數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進入了計算機數(shù)型計算機被用作數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進入了計算機數(shù)控（控（CNCCNC）階段。）階段。 計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代: : 19701970年第四代年第四代小型計算機數(shù)控系統(tǒng)；小型計算機數(shù)控系統(tǒng)； 1974197

5、4年第五代年第五代微處理器組成的數(shù)控系統(tǒng)微處理器組成的數(shù)控系統(tǒng) 19901990年第六代年第六代基于基于PCPC的數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng) 。華中數(shù)控 數(shù)控系統(tǒng)近五十年來經(jīng)歷了兩個階段六代的數(shù)控系統(tǒng)近五十年來經(jīng)歷了兩個階段六代的發(fā)展，只是發(fā)展到了第五代以后，才從根本上解發(fā)展，只是發(fā)展到了第五代以后，才從根本上解決了數(shù)控系統(tǒng)可靠性低，價格極為昂貴，應(yīng)用很決了數(shù)控系統(tǒng)可靠性低，價格極為昂貴，應(yīng)用很不方便等極為關(guān)鍵的問題，因此即使在工業(yè)發(fā)達不方便等極為關(guān)鍵的問題，因此即使在工業(yè)發(fā)達國家，數(shù)控機床大規(guī)模地得到應(yīng)用和普及也是在國家，數(shù)控機床大規(guī)模地得到應(yīng)用和普及也是在上世紀(jì)的七十年代末、八十年代初以后的事情上

6、世紀(jì)的七十年代末、八十年代初以后的事情 ，也就是說也就是說 數(shù)控技術(shù)經(jīng)過了近三十年的發(fā)展才走向數(shù)控技術(shù)經(jīng)過了近三十年的發(fā)展才走向普及應(yīng)用。普及應(yīng)用。 華中數(shù)控 現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 1 1 高速、高精加工高速、高精加工2 數(shù)控系統(tǒng)具有多軸控制、多軸聯(lián)動和復(fù)合加工的控制功能數(shù)控系統(tǒng)具有多軸控制、多軸聯(lián)動和復(fù)合加工的控制功能 3 數(shù)控系統(tǒng)開放化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)開放化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化 華中數(shù)控二二 、數(shù)控系統(tǒng)的組成、數(shù)控系統(tǒng)的組成 數(shù)字控制機床是采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程進行自動控制的一類機床，它是數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用。數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置，計算機數(shù)控系統(tǒng)是以

7、計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。計算機數(shù)控系統(tǒng)的組成如圖所示。計算機數(shù)控系統(tǒng)組成框圖華中數(shù)控1、計算機數(shù)控裝置（、計算機數(shù)控裝置（CNC裝置）裝置）液晶顯示器MDI鍵盤“急停”按鈕功能鍵機床控制面板(MCP)機床控制面板MCP華中數(shù)控2、數(shù)控裝置的輔助部件、數(shù)控裝置的輔助部件） 軟驅(qū)單元軟驅(qū)單元 軟驅(qū)單元提供3.5”軟盤驅(qū)動器、RS232接口、PC鍵盤接口、以太網(wǎng)接口。需要通過轉(zhuǎn)接線與HNC-21 數(shù)控裝置連接使用。 XS5： RS232 轉(zhuǎn)接口 XS2： PC 鍵盤轉(zhuǎn)接口 XS4： 軟驅(qū)轉(zhuǎn)接口 XS3：以太網(wǎng)轉(zhuǎn)接口 軟驅(qū) XS5：RS232 接口 XS2：PC 鍵盤接口 XS3：以太網(wǎng)接口 前視圖

8、后視圖 軟驅(qū) 華中數(shù)控） 手持單元手持單元 手持單元提供急停按鈕、使能按鈕、工作指示燈、坐標(biāo)選擇（OFF、X、Y、Z、4）、倍率選擇（X1、X10、X100）及手搖脈沖發(fā)生器。 圖 5 手持單元接口圖 XP8（DB25） （頭針座孔） 華中數(shù)控3、伺服單元、伺服單元伺服單元分為: 主軸伺服 進給伺服 分別用來控制主軸電動機和進給電動機。伺服單元接收來自CNC裝置的進給指令，這些指令經(jīng)變換和放大后通過驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)變成執(zhí)行部件進給的速度、方向、位移。華中數(shù)控4、驅(qū)動裝置、驅(qū)動裝置 驅(qū)動裝置將伺服單元的輸出變?yōu)闄C械運動，它與伺服單元一起是數(shù)控裝置和機床傳動部件間的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它們有的帶動工作臺，有的帶動

