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fanuc數控系統范文1
一、FANUC數控系統應用中心建設思路
1.產業基礎。制造業是我國國民經濟的支柱產業，裝備制造業是國家重點振興行業，數控行業是裝備制造業的核心。近年來，隨著我國工業現代化水平的快速提升，裝備制造業的規模和水平也迅速提高，目前中國已發展成為全球最大的數控機床市場。數控行業對人才數量的需求迅速增加，對人才水平的要求也迅速提高，行業高水平與綜合型技能人才的供需矛盾日益突出。為進一步促進我國職業教育的發展，提高我國職業院校數控維修專業領域職業教育水平，推進技能型緊缺人才培養，滿足裝備制造業的人才需求，教育部與北京發那科機電有限公司合作，選擇國家重點建設的職業院校，設立“FANUC數控系統應用中心”，支持合作院校培養綜合技能型數控裝調維修應用人才，促進院校職業教育與企業數控技術應用人才需求緊密結合，更好地服務于制造業。
2.行業背景。本次教育部與北京發那科合作，計劃從2011年1月至2015年12月，選定列入國家建設項目的、具有區域代表性的職業院校，合作設立30個“FANUC數控系統應用中心”。北京發那科將捐贈價值總計1815萬元的設備等用于支持合作項目，協助合作院校建立FANUC數控系統應用中心；與合作院校聯合開發FANUC數控技術應用教材和培訓資料；免費為合作院校培養師資，為合作院校的數控類專業建設提供支持；與合作院校聯合開展面向數控系統應用技術的數控專業學生培養、師資培訓、企業員工培訓、企業技術服務等業務，為學校所在地區的制造業人才培養服務，同時服務當地FANUC用戶。北京發那科在專業教學改革、師資培養、教學資源建設等方面給予支持和配合。
在教育部支持下，雙方將以FANUC數控系統應用中心為合作平臺，進一步開展各類形式的校企合作，共同探索職業教育新模式和人才培養新機制，為我國數控專業領域的技能人才培養做出更大貢獻。
二、FANUC數控系統應用中心建設方案
1.FANUC數控系統應用中心定位主要是面向數控系統的安裝、調試及維修維護應用技術，開展機電大類專業學生培養、師資培訓，以及面向企業培訓和技術服務的一體化的綜合學科平臺。其中，教學包括課程建設、學生培養；師資培訓是培養本校教師的專業能力，對相關職業院校教師的數控專業培訓；企業培訓包括承擔當地機床廠，機床用戶的培訓；企業服務包括機床電氣設計、維修維護等服務。
中心設備配備包含CNC電氣安裝調試實驗臺以及數控機床綜合調試模塊，可以滿足以下幾項教學及培訓功能。①以FANUC數控系統為核心的機床電氣安裝及調試。其中包含：CNC系統硬件連接；機床PMC控制電氣連接；CNC系統參數設定與調整；PMC編程；CNC操作與編程。②以機床機械光機為核心的數控機床機械安裝與調整。其中包含：數控機床機械結構的認識；機械元件的結構；機床機械的安裝及基本的精度測量方法和調整方法。③數控機床的電氣，機械綜合連接及調整；數控機床基本運行調整及優化；數控機床基本精度測量及調整。④數控機床零件加工操作及編程。⑤數控機床常見故障設置、分析及解決，通過實驗設備，設置數控機床常見的故障，培養學生對于機床故障的分析思維方法，使其能夠具備基本的故障分析及解決能力。
2.硬件配置的電氣方面配備當前國內廣泛使用的FANUC?搖0I-D系列CNC，包含：0I-MD，0I-MATE?搖MD，0I-TD，0I-MATE?搖TD四種產品，共配置20套左右。將FANUC系統做成相應的實驗臺，以滿足電氣安裝及調試教學與實訓。機械配置方面選擇小型車床、銑床或加工中心的機械光機，去掉防護等配件，保留各軸核心的傳動機構及工作臺，使機械結構便于拆裝和調整。將伺服電機安裝在機械上，便于與電氣實驗臺連接，以實現綜合調整。故障設置模塊是通過計算機軟件以及硬件輔助模塊的配合，設置數控機床工作現場中常見的故障，用于機床維修方面的培訓。數控機床綜合調試模塊是以企業常用的車床或加工中心為對象，并對其結構進行適當改造，使其便于教學和培訓，但保留真實的機床結構，使學生掌握數控機床的結構，以及工廠中數控機床的綜合調試及維修維護方法。
三、FANUC數控系統應用中心建設的主要內容
1.實驗室建設：陜西工業職業技術學院FANUC數控系統應用中心于2011年12月由陜西工業職業技術學院和北京發那科機電有限公司、陜西法士特汽車傳動集團有限公司共同建設。本中心得到了FANUC公司大力支持援助，旨在加強校企合作，推廣應用可靠性高、性能好的FANUC數控系統，提高學校教學設備檔次，提高教學水平，積累相關教學經驗。該中心目前擁有系列化FANUC數控系統培訓設備。其中：FANUC?搖0i-MD數控系統電氣實驗培訓裝置2套，FANUC 0i-TD數控系統電氣實驗培訓裝置1套，FANUC 0i Mate-TD數控系統電氣實驗培訓裝置12套，FANUC 0i Mate-MD數控系統電氣實驗培訓裝置4套，以及與之配套的教學考核系統18套，機械十字滑臺8套，半實物數控車床4臺，半實物數控銑床4臺和伺服調整裝置5臺等。中心設有多媒體專用培訓教室，可以滿足不同層次、不同需求的學員學習需要。
中心可以進行的實驗實訓項目有：FANUC數控系統系列產品綜合介紹、數控系統機床操作、數控系統加工編程、數控系統硬件連接設計、參數設置調試、PMC編程開發、常見故障維修分析等。中心可以培訓的對象是：數控維修、數控技術、機電一體化、機械制造、模具加工、電氣自動化等專業學生；從事機床編程操作加工、數控系統電氣設計與維護、數控機床生產、電氣改造等企業技術人員以及在大專院校、技校、高職等學校從事數控技術教學的人員。中心可以承接的對外技術服務有：FANUC數控系統技術咨詢；數控機床電氣設計、PMC編程開發、電氣調試：零件加工編程；機床改造、數控機床故障診斷與維護等。
