數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修第四章2

模塊三:典型數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及硬件故障的診斷與維修

課題二FANUC--0iB系統(tǒng)的硬件

主講:張紅旗

黃岡科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電汽車工程系

2024/6/201課題二FANUC-0iB系統(tǒng)的硬件

１．

FANUC--0iB系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

２．系統(tǒng)的綜合連線介紹

(2).系統(tǒng)與I/O設(shè)備的連接(重點(diǎn)介紹RS-232C接口)(3).系統(tǒng)與主軸單元的連接及控制信號(hào)

電源介詔(1).

系統(tǒng)與顯示單元及MDI單元的連接(4).

數(shù)字伺服連接(進(jìn)給單元)(5).PMC的物理輸入/輸出點(diǎn)的連接本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容2024/6/202課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件

１.FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件構(gòu)成2024/6/203

CNC單元

顯示裝置與操作面板

1.FANUC系統(tǒng)硬件構(gòu)成2024/6/204

CNC單元

顯示裝置與操作面板2024/6/205存儲(chǔ)卡和編輯卡主板2024/6/206系統(tǒng)主模塊主模塊上層功能板主模塊下層功能板FANUC—OiB系統(tǒng)主模塊2024/6/207

FANUC系統(tǒng)I/O模塊系統(tǒng)I/O模塊及擴(kuò)展功能板(選擇件)2024/6/208CB104/CB105、CB106/CB107：為系統(tǒng)內(nèi)置I/O模塊的輸入/輸出信號(hào)接口。

系統(tǒng)內(nèi)置I/O模塊JA3：機(jī)床手搖脈沖發(fā)生器接口。

JD1A：系統(tǒng)I/OLINK串行輸入/輸出信號(hào)接口。CD38T：以太網(wǎng)卡（為系統(tǒng)選擇件）接口。

2024/6/209硬件的概要主板I/O板提供主要功能2024/6/2010課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件數(shù)控裝置組成結(jié)構(gòu)回顧2024/6/20112024/6/2012

FANUC系統(tǒng)配置計(jì)算機(jī)顯示裝置和MDI鍵盤機(jī)床操作面板α系列主軸模塊α系列進(jìn)給模塊α系列主軸電動(dòng)機(jī)α系列進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)CNC裝置2024/6/2013

FANUC系統(tǒng)配置顯示裝置和MDI鍵盤機(jī)床操作面板

CNC裝置α系列伺服單元αC系列伺服電動(dòng)機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)變頻器計(jì)算機(jī)2024/6/2014課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件

2.綜合連線介紹2024/6/2015課題二FANUC-0iB系統(tǒng)的硬件

2024/6/20162.綜合連線介紹2024/6/2017

接口功能2024/6/2018

FANUC-Oi系統(tǒng)實(shí)際接線2024/6/2019

FANUC系統(tǒng)連接圖2024/6/2020

FANUC-OiMateTB實(shí)際接線2024/6/2021課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件數(shù)控裝置電源介紹2024/6/2022

課題二FANUC-0iB系統(tǒng)的硬件數(shù)控系統(tǒng)的電源連接(配合圖3-2)2024/6/2023功能:主要提供＋5V、±15V、＋24V、＋24E直流電源。

系統(tǒng)電源單元（POWER）+24V:顯示器電源擴(kuò)展板電源。+24E:系統(tǒng)24V電源。+5V:CPU、存儲(chǔ)器電源及編碼器電源?！?5V:位置模塊電源。2024/6/2024AI電源單元B2電源單元2024/6/2025電源單元（POWER）的功能連接CP3：機(jī)床面板的NC起動(dòng)和NC停止開關(guān)CP1：電源單元輸入電壓（交流200V、50Hz）CP15：CRT直流電源接口

(DC24V)2024/6/2026

圖3-2系統(tǒng)連接圖2024/6/2027課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件(1).系統(tǒng)與顯示單元及MDI單元的連接2024/6/2028(1).系統(tǒng)與顯示單元及MDI單元的連接課題二

FANUC-0iB

系統(tǒng)的硬件

系統(tǒng)可以選配LCD液晶顯示器(7.2寸.8.4寸.10.4寸)或CRT顯示器(9寸),但兩種的顯示器和MDI接法不一樣。(圖3-2.圖3-4)