9、刀具，通過幾個軸的綜合聯(lián)動,使刀具相對于工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機械運動，加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。 華中數(shù)控5、可編程邏輯控制器（、可編程邏輯控制器（PLC） PLC主要完成與邏輯運算有關(guān)的一些動作，沒有軌跡上的具體要求， 它接受CNC裝置的控制代碼M(輔助功能)、S(主軸轉(zhuǎn)速)、T(選刀、換刀)等順序動作信息，對其進行譯碼，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機床相應(yīng)的開關(guān)動作，如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開、關(guān)等一些輔助動作； 它還接受機床操作面板的指令，一方面直接控制機床的動作，另一方面將一部分指令送往CNC裝置，用于加工過程的控制。華中數(shù)控6、機床本體、機床本體 機床本

10、體即數(shù)控機床的機械部件，包括: 主運動部件; 給進運動執(zhí)行部件（工作臺、拖板及其傳動部件）; 支承部件（床身立柱等）. 輔助裝置: 具有冷卻、潤滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等功能的裝置。 加工中心類的數(shù)控機床還有存放刀具的刀庫、交換刀具的機械手等部件。 數(shù)控機床機械部件的組成與普通機床相似，但是由于數(shù)控機床的高速度、高精度、大切削用量和連續(xù)加工要求，其機械部件在精度、剛度、抗震性等方面要求更高。因此，近年來來設(shè)計數(shù)控機床時采用了許多新的加強剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施。華中數(shù)控三、三、 數(shù)控系統(tǒng)的分類數(shù)控系統(tǒng)的分類 1、按機床的運動軌跡分類、按機床的運動軌跡分類 1） 點位控制數(shù)控系統(tǒng)點位控制數(shù)控

11、系統(tǒng) 2） 直線切削數(shù)控系統(tǒng)直線切削數(shù)控系統(tǒng) 3） 連續(xù)切削數(shù)控系統(tǒng)連續(xù)切削數(shù)控系統(tǒng)華中數(shù)控 2、按進給伺服系統(tǒng)的類型分類、按進給伺服系統(tǒng)的類型分類1）開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)）開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)華中數(shù)控 2）半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)）半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 華中數(shù)控 3）全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)）全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)華中數(shù)控 3、按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類、按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類1）經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)又稱簡易數(shù)控系統(tǒng)）經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)又稱簡易數(shù)控系統(tǒng)2）普及型又稱全功能數(shù)控系統(tǒng)）普及型又稱全功能數(shù)控系統(tǒng)3）高檔型數(shù)控系統(tǒng)）高檔型數(shù)控系統(tǒng)華中數(shù)控高，中，低（經(jīng)濟型）數(shù)控（1）分辨率和進給速度 分辨率 : 高 0.5m 中 1 m 低 10 m 進給速度

12、: 高 大于30m/min 中 1530m/min 低 815m/min (2)伺服系統(tǒng) ：高 (閉環(huán)半閉環(huán)、交流伺服電機 ) 中 (閉環(huán)半閉環(huán)、交流伺服電機) 低 開環(huán)、步進電機 1）硬件式數(shù)控機床，即NC機床。 這類數(shù)控機床數(shù)控裝置的通用性較差，因其全部由硬件組成，所以功能和靈活性也較差。 2）軟件式數(shù)控機床，即CNC機床。 這類數(shù)控機床數(shù)控裝置的主要功能幾乎可全由軟件來實現(xiàn)，對不同的數(shù)控機床只需編制不同的軟件就可以實現(xiàn)，而且硬件幾乎可以通用。這為降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期等提供了條件，所以現(xiàn)代數(shù)控機床都采用CNC裝置控制。 4.按數(shù)控裝置類型分類按數(shù)控裝置類型分類華中數(shù)控

13、1）金屬切削類機床。 如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床等。 2）金屬成型類機床。 如數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等。 3）數(shù)控特種加工機床。 如數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控激光切割機床等。 4）其他類型的數(shù)控機床。 如火焰切割機、數(shù)控三坐標(biāo)測量機等。5.按加工方式分類按加工方式分類華中數(shù)控 1） FANUC公司創(chuàng)建于公司創(chuàng)建于1956年；年； 2）1959年首先推出電液步進電機；年首先推出電液步進電機； 3）70年代，一方面從年代，一方面從Gettes公司引進直流伺服公司引進直流伺服 電機制造技術(shù)，一方面與西門子合作，學(xué)習(xí)電機制造技術(shù)，一方面