2.教學研究：主要是分析和研究當前高職機電一體化類專業數控系統裝調與維修教學的方法，提出關于提高學生數控系統裝調與維修技能的建議以及專業技能提高的具體意見，形成較為系統、完整的結論和觀點；提出關于高職機電一體化類專業數控系統裝調與維修技能提高及實驗實訓建設的基本思路，明確高職機電一體化類數控系統裝調與維修教學的基本要求，為數控系統裝調與維修教學建設工作提供借鑒和幫助。
3.師資培訓：在進行學生教學的同時，中心需要承擔對院內外相關專業教師的培訓，我們的培訓得到了各院校同行的認可與好評；對企業員工的培訓也得到了認可，社會反響良好。
4.教材建設：研究建立高職機電類專業的FANUC數控系統裝調維修教學體系，形成一整套電子教材、課程電子教案、指導性的教學文件（教學大綱、授課計劃），配備了實訓指導書，為教師備課、學生學習提供了很大的幫助。
四、FANUC數控系統應用中心建設的體會
1.探索職業教育新模式，人才培養新機制。北京發那科機電有限公司是北京機床研究所與日本FANUC公司在中國合資的子公司，是世界主流的數控系統制造商，是北京市高新技術企業。公司主要承擔FANUC CNC產品在中國市場的業務。長期致力于幫助中國用戶選好用好FANUC系統。通過“應用中心”的建立，我院相關專業的教師將獲得發那科機電有限公司的技術培訓與技術支持，形成一個專業團隊，共同開發教材和培訓資料，共同帶領學生為企業服務，形成一個“企業帶著學校走”的新模式，進而達到“教師帶著學生服務企業”的目的。
2.緊跟數控領域新技術，使學生不斷掌握新技能。發那科機電有限公司的產品更新換代時，公司將盡快地對“應用中心”團隊的教師進行培訓，使其掌握新的技術，并進而帶領學生掌握這些新技能，以期更好地為企業服務。
3.加強橫向聯系，學習先進經驗?！癋ANUC應用中心”建設團隊中的學校大多是沿海經濟發達地區的學校，而且大多是國家示范院校。他們在許多方面值得我們學習。在“應用中心”這個團隊中，通過教材建設、年會交流等多種形式，我們可以加強與這些兄弟院校的交流，學習其先進的教學理念和教學方法，從而提高我院機電大類的人才培養質量。
五、FANUC數控系統應用中心建設后的應用
1.中心建成后，我院與多家企業合辦了全國性的“中職教師數控裝調維修培訓班”，取得了較好的效果，后續培訓仍在進行中。
2.完成了我院承辦的國家級培訓項目——高職教師“數控設備裝調維修專業”為期一年的教學培訓工作。
3.在應用中心的平臺上，主持了教育部數控設備應用與維護專業教學資源庫建設項目子項目——《數控設備改造》課程的建設工作。
4.完成了我院2010級機電一體化專業、數控維修專業300余名學生的“數控設備裝調維修”課程理實一體化教學工作。
5.完成了2012年全國職業院校技能大賽陜西選拔賽“數控設備裝調維修”項目的學生訓練工作，學生在大賽中取得較好的成績。
FANUC數控系統應用中心是一個技術交流的平臺，是一個提高技能的平臺，我們要更好地利用這個平臺進行學習和研究，不斷提高教師的理論和實踐技能，培養出更高水平的學生，服務于企業生產，服務于社會。
參考文獻：
[1]祝戰科.FANUC數控系統應用中心建設方案[R].2011.
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【關鍵詞】FANUC M-FIN報警 故障
一、引言
CNC（Computer Numerical Control，即計算機數控機床數控系統）的輔助功能（M功能）在CNC機床上主要執行的動作包括：機床冷卻系統的啟停，工件和機床部件的夾緊、松開，主軸的正反轉及停止，分度工作臺的轉位，選刀、換刀，測量系統的執行等。M 代碼的使用使得NC程序可以通過簡單的M代碼指令CNC機床動作，簡化了外部的功能開關等，自動化程度高度集中。而CNC系統對NC程序中的M代碼無法像G代碼一樣直接處理，這些M代碼的執行過程是在PMC（PMC程序即是可編程機床邏輯控制程序）程序中先譯碼后執行，因此，需要對M代碼的譯碼和執行進行分析， 從而根據M代碼的編譯原理，可在PMC程序中，創造適合CNC機NC（NC 程序即數控加工程序）程序使用的M代碼。M-FIN信號未完成是數控機床M代碼執行過程中的常見故障之一，一般發生在執行了M代碼后，沒有 完成輔助動作或完成了輔助動作但沒有得到確認，因而產生了M-FIN報警 ，M-FIN中FIN的意思是“完成”。
二、工作原理及故障原因
M代碼的執行過程可以借助M代碼時序圖來說明，如圖1所示：
圖1 M代碼執行時序圖
數控系統讀到程序中的M代碼時，就輸出M代碼的信息F10～F13。通過系統度M代碼的延時時間TMF（由系統參數設定，標準設定時間為16ms）后，系統輸出M代碼選通信號MF（F7.0）。當系統PMC接收到M代碼選通信號后，執行PMC譯碼指令DECB，把系統的M代碼信息譯成某中間繼電器為1的信號方式，通過是否加入分配結束信號DEN（F1.3）實現移動指令和M代碼是否同時執行。M功能執行結束后，把輔助功能結束信號FIN以G4.3指令方式送到CNC系統中。當系統接收到PMC發出的輔助功能結束信號FIN后，經過輔助功能結束延長時間TFIN（由系統參數設定，標準設定時間為16ms），切斷系統M代碼選通信號MF。當系統M代碼選通信號MF斷開后，切斷系統輔助功能結束信號FIN，然后系統切斷M代碼輸出信息信號，系統準備讀取下一條M指令信息。
了解了上述工作過程，就不難發現出現此類M-FIN報警的原因是，M指令輸出后，沒有得到最終的確認信號。一般是通過到位開關（大多數使用接近開關），將X信號送到PMC的 。X信號是從外部設備（開關等）輸入到PMC，而Y信號是從PMC輸出到外部設備的，F和G信號是PMC與CNC之間的輸入和輸出，FANUC 0i系列M代碼指令是通過F10～F13四個字節從CNC送到PMC的，而最終完成M-FIN又是通過G5.0從PMC送到CNC的。
三、實例分析