選用LCD時(shí),LCD/MD通過光纜與COP20A接口相連接選用CRT時(shí),CRT和MDI分別與JA1.JA2接口用電氣相連接2024/6/2029FANUC—0i多種顯示裝置

課題二FANUC-0iB系統(tǒng)的硬件

2024/6/2030系統(tǒng)顯示器(CRT)2024/6/2031

圖3-2系統(tǒng)連接圖2024/6/2032MDI鍵盤控制電路系統(tǒng)顯示電路2024/6/2033課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件(2).系統(tǒng)與I/O設(shè)備的連接2024/6/2034(2).系統(tǒng)與I/O設(shè)備的連接課題二FANUC-0iB系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主板的接口JD5A.JD5B用來連接串行通訊RS-232C接口的。硬件一樣,可通過選擇系統(tǒng)參數(shù)來確定使用幾個(gè)或哪一個(gè)。2024/6/2035

圖3-2系統(tǒng)連接圖2024/6/2036參數(shù)的備份1RS—232C接口2接口的連接3.實(shí)驗(yàn)2024/6/2037RS-232C串行接口RS-232C是一種早期出現(xiàn)的異步串行接口,美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn),C代表最新一次修改,接口共有25條線(4條數(shù)據(jù)線,11條控制線,3條定時(shí)線,7條備用線和未定義線),常用只有9根。傳輸距離不超過50米。2024/6/20382024/6/20392024/6/20402024/6/2041串行通信、并行通信

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中兩個(gè)功能模塊之間的信息交換有兩種方式：并行通信與串行通信。串行通信

是指數(shù)據(jù)通過一根數(shù)據(jù)線進(jìn)行發(fā)送和接收，其特征是把各個(gè)二進(jìn)制位連成串，一位一位地傳送。并行通信

是指數(shù)據(jù)的各位通過若干根數(shù)據(jù)線同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。2024/6/2042并行通信及并行接口

并行通信是指兩個(gè)功能模塊之間有多條數(shù)據(jù)信號(hào)傳送線，這樣兩模塊之間可以一次同時(shí)傳送多位數(shù)據(jù)，傳送速度快。由于所需的數(shù)據(jù)傳送線較多，造價(jià)高，因此并行通訊適用于近距離、快速數(shù)據(jù)交換的場(chǎng)合，如微機(jī)系統(tǒng)中CPU與存儲(chǔ)器、I/O端口之間。完成并行通信的接口電路稱為并行接口。2024/6/2043串行通信及串行接口

串行通信是指兩個(gè)功能模塊之間只通過一條或兩條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。發(fā)送方需要將數(shù)據(jù)按二進(jìn)制位進(jìn)行分解，一位、一位地分時(shí)經(jīng)過單條數(shù)據(jù)線傳送。接收方需要一位一位地從單條數(shù)據(jù)線上接收數(shù)據(jù)，并且將它們重新組裝成一個(gè)數(shù)據(jù)。串行通信所需數(shù)據(jù)線少，在遠(yuǎn)距離傳送時(shí)比并行通信的造價(jià)低。但是一個(gè)數(shù)據(jù)只有經(jīng)過若干次以后才可以傳送完，速度較慢。

完成串行通信的接口電路稱為串行接口。2024/6/20442024/6/2045引腳信號(hào)名稱信號(hào)方向說明1DCD(DataCarrierDetect)MODEM→PC數(shù)據(jù)載波檢測(cè)2R×D#(ReceiveData)MODEM→PC接收數(shù)據(jù)3T×D#(TransmitData)MODEM←PC發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR(DataTerminalReady)MODEM←PC數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好，加電后有效5GND(Ground)MODEM─PC地6DSR(DataSetReady)MODEM→PC數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好，加電后有效7RTS(RequesttoSend)MODEM←PC請(qǐng)求發(fā)送8CTS(CleartoSend)MODEM→PC清除待發(fā)9RI(RingIndicator)MODEM→PC振鈴指示表9芯D型連接器信號(hào)名稱與引腳分配