14、與西門子合作，學(xué)習(xí) 其先進的硬件技術(shù)；其先進的硬件技術(shù)； 4）1976年成功開發(fā)出年成功開發(fā)出5系統(tǒng)；后與西門子系統(tǒng)；后與西門子 聯(lián)合開發(fā)出聯(lián)合開發(fā)出7系統(tǒng)。系統(tǒng)。 (從這時，從這時，F(xiàn)ANUC成為世界上最大的專業(yè)數(shù)控生產(chǎn)廠家成為世界上最大的專業(yè)數(shù)控生產(chǎn)廠家)四、常用數(shù)控系統(tǒng)簡介四、常用數(shù)控系統(tǒng)簡介1、FANUC數(shù)控系統(tǒng)簡介數(shù)控系統(tǒng)簡介1）F0；2）F10F11F12、F15、F16、F18；3）F00F100110 120150。F00F100110 120150系列是在系列是在F010111215的基礎(chǔ)上加了的基礎(chǔ)上加了MMC功能，即功能，即CNC、PMC、MMC三位三位一體的一體的CNC

15、。 FANUC公司目前生產(chǎn)的公司目前生產(chǎn)的CNC裝置：裝置：l結(jié)構(gòu)上長期采用大板結(jié)構(gòu)，但在新的產(chǎn)品中已結(jié)構(gòu)上長期采用大板結(jié)構(gòu)，但在新的產(chǎn)品中已采用模塊化結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)l采用專用采用專用LSI，以提高集成度、可靠性，減少，以提高集成度、可靠性，減少體積和降低成本體積和降低成本l產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。每一產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。每一CNC裝置上可配多種控裝置上可配多種控制軟件，適用于多種機床制軟件，適用于多種機床l不斷采用新工藝、新技術(shù)。如表面安裝技術(shù)不斷采用新工藝、新技術(shù)。如表面安裝技術(shù)SMT、多層印刷電路板、光導(dǎo)纖維電纜等、多層印刷電路板、光導(dǎo)纖維電纜等lCNC裝置體積減少，采用面板裝配式，內(nèi)裝式裝置體

16、積減少，采用面板裝配式，內(nèi)裝式PMC（可編程機床控制器）（可編程機床控制器）產(chǎn)品特點：產(chǎn)品特點： FS6FS6是是FANUCFANUC早期代表性產(chǎn)品之一。在早期代表性產(chǎn)品之一。在7070年代末年代末與與8080年代初期的數(shù)控機床得到了廣泛應(yīng)用。年代初期的數(shù)控機床得到了廣泛應(yīng)用。FS6FS6與西門子與西門子6 6系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同，除伺服電動機、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同，除伺服電動機、PLCPLC采用西門子公司產(chǎn)品外，其余部分完全相同采用西門子公司產(chǎn)品外，其余部分完全相同硬件采用大板結(jié)構(gòu)，上面插有電源模塊、存儲器硬件采用大板結(jié)構(gòu)，上面插有電源模塊、存儲器板等小板，板等小板，CPUCPU采用采用808680

17、86，該，該CNCCNC系列為多微處理系列為多微處理器控制系統(tǒng)，其主器控制系統(tǒng)，其主CPUCPU、PMCPMC及圖形顯示的及圖形顯示的CPUCPU均均為為80868086FANUC6系統(tǒng)（系統(tǒng)（1979年）年）伺服驅(qū)動系統(tǒng)采用伺服驅(qū)動系統(tǒng)采用FANUCFANUC直流驅(qū)動系統(tǒng)，通過直流驅(qū)動系統(tǒng)，通過脈沖編碼器進行位置檢測，構(gòu)成半閉環(huán)位置控脈沖編碼器進行位置檢測，構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)制系統(tǒng)系統(tǒng)一般帶有獨立安裝的電氣柜，電氣柜內(nèi)安系統(tǒng)一般帶有獨立安裝的電氣柜，電氣柜內(nèi)安裝了系統(tǒng)的主要部件（如裝了系統(tǒng)的主要部件（如CNC裝置、伺服驅(qū)動、裝置、伺服驅(qū)動、輸入單元、電源單元）輸入單元、電源單元）主軸驅(qū)動

18、系統(tǒng)采用主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用FANUC交流主軸驅(qū)動裝置，交流主軸驅(qū)動裝置，該單元為分開安裝式，一般安裝在強電柜內(nèi)該單元為分開安裝式，一般安裝在強電柜內(nèi)系統(tǒng)軟件為固定式專用軟件系統(tǒng)軟件為固定式專用軟件 我國我國80年代進口的數(shù)控機床，均大量配套年代進口的數(shù)控機床，均大量配套采用采用FS6系統(tǒng)，直到目前仍然有較多配套系統(tǒng)，直到目前仍然有較多配套FS6的機床在使用中，這些設(shè)備大多進入故障多發(fā)的機床在使用中，這些設(shè)備大多進入故障多發(fā)期，因此，它是數(shù)控機床維修中的常見系統(tǒng)之期，因此，它是數(shù)控機床維修中的常見系統(tǒng)之一。一。F3 簡化版（經(jīng)濟型）簡化版（經(jīng)濟型）另注：另注：Fs6F9 強化版強化版 （1980年