某加工中心，執行M10轉臺卡緊指令，但顯示器上M10程序段不能完成，幾十秒后出現PMC報警 M-FIN未完成。
轉臺卡緊工作示意圖如圖2所示：
圖2 轉臺卡緊工作過程
輸入M10轉臺卡緊指令后，經過PMC譯碼，輸出Y信號，此例為Y10.0=1控制的二位四通電磁換向閥換向， 使液壓缸動作，液壓缸帶動轉臺下移卡緊工作轉臺，卡緊到位后接近開關感應脈沖，輸入信號X10.0=1，PMC接收到輸入信號后PMC處理M-FIN信號，M代碼功能完成。
故障診斷時，檢查G5.0 M-FIN信號是否觸發。通過梯形圖觀察，確認G5.0沒有觸發，并通過梯形圖找出原因出在X10.0沒有信號，通過進一步檢查，確認Y10.0有輸出，電磁閥也吸合，轉臺機械動作也到位。使用金屬物體感應接近開關X10.0后PMC有反映，說明接近開關本身良好，最后調整接近開關與擋鐵距離，感應到信號，問題解決。最終原因是接近開關位置偏離，通過調整解決M-FIN報警問題。
四、結束語
M代碼是數控機床控制的重要輔助代碼，其執行有著嚴格的流程，涉及外部電氣原件，PMC及CNC，任何一個環節出現問題，都可能出現M代碼M-FIN未完成報警。出現此類故障時，應該在充分理解M代碼控制流程的機床上，依次查找故障點，PMC信號狀態觀察和診斷功能是排除此類故障的重要手段，往往能迅速鎖定故障點。
參考文獻：
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【關鍵詞】梯形螺紋 直進法 斜進法 左右切削法
梯形螺紋是應用廣泛的傳動螺紋，其牙型角為等腰梯形牙型角為30°，內外螺紋以錐面貼緊不易松動。與矩形螺紋相比，傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高，對中性好。在普通車床上車削梯形螺紋勞動強度大，并且廢品率比較高，在數控車床上車削梯形螺紋大大減小了勞動強度、提高生產效率和產品質量。
在車削梯形螺紋時，車削刀具選用高速鋼材質進行低速車削，低速車削梯形螺紋通常采用（圖1）三種進刀方式進行車削加工，分別是：直進法、斜進法、左右切削法，下面我們分別探究以下幾種進刀方式：
如Tr36×6梯形螺紋長度40mm為例介紹如何在FANUC Oi mate-TB中進行車削加工。
一、直進法車削梯形螺紋
直進法采用X軸直接進給方法在FANUC系統中只能采用G92指令進行車削加工。采用G92單一固定螺紋車削循環指令粗加工梯形螺紋程序如下，并留精加工余量。
O0001；
N1 M03 S80；
N2 T0303； （30°梯形螺紋車刀）
N3 G00 X40 Z20；
……
N20 X29；
N21 G00X100 Z300；
N22 M05 M30；
如圖1直進法所示，梯形螺紋車刀沿X軸方向直接進給至螺紋小徑。采用此方法進行車削螺紋車刀三個切削刃都需要受力，前幾刀切削總深度較淺時問題不大，隨著切削總深度逐漸變大切削力和切削熱也逐漸增加，排屑困難刀尖磨損嚴重，容易產生“扎刀”現象。應隨著進刀總深度的增加相應減少進刀量以免發生“扎刀”，這種進刀方法雖然可以加工出比較正確的螺紋齒形，但是螺紋兩側容易產生毛刺，表面粗糙度也比較差，影響工件的整體質量。
二、斜進法車削梯形螺紋
在FANUC系統中G76螺紋車削復合循環指令就是以沿牙型角方向間接進給至螺紋小徑。采用G76螺紋車削符合循環指令粗加工梯形螺紋程序如下，并留精加工余量。
O0002；
N1 M3 S80；
N2 T0202； （30°梯形螺紋車刀）
N3 G00 X40 Z20
N4 G76 P010030 Q80 R0.05；
N5 G76 X29 Z-46 P3500 F6；
N6 G00 X100 Z300；
N7 M05 M30；
采用斜進法車削梯形螺紋時，車刀沿著牙形一側平行的方向進刀，直至螺紋底徑。這種方法車削梯形螺紋刀具只有右端一側切削刃參與切削，從而排屑比較順利。刀尖承受切削力和切削熱情況較直接進刀法得到改善，車削過程中不容易產生“扎刀”現象。
三、左右切削法車削梯形螺紋
該方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀沿牙形角方向交錯間接進給至螺紋小徑從而完成梯形螺紋的車削加工，該方法在編程時只能采用M98調用子程序和G32螺紋車削指令相結合來實現左、右進刀進行車削加工，粗加工梯形螺紋程序如下，并留精加工余量。
O0003；（主程序部分）
N1 M03 S80；
N2 T0101； （30°梯形螺紋車刀）
N3 G00 X40 Z20；
N4 M98 P10002；
N5 G00 X100 Z300；
N6 M05 M30；
O0002；（子程序部分）
N1 G00 U-20.4；
N2 G32 U0 Z-46 F6；
N3 G00 U20.4；
……
N10 G32 U0 Z-46 F6；
N11 G00 U20.3
N12 M99
采用此方法進行梯形螺紋車削加工時，由于是車刀兩個主切削刃進行單面切削，該方法進行加工克服了直接進刀法的缺陷，是刀具一邊受力，工作平穩，不易產生“扎刀”現象。它將梯形螺紋車削進到過程規律化，在實際加工中需要根據加工經驗一邊控制進給量，一邊觀察車削時的排屑情況，當排出的鐵屑很薄時就可以進行精加工和光整加工，控制梯形螺紋的尺寸精度和表面粗糙度。
車削梯形螺紋時幾點注意事項：車削梯形螺紋過程中要按照安全操作規程要求進行車削加工；車削梯形螺紋時要打開切削液并根據實際情況是否加活頂尖；車削梯形螺紋時要盡量選擇較小的切削用量，減少加工時發生工件變形；車削較大螺距的梯形螺紋時要參考機床的最大進給速度，否則發生失步現象；梯形螺紋車削粗車刀具和精車刀具寬度相差不能太大，以免換刀后切削余量過大發生“崩刀”現象。
參考文獻：
[1]李曉敏.淺談數控車加工梯形螺紋.城市建設理論研究（電子版），2012，（29）.