2024/6/2046MR

主復(fù)位信號(hào)用于對(duì)16550的初始化，它應(yīng)該與系統(tǒng)的RESET信號(hào)相連。INTR

中斷請(qǐng)求線用于向系統(tǒng)申請(qǐng)中斷，如每收到或發(fā)出數(shù)據(jù)16個(gè)字節(jié)、或數(shù)據(jù)檢測(cè)到出錯(cuò)、或線路出錯(cuò)等就向系統(tǒng)請(qǐng)求一次。RD、RD#

讀信號(hào)用于控制芯片中的RX緩沖器讀出操作。兩信號(hào)任選。2024/6/2047WR、WR#

寫信號(hào)用于將數(shù)據(jù)寫入芯片的有關(guān)寄存器。兩信號(hào)任選。SOUT、SIN

串行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)線。RCLK、BAUDOUT#

分別為接收時(shí)鐘和發(fā)送器時(shí)鐘輸入信號(hào)RTS#、CTS#

分別是請(qǐng)求發(fā)送和批準(zhǔn)發(fā)送。均與調(diào)制解調(diào)器相連。2024/6/2048DTR#、DSR#

分別是數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒、數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備就緒。均與調(diào)制解調(diào)器相連。DCD#（CD#）載波檢測(cè)線。來自調(diào)制解調(diào)器，該信號(hào)表明有一個(gè)設(shè)備與系統(tǒng)相連。RI#

響鈴指示。由調(diào)制解調(diào)器置發(fā)來的表明有電話鈴響。DDIS#

禁止UART寫操作。表明系統(tǒng)正在讀操作，用于進(jìn)行讀寫兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)換。2024/6/2049D0-D7

數(shù)據(jù)總線與系統(tǒng)連接，用于傳遞數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)。XIN，XOUT

主時(shí)鐘線是由18.432MHz晶振經(jīng)過10倍分頻后連接到芯片上的。OUT1、OUT2

用戶自定義引腳?？晒︰ART向調(diào)制解調(diào)器發(fā)命令信號(hào)。RXRDY#、TXRDY#

分別為接收器與發(fā)送器準(zhǔn)備就緒信號(hào)。2024/6/2050RS-232C接口的應(yīng)用

2024/6/2051※系統(tǒng)RS-232串行通信接口2024/6/2052課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件(3)數(shù)控系統(tǒng)與主軸單元的連接及控制信號(hào)2024/6/2053系統(tǒng)提供兩種控制方式(見書78頁圖3-6)

１）串行主軸接口：系統(tǒng)與主軸間采用串行電纜通訊

２）模擬主軸接口：系統(tǒng)向主軸單元提供指令電壓及其他控制指令，主軸單元向系統(tǒng)輸出其狀態(tài)

課題二FANUC-0iB

系統(tǒng)的硬件(3)數(shù)控系統(tǒng)與主軸單元的連接及控制信號(hào)2024/6/2054主軸控制電路2024/6/2055圖3-7串行主軸接口:系統(tǒng)與主軸間采用串行電纜通訊2024/6/2056

圖3-2系統(tǒng)連接圖2024/6/2057圖3-8系統(tǒng)與模擬主軸的接口連接及信號(hào)

2024/6/2058課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件

(4).數(shù)控伺服連接(見書80頁圖3-9)2024/6/2059課題二FANUC--0iB

系統(tǒng)的硬件(5).數(shù)控系統(tǒng)PMC的物理輸入/輸出連接2024/6/2060(5).數(shù)控系統(tǒng)PMC的物理輸入/輸出連接課題二

FANUC-0iB

系統(tǒng)的硬件

PMC物理輸入/輸出的連接點(diǎn)是I/O板的接口CB104~CB107,見圖3-10,圖3-11,RV表示接收電路。DV表示驅(qū)動(dòng)電路,即輸出電路。2024/6/2061CB104/CB105CB106/CB107

為系統(tǒng)內(nèi)置I/O模塊的輸入/輸出信號(hào)接口。

系統(tǒng)內(nèi)置I/O模塊上PMC接口

2024/6/2062I/O連接

內(nèi)裝I/O卡上的接口CB104、CB105、CB106、CB107四個(gè)接口連接操作面板及機(jī)床的輸入和輸出，這些地址有確定的含義，在PMC編程時(shí)要