19、）年） F11系列是系列是FANUC公司公司20世紀(jì)世紀(jì)80年代初期年代初期開發(fā)并得到廣泛應(yīng)用的開發(fā)并得到廣泛應(yīng)用的FANUC代表性產(chǎn)品之一代表性產(chǎn)品之一，在在80年代進口的高檔數(shù)控機床上廣為采用年代進口的高檔數(shù)控機床上廣為采用，因此，因此，它亦是維修中的常見系統(tǒng)之一。同系列的產(chǎn)品有它亦是維修中的常見系統(tǒng)之一。同系列的產(chǎn)品有F101112三種基本規(guī)格，三種基本規(guī)格，F(xiàn)11的硬件仍然采用大板結(jié)構(gòu)（主板）的硬件仍然采用大板結(jié)構(gòu)（主板），主主CPU為為68000，它也是一種多微處理器控制系統(tǒng)，它也是一種多微處理器控制系統(tǒng)硬件盡量采用專用大規(guī)模集成電路及厚膜電路硬件盡量采用專用大規(guī)模集成電路及厚膜電路

20、（22塊），元件減少塊），元件減少30F11系列（系列（1984年）年）CNC系統(tǒng)和操作面板、系統(tǒng)和操作面板、I/O單元之間采用光纜連單元之間采用光纜連接，減少了信號線，抗干擾能力提高接，減少了信號線，抗干擾能力提高F11系統(tǒng)既可以帶獨立安裝的電柜，也可進行分系統(tǒng)既可以帶獨立安裝的電柜，也可進行分離式安裝離式安裝伺服驅(qū)動與主軸驅(qū)動一般采用伺服驅(qū)動與主軸驅(qū)動一般采用FANUC模擬式交模擬式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)流伺服驅(qū)動系統(tǒng)系統(tǒng)軟件可固定式專用軟件，最大可以控制系統(tǒng)軟件可固定式專用軟件，最大可以控制5軸，軸，并實現(xiàn)全部控制軸的聯(lián)動并實現(xiàn)全部控制軸的聯(lián)動 F0系列是系列是20世紀(jì)世紀(jì)80年代中后期開發(fā)的

21、產(chǎn)品。年代中后期開發(fā)的產(chǎn)品。是中國市場上銷售量最大的一種系統(tǒng)（是中國市場上銷售量最大的一種系統(tǒng)（F0C系列，系列，F(xiàn)0D系列），系列），產(chǎn)品目標(biāo)是體積小、價格低產(chǎn)品目標(biāo)是體積小、價格低. 其中其中F0MC/TC是其代表性產(chǎn)品，是其代表性產(chǎn)品，F(xiàn)0MD和和F0TD為為F0MA和和F0TA的簡化版（經(jīng)濟型）。的簡化版（經(jīng)濟型）。硬件結(jié)構(gòu)采用了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式硬件結(jié)構(gòu)采用了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式: 即在主板上插有存儲器板、即在主板上插有存儲器板、I/O板、軸控制模塊以及板、軸控制模塊以及電源單元。其主板較其他系列主板要小得多，因此，在電源單元。其主板較其他系列主板要小得多，因此，在結(jié)構(gòu)上顯得較緊湊，體積小結(jié)構(gòu)

22、上顯得較緊湊，體積小F0系統(tǒng)（系統(tǒng)（1985年）年）F0系列為多微處理器系列為多微處理器CNC系統(tǒng)：系統(tǒng)： F0A系列主系列主CPU為為80186，F(xiàn)0B系列的主系列的主CPU為為80286， F0C系列的主系列的主CPU為為80386.內(nèi)內(nèi)置可編程控制器（置可編程控制器（PLC）的）的CPU為為8086F0可以配套使用可以配套使用FANUC S系列、系列、系列、系列、C系列、系列、系列等數(shù)字式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，無系列等數(shù)字式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)，無漂移影響，可以實現(xiàn)高速、高精控制漂移影響，可以實現(xiàn)高速、高精控制采用了高性能的固定軟件與菜單操作的軟功能采用了高性能的固定軟件與菜單操作的軟功能面板，