fanuc數控系統范文4
關鍵詞：數控機床；手輪進給；機床故障；排故思路
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2012）12-0053-03
Handwheel feeding failure troubleshooting ideas of CNC machinery
LI Hong， YUE Qiang， KANG Yong-liang
（Shenyang Aeronautical Vocational Technical College， Shenyang 110043， China）
Abstract： In the course of CNC machinery working， to meet the requirements of adjustment and slow speed on the knife， a handwheel （i.e.， manual pulse generator） is adopted to control the movement of servo axis for CNC machinery. There are more failures occuring in the handwheel of CNC machine tool， and thus it sets higher demands for the repair level of maintenance personnel. Taking CK0625 CNC lathe equipped with FANUC 0i-mate-TD numerical control system as an example， the paper introduces CNC machine tools handwheel fault diagnosis and analysis methods.
Keywords： CNC machine tool； handwheel feeding； machinery fault； troubleshooting ideas
0 引 言
在數控機床的加工過程中，由于調整及慢速對刀的需要，通常需要頻繁地使用手輪（即手搖脈沖發生器）來控制數控機床伺服軸的運動，因此，在數控機床的諸多故障中，手輪出現故障的次數較多，同時對該故障維修人員的維修水平要求也相對要高。本文以配備有FANUC 0i-mate-TD數控系統的CK0625數控車床為例，系統地介紹了數控機床手輪故障的診斷與分析方法。
1 數控機床的參數、接口及PLC
1.1 數控機床的參數
數控機床的參數在數控機床工作中占有重要地位，而且起著至關重要的作用。它完成數控系統與機床結構和機床各種功能的匹配，決定著數控機床的各種功能。這些參數在數控系統中按一定的功能組進行分類，例如伺服軸配置參數、速度參數、主軸參數、有關手輪進給的參數、顯示設置參數以及數據傳輸參數等等。
1.2 數控機床的PLC
PLC程序是用來控制數控機床的順序動作。數控機床的PLC程序主要完成以下功能：
（1） 編譯功能：編譯接口信號，控制機床的動作；
（2） 機床外部輸入輸出信號的控制；
（3） 伺服控制；
（4） 其他設備的控制。
需要說明的是，FANUC公司將應用于數控機床上的PLC稱為PMC。
1.3 數控機床的接口及接口信號
數控機床的接口是連接CNC、PLC以及機床的節點，節點是信息傳遞和控制的通道。這里所指的信息就是信號，由于是通過接口傳遞的信號，因此稱之為接口信號（即I/O信號）。圖1中帶有箭頭的線表示的就是接口信號的示意圖。
從圖1中可以看出，FANUC系統中在CNC、PLC及機床之間傳輸的接口信號共有四種類型，分別用X、Y、F和G表示。每種類型信號的具體說明詳見表1所列。
圖1 CNC、PLC以及機床之間的關系示意圖
表1 地址號中的字母對應的信號類字母
由于接口信號數量繁多，因此必須用地址加以區分。地址由地址號（即字節號）和位號（0～7）組成，接口信號地址的格式如圖2所示。
圖2 FANUC 0i-（mate-）D數控系統的接口信號地址格式
2 數控機床的手輪
2.1 數控機床的運動分類
數控機床的運動共分為三大類，分別為伺服運動、主軸運動及輔助運動。其中，只有伺服軸的運動是在數控系統的直接控制下完成的，而其它兩類運動則由PLC直接控制。
通過操作數控機床操作面板上的“軸選擇及軸方向選擇”按鈕，可使用CNC來控制伺服軸的運動；除此之外，也可以用機床操作面板上的手輪來使CNC控制伺服軸的運動。
2.2 手輪的作用
使用手輪（即手搖脈沖發生器或手動脈波發生器）可實現數控機床伺服軸的運動。旋轉手搖脈沖發生器時，可以使機床的伺服軸進行微量移動，因此，其主要用于數控機床伺服軸的微動調整（如對刀等）。
2.3 手作步驟
當使用手輪對伺服軸進行運動控制時，可以按照如下的步驟進行操作：
（1） 將機床操作面板上的“方式開關”選到“手輪”方式；
（2） 用機床操作面板上的“軸選擇開關”選中某個要移動的伺服軸；
（3） 用機床操作面板上的“手輪進給倍率選擇開關”選中軸移動的速度；
（4） 旋轉手輪，被選中的伺服軸將沿與手輪旋轉方向對應的方向及速度移動。
2.4 手輪的工作原理
旋轉手輪時，手輪會產生脈沖信號，并將其通過特殊的通道輸入到數控系統，數控系統將根據脈沖信號的當量來控制伺服軸移動對應的距離。
所謂的脈沖當量，就是一個脈沖信號能使伺服軸移動的距離。手輪上一周共有100個等分刻度，每旋轉一個刻度（一格），手輪就會產生一個脈沖信號，而一個脈沖當量與機床操作面板上的“手輪進給倍率選擇開關”選中的倍率相對應。
一般情況下，“手輪進給倍率選擇開關”共有四個倍率檔位，即有四種脈沖當量可供選擇，它們是“最小輸入增量×1”、“最小輸入增量×10”、“最小輸入增量×M”及“最小輸入增量×N”。例如，若最小輸入增量為0.001 mm，當選擇“最小輸入增量×1”倍率檔位時，手輪的脈沖當量為0.001 mm，即手輪每轉動一個刻度，數控系統將控制選定的伺服軸運行0.001 mm的距離；當選擇“最小輸入增量×10”檔位時，手輪的脈沖當量為0.01 mm，即手輪每轉動一個刻度，數控系統將控制選定的伺服軸運行0.01 mm的距離，依此類推，若此時旋轉手輪一圈，機床伺服軸將移動相當于100個刻度（即1 mm）所對應的距離。
3 影響手輪正常工作的因素
原則上，影響手輪正常工作的因素應分為軟件和硬件兩個方面。
3.1 硬件方面
影響手輪正常工作的硬件因素主要包括手輪裝置的硬件連接以及手輪控制信號的連接是否正確。本文以配備有FANUC 0i-mate-TD數控系統的CK0625數控車床為例進行論述。
3.1.1 手輪裝置的硬件連接
在CK0625數控車床上，手輪裝置是通過機床PMC的I/O接口與數控系統之間進行連接的，圖3所示為手輪的硬件連線圖。其中，HA和HB分別是手輪產生的相位差為90°的脈沖信號。信號的數量與數控系統控制伺服運行的距離相對應；HA和HB信號相位的超前或落后，則與數控系統控制伺服軸運行的方向對應。0 V和+5 V是手輪的工作電源，來自于數控系統側，若該5 V電源丟失，那么，即使手輪旋轉，也不會發出HA和HB的脈沖信號。
可以通過接口信號狀態顯示頁面某個接口信號地址的狀態組合的變化，以監控手輪是否向數控系統發送HA和HB的脈沖信號。在文中提到的CK0625數控車床中，這個監控手輪信號狀態的接口地址為X20。那么，當手輪旋轉并正常向數控系統輸入HA和HB的脈沖信號時，地址X20的所有八位信號的狀態都會發生“0”和“1”的變化。
手輪背面的HA1﹑HB1﹑+5V﹑0V四個信號線與系統I/O 接口側插頭JA3中的1﹑2﹑9﹑12端子相連接。
圖3 手輪的硬件連線圖
3.1.2 手輪控制信號的功能連接
硬件方面的另一類因素主要指手輪控制信號的功能連接是否正確。本文在 “手作步驟”一節中提到了數控機床的操作面板上與手輪工作有關的幾個開關，它們將產生手輪工作時所需要的控制信號，并通過信號線輸入PLC的接口中。這些信號的接口地址及功能組合如下：
（1） 軸選擇信號。在文中提到的數控車床上，其機床操作面板上的“軸選擇開關”（SA4）所產生信號的接口地址為X11.6和X11.7。當X軸被選中時，接口信號的狀態分別為：X11.6為“1”﹑X11.7為“0”；而如果Z軸被選中，則接口信號的狀態分別為：X11.6為“0”﹑X11.7為“1”。軸選擇開關的連接如圖4所示。
圖4 軸選擇開關接線圖
（2） 手輪倍率開關信號。本文提到的數控車床上，其手輪倍率旋鈕只有“×1”﹑“×10”﹑“×M”三個倍率檔。該旋鈕（SA3）接口信號的地址為X12.0和X12.1。信號狀態與所選檔位的關系如表2所列。手輪倍率旋鈕接線圖如圖5所示。
表2 手輪倍率旋鈕信號與倍率檔位的對應關系
注：M由參數No7113設定。
圖5 手輪倍率旋鈕接線圖
3.2 軟件方面
軟件方面主要指與手輪工作有關的參數設置是否正確。
在FANUC 0i-（mate）-D系列數控系統中，與手輪工作有關的主要參數有8131#0及7113#兩個參數。其中，8131#0用于定義是否使用手輪。當其被設置成0時，表示機床不使用手輪；設置成1時，表示機床使用手輪（需要注意的是：設定此參數后，繼續操作前應關斷電源，再開機）；而7113#則是用來定義手輪進給倍率旋鈕的檔位為“最小輸入增量×M”時的M值。
4 手輪進給故障分析思路
當使用手輪無法控制數控機床伺服軸的運動時，維修人員可以根據上述對手輪工作條件的描述，來確定該故障的分析思路。
首先可以確認是否在所有倍率下，所有軸都不動。若是，再依次確認：
（1） 確認數控系統的工作方式是否為“手輪工作方式”。若正確，則進行下一步檢查。
（2） 檢查與手輪進給有關的參數8131#0是否為“1”。若正確，則進行下一步檢查。
（3） 在接口信號狀態診斷頁面檢查手輪的“軸選擇開關”（SA4）接口信號狀態是否正確。若不正確，可按照圖4所示的連接圖進行硬件連接的檢查。若正確，則進行下一步檢查。
（4） 在接口信號狀態診斷頁面觀察：當旋轉手輪時，表示手輪正常工作的接口信號X20的狀態是否都有變化。若地址X20的所有信號的狀態都不變化或有個別位的狀態沒有變化，請按照圖3所示的手輪硬件連線圖檢查手輪的硬件連接情況。
其次，若只是在“×M”倍率檔所有軸不動，那么就要檢查與手輪進給有關的參數7113#是否為設置。按照倍率的變化規律，該參數建議設置為“100” 。
若只是個別軸無法用手輪移動，則在接口信號狀態診斷頁面檢查手輪的“軸選擇開關”（SA4）接口信號狀態是否正確。若不正確，請按照圖4所示的連接圖再進行硬件連接的檢查。
5 結 語
本文通過對數控機床的參數、接口及PLC及其關系進行介紹，從硬件和軟件方面分析了影響手輪正常工作的主要因素，最后給出了在使用手輪無法控制數控機床伺服軸的運動時，維修人員根據本文對手輪工作條件的描述，來確定手輪無法控制數控機床伺服軸運動故障的分析思路。
參 考 文 獻
[1] 王侃夫.數控機床控制技術與系統[M].北京：機械工業出版社，2007.