23、可以進行簡單的人機對話式編程面板，可以進行簡單的人機對話式編程具有多種自診斷功能，以便于維修具有多種自診斷功能，以便于維修F0i系統(tǒng)采用總線技術(shù)，增加了網(wǎng)絡(luò)功能，系統(tǒng)采用總線技術(shù)，增加了網(wǎng)絡(luò)功能，并采用了并采用了“閃存閃存”（FLASH ROM）。）。系統(tǒng)可以通過系統(tǒng)可以通過Remote buffer接口與接口與PC相連，由相連，由PC機控制加工，實現(xiàn)信息傳遞，機控制加工，實現(xiàn)信息傳遞，系統(tǒng)間也可以通過系統(tǒng)間也可以通過I/O Link總線進行相連總線進行相連F0 Mate是是F0系列的派生產(chǎn)品，與系列的派生產(chǎn)品，與F0相相比是結(jié)構(gòu)更為緊湊的經(jīng)濟型比是結(jié)構(gòu)更為緊湊的經(jīng)濟型CNC裝置裝置 F151

24、61816i18i系列系統(tǒng)有：系列系統(tǒng)有： F151618； F15i16i18i； FS150160180、F160i180i。 該系列系統(tǒng)是專門為工廠自動化設(shè)計的數(shù)控系統(tǒng)，是該系列系統(tǒng)是專門為工廠自動化設(shè)計的數(shù)控系統(tǒng)，是目前國際上工藝與性能最先進的數(shù)控系統(tǒng)之一，在美國、目前國際上工藝與性能最先進的數(shù)控系統(tǒng)之一，在美國、日本、歐洲的制造業(yè)中已普遍使用。日本、歐洲的制造業(yè)中已普遍使用。系統(tǒng)的硬件與微電子技術(shù)發(fā)展同步，采用了超大系統(tǒng)的硬件與微電子技術(shù)發(fā)展同步，采用了超大規(guī)模集成芯片：規(guī)模集成芯片： CPU可以是可以是80486或或PENTIUM系列處理器，帶系列處理器，帶64位位RISC芯片等芯

25、片等FANUC151618系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)元器件采用了立體化、高密度的安裝系統(tǒng)元器件采用了立體化、高密度的安裝 方式（方式（FANUC公司的專利技術(shù)），公司的專利技術(shù)）， 除主板外，印刷電路板均按物理功能分成小模塊，根據(jù)用戶的除主板外，印刷電路板均按物理功能分成小模塊，根據(jù)用戶的要求和系統(tǒng)的規(guī)模，分別插在主板上，系統(tǒng)擴展容易，維修方便，要求和系統(tǒng)的規(guī)模，分別插在主板上，系統(tǒng)擴展容易，維修方便，體積小體積小F15采用了模塊式多主總線（采用了模塊式多主總線（FANUC BUS）結(jié)）結(jié)構(gòu)，多構(gòu)，多CPU控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)： 主主CPU采用了采用了68020，還采用了一個子，還采用了一個子CPU，在，在P

26、MC、軸控制、軸控制、圖形控制、通信及自動編程中也都有各自的圖形控制、通信及自動編程中也都有各自的CPU系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用8.4in或或9.5in TFT（Thin File Transistor 薄膜晶體管）彩色液晶顯示器薄膜晶體管）彩色液晶顯示器系統(tǒng)可配套系統(tǒng)可配套i系列數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)，主系列數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)，主軸控制可采用軸控制可采用i系列主軸驅(qū)動系統(tǒng)；系列主軸驅(qū)動系統(tǒng)；F151618系列系統(tǒng)既可單機運行，也可通系列系統(tǒng)既可單機運行，也可通過過Remote buffer接口與個人計算機相連，由計接口與個人計算機相連，由計算機控制加工，實現(xiàn)信息傳遞。算機控制加工，實現(xiàn)信息傳遞。 通過通

27、過I/O link（串行口）接口還可以連接多（串行口）接口還可以連接多種外圍設(shè)備。另外經(jīng)種外圍設(shè)備。另外經(jīng)DNC1或或DNC2接口，可與接口，可與Cell Controller或以太網(wǎng)連接，由上位機進行或以太網(wǎng)連接，由上位機進行控制，實現(xiàn)車間的自動化?？刂?，實現(xiàn)車間的自動化。 F1618系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 CNCI/O單元單元強電回路強電回路傳感器傳感器/線圈線圈電源電源變壓器變壓器電源電源主計算機主計算機伺服驅(qū)動伺服驅(qū)動主軸驅(qū)動主軸驅(qū)動主軸電動機主軸電動機伺服電動機伺服電動機操作面板接口操作面板接口機床操作面板機床操作面板MDI/CRT單元單元I/O接口接口I/O設(shè)備設(shè)備手輪手