[2] FANUC公司.FANUC 0i-（mate-）D參數手冊[EB/OL]. [2012-07-27]. .
[3] 南京日上自動化設備有限公司.CK0625數控車床電氣圖紙[R].2010.
fanuc數控系統范文5
關鍵詞：FANUC 0i D；步距規；反向間隙補償
1 概述
數控機床的主要精度指標要求包括幾何精度，位置精度和加工精度。其中位置精度主要包括定位精度和重復定位精度等，它的大小直接影響數控機床的加工精度。而數控機床位置精度誤差產生的主要原因是滾珠絲杠等機械結構存在反向間隙。FANUC 0i-D數控系統可以通過參數補償反向間隙，從而提高數控機床的定位精度和重復定位精度。
目前我國檢測數控機床軸線反向間隙經常采用的標準有兩個：國際標準ISO230-2：1997或國家標準GB17421.2-2000。經常采用的測量儀器有激光干涉儀和步距規。有些用戶認為步距規太老舊了，激光干涉儀的精度更高，其實這是很大的誤解。舉例來說，直到今天，世界上最高檔的數控裝備當屬高檔三坐標測量機，如南京齒輪廠在2011年購買的一臺德國萊茲公司生產的規格為3m的三坐標測量機，德國人就是用規格1m的步距規分段進行現場檢驗和校準的。[1]文章介紹利用步距規進行數控機床反向間隙測量的步驟和方法。
2 反向間隙的測量步驟
采用步距規和激光干涉儀檢測反向間隙的步驟基本一致，即在所檢測的軸線行程中記錄三個以上基準位置的讀數，每個位置多次測量取平均數，并將各個位置處的平均數的最大值作為反向間隙測量值。具體測量步驟如下：（1）清零1851，1852號參數后重啟數控系統。（2）數控機床回參考點。（3）將步距規放置到工作臺上找正。以測量X軸反向間隙為例，找正的目的就是使步距規軸線與X軸軸線平行。放置步距規之前要將步距規和工作臺擦拭干凈后再放置，另外杠桿百分表表桿不宜伸出過長。（4）編制數控程序按照圖1標準檢驗循環路徑移動。
圖1 是GB17421.2-2000給出的標注檢驗循環路徑。圖中的步距規有8個基準位置，一共進行了五組數據的測試，每組數據包括正反兩個方向的數據采集，也就是說在每一個基準位置有正反兩個方向需要記錄數據，共五組數據。按照國家標準GB17421.2-2000對數據處理即可得到該直線軸的反向間隙數據。
操作中要注意區分運動起始位置和基準位置?；鶞饰恢脩獮榇龣z測軸線移動一定距離后的位置，即從運動起始位置開始運動一定距離后才接觸基準位置，不能將起始位置作為基準位置進行測量，否則會造成較大的測量誤差。FANUC 0i D數控系統區分切削進給G01與快速進給G00時的反向間隙補償，在編制數控程序時需要分別使用G01和G00指令編制兩個檢測程序。
3 FANUC 0i-D數控機床反向間隙參數補償
根據實驗可知，反向間隙的測量值隨著切削運動速度的不同有所變化。一般情況下，采用G01的測量值比G00的測量值大。FANUC 0i D數控系統可以針對G01，G00分別進行反向間隙補償。
FANUC 0i-D的1800號參數的第四位#4 RBK：是否進行切削/快速移動反向間隙補償[3]。該位需要設置為1來表示區分切削/快速進給反向間隙補償。
1851號參數：反向間隙補償量[3]，單位為μm，輸入數據時要注意單位轉換，并且需要注意軸號與所檢測的軸對應。另外，一般數控機床廠家會對1851等重要系統參數加密，為了能對這類參數編輯，操作人員需要獲得相應權限使這些參數處于可編輯的狀態。
1852號參數：每個軸的快速移動時的反向間隙補償量[3]。
數控機床Y軸的反向間隙補償可參照上面X軸反向間隙補償步驟進行。Z軸的反向間隙補償需要將步距規豎直放置到工作臺上進行，具體步驟和X軸檢測步驟類似。
4 結束語
激光干涉儀容易受到檢測環境溫度變化、振動等諸多因素影響，測量數據的一致性不好。對于大多數數控機床用戶來說，熟練地使用步距規、建立起完善的機床檢測制度是提高生產效率降低生產成本的有效方法。我國高精度步距規已經達到世界級水平，桂林安一量具有限公司已能生產具有世界級水平的高精度步距規[1]。隨著使用年限的增加數控機床不可避免會產生磨損，同時反向間隙也會越來越大。定期進行反向間隙檢測，使用高精度步距規并選擇參數補償的方式進行反向間隙的補償，可以在保持數控機床精度的前提下延長數控機床的使用壽命。
參考文獻
[1]用步距規檢驗數控機床定位精度[J].機械工程師，2012（5）：5-6.