28、輪 日本日本FANUC最新的高檔控制器，是當(dāng)前最新的高檔控制器，是當(dāng)前配置最高的數(shù)控系統(tǒng)。配置最高的數(shù)控系統(tǒng)。特點：特點：1.最大控制系統(tǒng)為最大控制系統(tǒng)為10個系統(tǒng)（通道）；個系統(tǒng)（通道）；2.最多軸數(shù)和最多軸數(shù)和 最大主軸配置為最大主軸配置為40軸：軸： 其中進給軸其中進給軸 32軸，主軸為軸，主軸為8軸；軸； 最大同時控制軸數(shù)為最大同時控制軸數(shù)為24軸軸/系統(tǒng)；系統(tǒng)；3.最大最大PMC系統(tǒng)數(shù)為系統(tǒng)數(shù)為3個系統(tǒng)：個系統(tǒng)： 最大最大I/O點數(shù)為點數(shù)為4096點點/ 4096點，點，PMC基本指令速度為基本指令速度為25ns。4.最大可預(yù)讀程序段為最大可預(yù)讀程序段為1000段。段。FANUC30

29、i-MODEL ASINUMERIK 38810820850805840系列等。系列等。 2、SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)簡介數(shù)控系統(tǒng)簡介SINUMERIK的的CNC數(shù)控裝置主要有：數(shù)控裝置主要有： SIEMENS 810820是西門子公司是西門子公司20世紀(jì)世紀(jì)80年代中期開發(fā)的年代中期開發(fā)的CNC、PLC一體型控制系統(tǒng)，一體型控制系統(tǒng)，它適合于普通車、銑、磨床的控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)它適合于普通車、銑、磨床的控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高，在簡單、體積小、可靠性高，在80年代末、年代末、90年年代初的數(shù)控機床廠上使用較廣。代初的數(shù)控機床廠上使用較廣。 810與與820的區(qū)別僅在于顯示器：的區(qū)別僅在

30、于顯示器： 810為為9in單色顯示，系統(tǒng)電源為單色顯示，系統(tǒng)電源為24V； 820為為12in單色或彩色顯示，系統(tǒng)電源為交流單色或彩色顯示，系統(tǒng)電源為交流220V； 其余硬件、軟件部分完全一致其余硬件、軟件部分完全一致SIEMENS 810820系統(tǒng)系統(tǒng)810820最大可控制最大可控制6軸軸（其中允許有（其中允許有2個作為主軸控制），個作為主軸控制），3軸聯(lián)動軸聯(lián)動系統(tǒng)由電源、顯示器、系統(tǒng)由電源、顯示器、CPU板、存儲器板、存儲器（MEMEPROMRAM）板、）板、I/O板、接口板、接口板、顯示控制板、位控板、機箱等硬件組成。板、顯示控制板、位控板、機箱等硬件組成。硬件采用了較多硬件采用了較

31、多LSI（大規(guī)模集成電路）和專（大規(guī)模集成電路）和專用集成電路用集成電路主主CPU采用采用80186PLC最大最大128點輸入點輸入64點輸出，用戶程序容點輸出，用戶程序容量量12KB，PLC采用采用STEP5語言編程語言編程 SIEMENS 3系統(tǒng)是西門子公司系統(tǒng)是西門子公司80年代初期年代初期 開發(fā)出來的中檔全功能數(shù)控系統(tǒng)，是西門子公司開發(fā)出來的中檔全功能數(shù)控系統(tǒng)，是西門子公司 銷售量最大的系統(tǒng)，是銷售量最大的系統(tǒng)，是20世紀(jì)世紀(jì)80年代歐洲的典年代歐洲的典 型系統(tǒng)。型系統(tǒng)。采用模塊化結(jié)構(gòu)，由采用模塊化結(jié)構(gòu)，由CPU模塊，模塊，NC存儲器模塊，存儲器模塊， 操作面板接口，操作面板接口，NC

32、PC連接模塊，伺服測量回連接模塊，伺服測量回 路路、，PLC編程接口，邏輯模塊，擴展設(shè)編程接口，邏輯模塊，擴展設(shè) 備接口，備接口，PLC存儲器及各種存儲器及各種I/O等等17個模塊組成個模塊組成3系統(tǒng)的機柜因配置、類別、型號的不同，可以系統(tǒng)的機柜因配置、類別、型號的不同，可以 分為單框架、單分為單框架、單PLC雙框架、雙雙框架、雙PLC雙框架結(jié)構(gòu)雙框架結(jié)構(gòu)SIEMENS 3系統(tǒng)系統(tǒng)采用采用INTEL 8086CPU的輪廓軌跡控制的輪廓軌跡控制CNC系系統(tǒng)，系統(tǒng)可控制統(tǒng)，系統(tǒng)可控制4軸，任意軸，任意3軸聯(lián)動軸聯(lián)動PLC采用采用SIMATIC S5的的PLC130B，輸入輸，輸入輸出點各出點各51