[2]GB/T 17421.2-2000，340-350.機床檢驗通則[S].2000.
fanuc數控系統范文6
【關鍵詞】數控自動編程軟件；后處理；數控系統
后處理（Post）是處理機床及數控系統直接相關的信息，是計算機輔助制造（CAM）基本實現過程的最后一個關鍵環節，它直接決定了由CAM編程所產生的加工程序能否在數控機床上順利運行。眾所周知目前數控機床所采用的控制系統各不相同，它們能識別的數控指令也不盡相同，如在我國應用十分廣泛的日本FANUC系列數控系統、德國西門子公司的SINUMERIK系列數控系統。MasterCAM軟件以其簡單易學、經濟實用的優點深受用戶喜愛。該軟件配置的是適應單一類型數控系統的通用后處理，每個后處理文件對應一種數控系統模型。在MasterCAM軟件的Post文件夾下，有多種后處理文件。為了解決實際數控系統的不同配置和編程人員的不同習慣問題，正確認識、設置、修改后處理文件是行之有效的。
一、后處理的目的
數控機床是根據數控程序來動作的，而數控程序是由一系列的特定數控指令構成。編程人員使用CAM軟件對加工零件進行交互式編程，所有工藝信息在編程過程中已設置好，由此生成刀具軌跡文件（NCI文件）。后處理則根據刀具軌跡文件以規定的標準格式轉化為數控系統能夠識別和執行的數控指令，實質上是一個文本編輯處理的過程。后處理的最終目的就是要生成一個適合于實際數控系統的代碼程序。
二、MasterCAM后處理文件的結構
MasterCAM后處理文件的擴展名為PST，稱為后處理器。它定義了數控程序的格式、輔助工藝指令、接口功能參數等。其結構主要有以下幾部分組成。（1）注釋資料：注釋是對后處理文件及其設定方法的一般性介紹。程序列前帶“＃”符號的為注釋，系統在執行代碼處理時不受注釋的影響。如“＃Post Name：MPFAN”表示后處理器的名稱為MPFAN。（2）輔助除錯：輔助除錯通過插入變量bug1、bug2等幫助除錯，后處理程序會顯示資料于屏幕上。（3）格式的描述：指定一個數值化的格式給變量使用，在“格式的指定”前必須含有格式的描述。（4）格式的指定：格式制定的命令。以字母“fmt”開頭。（5）起始部分：在開始執行后處理程序時指定特定的數值給事先定義的變量或使用者自定義的變量、選擇固定循環使用較長或較短的加工代碼。（6）問題定義：在執行后處理程序時插入一個問題給后處理程序執行。（7）查表：定義一個查表的表格以便于從列表整數中選取一個號碼。（8）字符串列表：字符串以字母“s”開頭，主要用于定義NC程序中輸出的指令代碼。如“sg00 G0 #Rapid”即用字符串sg00來指定快速點定位指令G0，在NC程序中出現G0代碼。字符串列表主要包括常規的G代碼、M代碼、錯誤信息、刀具半徑補償等。（9）預先定義的單節：單節以字母“p”開頭，用預先定義的常規去規劃NC程序中大部分共同區域如程序的起始部分、刀具交換等。
如“ptlchg
#Tool change
pcuttype
toolchng = one
if mi1 = one， #Work coordinate system
…”
表示用ptlchg單節指代刀具交換。（10）使用者定義的單節：讓使用者可按照數控程序規定的格式將一個或多個NC代碼作有組織的排列，編排成一條程序段。（11）系統問題：后處理軟件提出了一系列的問題供用戶做簡易的規劃來更改后處理程序。如問題“81. Data rate （110，150，300，600，1200，2400，4800，9600，
14400，19200，38400）? 1200”表示系統提問傳輸速率是多少？后面括號里的數據是參考值，回答是1200。
四、MasterCAM后處理文件的修改
MasterCAM默認的后處理器為FANUC系統，文件名為MPFAN.PST。SINUMERIK系列系統無對應的后處理器。根據現有的數控系統（FANUC0i-MC、SINUMERIK802D）及平時編程習慣，主要修改以下幾個方面。在修改前應該把原來的后處理文件作一備份，防止出錯后無法恢復。
（一）FANUC0i-MC系統
（1）忽略程序號碼；（2）忽略程序名稱；（3）忽略程序日期與時間；（4）忽略公制代碼G21；上面（1）～（4）修改時打開MPFAN.PST文件，在＃Start of File and Toolchange Setup部分找到Psof單節把
*progno， e
"(PROGRAM NAME - "， sprogname， ")"， e
"(DATE=DD-MM-YY - "， date， " TIME=HH:MM - "， time， ")"， e
pbld， n， *smetric， e
四句刪除或在每句前加上“?！狈?。（5）忽略刀具注釋：打開MPFAN.PST文件，在# Tool Comment / Manual Entry Section部分找到ptoolcomment單節，把"("， pstrtool，*tnote，*toffnote，*tlngnote，*tldia，")"，e 一句刪除或在句前加上“?！狈?。（6）忽略回參考點指令G28：打開MPFAN.PST文件，在＃Start of File and Toolchange Setup部分找到Psof單節把pfbld，n，sgabsinc，*sg28ref， "Z0." e、pfbld，n， *sg28ref，"X0."， "Y0." e兩句刪除或在每句前加上“?！狈枴＃?）忽略工件零點設置代碼G92：打開MPFAN.PST文件，在＃Start of File and Toolchange Setup部分找到Psof單節把pfbld， n， "G92"， *xh，*yh， *zh，e一句刪除或在句前加上“＃”符號。（8）忽略換刀時及程序結束時回參考點指令G28：打開MPFAN.PST文件，在＃Start of File and Toolchange Setup部分找到pretract單節把pcan1， pbld，n， sgabsinc，sgcode，*sg28ref，"Z0."，scoolant， strcantext，e、#pbld，n，*sg28ref，"X0."， "Y0."，protretinc，e兩句刪除或在每句前加上“?！狈?。有些機床換刀時必須有這條指令，則不必修改。（9）關閉第四軸功能：第四軸功能若不關閉會在生成的NC程序中產生默認為“A0”的代碼，加工時會產生報警。打開MPFAN.PST文件，找到變量設置# Rotary Axis Settings部分，把rot_on_x
: 1
#Default Rotary Axis Orientation， See ques. 164.