33、2點點采用采用12in彩色顯示器或彩色顯示器或9in單色顯示器單色顯示器 850880是西門子是西門子80年代末期開發(fā)的機床及柔性年代末期開發(fā)的機床及柔性制造系統(tǒng)，具有機器人功能。適合高功能復(fù)雜機床制造系統(tǒng)，具有機器人功能。適合高功能復(fù)雜機床FMS、CIM的需要。是一種多的需要。是一種多CPU輪廓控制的輪廓控制的CNC系系統(tǒng)。統(tǒng)。1986年西門子公司采用數(shù)控年西門子公司采用數(shù)控3系統(tǒng)電路板標(biāo)準(zhǔn)（系統(tǒng)電路板標(biāo)準(zhǔn)（230mm高），高），NCPLC雙口雙口RAM耦合方式，耦合方式， INTEL 80186CPU芯片，生產(chǎn)出芯片，生產(chǎn)出850系統(tǒng)，它的系統(tǒng)，它的PLC還還是沿用是沿用130WB或或15

34、0U1988年針對年針對850系統(tǒng)的缺陷，又推出全系統(tǒng)的缺陷，又推出全80186的數(shù)控的數(shù)控880GA1型系統(tǒng)，后推出主型系統(tǒng)，后推出主CPU采用采用80386的的880GA2型系統(tǒng)型系統(tǒng)SIEMENS 850880850880系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)： 由操作面板、主機箱、機床控制面板由操作面板、主機箱、機床控制面板3大部分組成。大部分組成。 采用兩個機架支撐兩列中央控制器，中央控制采用兩個機架支撐兩列中央控制器，中央控制器包括：器包括： NCCPU； SVCPU（伺服（伺服CPU）；）； COMCPU（通信（通信CPU）；）； PLCCPU及插入式擴展模塊。及插入式擴展模塊。插入式擴

35、展模塊有：插入式擴展模塊有： 測量回路模塊；測量回路模塊； 存儲器模塊；存儲器模塊； NCCPU 24； SVCPU 24； PLC輸入輸出板及擴展單元和接口單元輸入輸出板及擴展單元和接口單元面板帶有面板帶有12英寸彩色顯示器、全功能鍵盤英寸彩色顯示器、全功能鍵盤及兩個串口及兩個串口用戶程序存儲器用戶程序存儲器RAM容量為容量為128KB，EPROM容量為容量為128KB，用戶數(shù)據(jù)存儲器，用戶數(shù)據(jù)存儲器RANM容量為容量為48KB，I/O點最大為點最大為1024，計時器計時器256，計數(shù)器，計數(shù)器128個個采用采用SINNEC HI總成連接方式的計算機聯(lián)總成連接方式的計算機聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)SIEMENS

36、 802系列系統(tǒng)包括：系列系統(tǒng)包括： 802SSeSbase line； 802CCeCbase line； 802D等型號。等型號。它是西門子公司它是西門子公司20世紀(jì)世紀(jì)90年代末開發(fā)的集年代末開發(fā)的集CNC、PLC于一體的經(jīng)濟型控制系統(tǒng)。近年來在國產(chǎn)經(jīng)濟于一體的經(jīng)濟型控制系統(tǒng)。近年來在國產(chǎn)經(jīng)濟型、普及型數(shù)控機床上有較大量的使用。型、普及型數(shù)控機床上有較大量的使用。802系列數(shù)控系統(tǒng)的共同特點是結(jié)構(gòu)簡單、體系列數(shù)控系統(tǒng)的共同特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性較高。積小、可靠性較高。SIEMENS 802系列系統(tǒng)系列系統(tǒng)802S、802C系列是西門子公司為簡易數(shù)控機系列是西門子公司為簡易數(shù)控機床

37、開發(fā)的經(jīng)濟型系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)的區(qū)別是：床開發(fā)的經(jīng)濟型系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)的區(qū)別是： 802S系列采用步進電動機驅(qū)動；系列采用步進電動機驅(qū)動； 802C、802D系列通常采用系列通常采用SIEMENS611數(shù)數(shù) 字式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)字式交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)802S、802C系列系統(tǒng)的系列系統(tǒng)的CNC結(jié)構(gòu)完全相同。結(jié)構(gòu)完全相同。 可以進行可以進行3軸控制軸控制3軸聯(lián)動；軸聯(lián)動； 系統(tǒng)帶有系統(tǒng)帶有10V 的主軸模擬量輸出接口，的主軸模擬量輸出接口， 可以配具有模擬量輸入功能的主軸驅(qū)動系統(tǒng)可以配具有模擬量輸入功能的主軸驅(qū)動系統(tǒng)（如變頻器）（如變頻器）802S、802C系列系統(tǒng)可以配系列系統(tǒng)可以配OP020獨立獨立

38、操作面板與操作面板與MCP機床操作面板；機床操作面板； 顯示器為顯示器為7in或或5.7 in單色液晶顯示器（單色液晶顯示器（802S，802C）；）；802D采用了采用了10.4in彩色液晶顯示器彩色液晶顯示器集成內(nèi)置式集成內(nèi)置式PLC最大可以控制最大可以控制64點輸入與點輸入與64點輸出，點輸出，PLC的的I/O模塊與模塊與ECU間通過間通過總線連接總線連接802D與與802S、80C有較大的不同，在功有較大的不同，在功能上比能上比802SC系統(tǒng)有了改進與提高，系統(tǒng)有了改進與提高， 1）系統(tǒng)采用）系統(tǒng)采用SIEMENS PCU210模塊；模塊； 2）控制軸數(shù)為）控制軸數(shù)為4軸軸4軸聯(lián)動；軸

39、聯(lián)動； 3）可以通過）可以通過611U伺服驅(qū)動器攜帶伺服驅(qū)動器攜帶10V主軸模擬量輸主軸模擬量輸 出，以驅(qū)動帶模擬量輸入的主軸驅(qū)動系統(tǒng)。出，以驅(qū)動帶模擬量輸入的主軸驅(qū)動系統(tǒng)。802D除保留了除保留了SIEMENS傳統(tǒng)的編程功傳統(tǒng)的編程功能外，增加了：能外，增加了： 1）PLC程序程序“梯形圖梯形圖”顯示功能，方便維修；顯示功能，方便維修； 2）可以使用非）可以使用非SIEMENS代碼指令進行編程，系統(tǒng)的代碼指令進行編程，系統(tǒng)的 開放性更強。開放性更強。圖：圖：840D硬件結(jié)構(gòu)圖硬件結(jié)構(gòu)圖 IM361S7擴展接口擴展接口MMC100/MMC102人機對話操作面板人機對話操作面板編程器編程器電機電

40、機電機電機E/R電源電源模塊模塊NCUCPU模塊模塊 進給進給主軸主軸SIEMENS 810D840D系統(tǒng)系統(tǒng) SIEMENS 810D840D的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似，的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似，但在性能上有較大的差別：但在性能上有較大的差別： 810D采用采用SIEMENS CCU（Compact Control Unit） 模塊，最大控制軸數(shù)為模塊，最大控制軸數(shù)為6軸軸840D采用采用SIEMENS NCU（Numerical Control Unit）模塊。）模塊。 處理器為處理器為PENTIUM（NCU573）或）或AMD K6（NCU572）或）或486（NCU571）系列；）系列； 當(dāng)采用當(dāng)采用NCU

41、572或或573時，時，CNC的存儲容量為的存儲容量為1GB，最大控制軸數(shù)可達，最大控制軸數(shù)可達31軸，軸，10通道同時工作；通道同時工作； 采用采用NCU571時，控制軸數(shù)為時，控制軸數(shù)為6軸，軸，2通道同時工通道同時工作。作。840D的的NCK與與PLC都集成在這個模塊上，它是都集成在這個模塊上，它是840D的核心。的核心。數(shù)控與驅(qū)動的接口信號是數(shù)字量的數(shù)控與驅(qū)動的接口信號是數(shù)字量的系統(tǒng)由操作面板、機床控制面板、系統(tǒng)由操作面板、機床控制面板、NCU（CCU）、）、MMC、611伺服驅(qū)動、伺服驅(qū)動、I/O模模塊等單元構(gòu)成。塊等單元構(gòu)成。人機界面人機界面MMC，操作面板，操作面板OP（包括（包

42、括10.4inTFT顯示器與顯示器與NC鍵盤）、機床操鍵盤）、機床操作面板作面板MCP，一般安裝在操縱臺上，它，一般安裝在操縱臺上，它們與們與CCU（NCU）間通過）間通過PROFIBUS總總線連接線連接.MMC事實上是一臺獨立的計算機，它有事實上是一臺獨立的計算機，它有獨立的獨立的PENTIUM CPU、硬盤、軟驅(qū)、硬盤、軟驅(qū)、TFT顯示器、顯示器、NC鍵盤，可以在鍵盤，可以在WINDOWS環(huán)境下運行環(huán)境下運行.E/R電源模塊，它向電源模塊，它向NCU提供提供24V工作電源，工作電源，也向也向611D提供提供600V直流母線電壓直流母線電壓611D主軸與進給模塊，它由主軸與進給模塊，它由E/R電源模塊供電，電源模塊供電，受控于受控于NCU，并帶動主軸或進給軸電動機運轉(zhuǎn)，并帶動主軸或進