#0 = Off， 1 = About X， 2 = About Y， 3 = About Z
句中冒號后面的數字1改成0即可。也可以找到問題164. Enable Rotary Axis button? y把回答的y改成n即可。（10）主軸最高轉速改為8000rpm：由于所使用機床的最高轉速為8000rpm，所以把后處理器的主軸最高轉速也設置成8000rpm。打開MPFAN.PST文件，找到變量設置# General Output Settings部分，把max_speed: 3000 #Maximum spindle speed句中冒號后面的數字改成8000即可。（11）忽略程序行號：行號會占用較多的內存空間。而且由于產生的NC程序段較多會出現行號重復的現象，會帶來一定的麻煩。打開MPFAN.PST文件，找到變量設置# General Output Settings部分，把omitseq: no #Omit sequence numbers? 句中冒號后面的no改成yes即可。（12）鉆孔固定循環改為G81、G83等：FANUC系統的鉆孔固定循環相對較簡單，而SINUMERIK802D系統鉆孔固定循環是以調用子程序如鉆孔CYCLE83（20，0，1，-5，，）的形式出現，本文僅對FANUC系統進行修改。打開MPFAN.PST文件，找到變量設置# Enable Canned Drill Cycle Switches部分，把usecandrill : no #Use canned cycle for drill句中冒號后面的no改成yes即可。后面幾種循環方式也按此方法修改。以上內容修改完后文件另存為MPFAN0i.PST以供MasterCAM調用。
（二）SINUMERIK802D系統
上面的（1）～（11）條作相同修改。
（12）刪除原程序起始符“%”，添加程序起始符
“%_N_progname_MPF”
“;$PATH=/_N_MPF_DIR”
在與機床通信時，SINUMERIK系統必須有上面的起始符才能傳輸。打開MPFAN.PST文件，在＃Start of File and Toolchange Setup部分找到Psof單節先刪除“%”，e一句或在句前加“?！狈?。然后在# "(PROGRAM NAME - "， progname， ")"， e一句后加上下面兩句就可以了。
"%_N_"， progname，"_MPF"， e
";$PATH=/_N_MPF_DIR"，e
（13）在程序初始化指令中添加G64指令。由于SINUMERIK802D系統默認為G60準確定位方式，在加工曲面時G60方式會出現細微的停頓，影響零件表面質量，而改成G64連續路徑運行就能解決這個問題。打開MPFAN.PST文件，在＃Start of File and Toolchange Setup部分找到Psof單節在pbld， n，*sgcode，*sgplane， pwcs， *sgabsinc， e這一句中添加"G64"指令。
（14）忽略長度補償指令H代碼。FANUC系統的長度補償和半徑補償分別放在地址H和D里面，而SINUMERIK802D系統把長度補償和半徑補償都放在地址D里面，調用某把刀具后，默認為一號補償，如T3M6指令換好三號刀后，系統即使省略長度補償和半徑補償指令D也會默認調用一號補償即D1。打開MPFAN.PST文件，在＃Start of File and Toolchange Setup部分找到Psof單節，把pbld， n， "G43"，*tlngno， pfzout， scoolant， next_tool， e一句中的"G43"、*tlngno刪除。再在ptlchg單節中把pbld， n， "G43"，*tlngno， pfzout， scoolant， next_tool， e一句中的"G43"、*tlngno刪除。
（15）圓弧轉出形式改成IJK形式。SINUMERIK802D系統圓弧插補格式不識別FANUC系統的G2/G3 X_ Y_R_圓弧插補格式。所以必須改成系統能識別的IJK形式。打開MPFAN.PST文件，找到變量設置# General Output Settings部分找到arcoutput：1 #0 = IJK，1 = R no sign， 2 = R signed neg. over 180一句，把冒號后面的數字1改成0即可。
（16）程序結束符改為M02。根據SINUMERIK802D系統編程說明書，程序結束符為M02而不是M30。打開MPFAN.PST文件，在＃Start of File and Toolchange Setup部分找到peof單節，把n， "M30"， e一句中的M30改成M02即可。以上內容修改完后文件另存為MPSI802D.PST以供MasterCAM調用。
五、后處理驗證
修改好的后處理文件必須進行驗證，確認準確后方可使用。在MasterCAM環境下編程一零件，其加工步驟為先用Φ16平刀粗銑一圓形外輪廓，然后再用Φ10平刀精銑該輪廓，最后用Φ10麻花鉆在零件中心處鉆一個孔。生成刀具軌跡后分別采用MPFAN0i.PST和MPSI802D.PST生成NC程序如下圖所示。利用機床的通信功能把程序傳入控制器，或者利用DNC加工方式，對上面的程序進行加工。驗證表明，上述兩個程序能夠在相應的數控機床上順利運行。
六、結語
通過對MasterCAM后處理文本的簡單修改，使之在實際運用中得到了預期的效果。相信只要不斷探索總結，數控自動編程軟件是能夠更好地為數控加工技術服務的。
參考文獻
[1]王衛兵.MasterCAM數控編程實用教程[M].北京: 清華大學出版社，2003．
[2]李傳軍.機械CAM技術與應用[M].北京: 機械工業出版社，2005.