fanuc数控系统以其高质量、低成本、高性能、较全的功能,适用于各种机床和生产机械等特点,在市场的占有率远远超过其它的数控系统。
(1)高可靠性的powermate 0系列 用于控制2轴的小型车床,取代步进电动机的伺服系统;可配画面清晰、操作方便、中文显示的crt/mdi,也可配性能/价格比高的dpl/mdi。
(2)普及型cnc 0-d系列 0-td用于车床,0-md用于铣床及小型加工中心,0-gcd用于圆柱磨床,0-gsd用于平面磨床,0-pd用于冲床。
(3)全功能型的0-c系列 0-tc用于通用车床、自动车床,0-mc用于铣床、钻床、加工中心,0-gcc用于内、外圆磨床,0-gsc用于平面磨床,0-ttc用于双刀架4轴车床。
(4)高性能/价格比的0i系列 整体软件功能包,高速、高精度加工,并具有网络功能。0i-mb/ma用于加工中心和铣床,4轴4联动;0i-tb/ta用于车床,4轴2联动;0i-matema用于铣床,3轴3联动;0i-mateta用于车床,2轴2联动。
(5)具有网络功能的超小型、超薄型cnc 16i/18i/21i系列 控制单元与lcd集成于一体,具有网络功能,超高速串行数据通讯。其中fsl6i-mb的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。16i最大可控8轴,6轴联动;18i最大可控6轴,4轴联动;21i最大可控4轴,4轴联动。
除此之外,还有实现机床个性化的cncl6/18/160/180系列。
1.fanuc 0系列
fanuc 0系列分别有a、b、c、d等产品,各产品又有不同。在这四种产品中,目前在国内使用最多的是普及型fanuc 0-d和全功能型fanuc 0-c两个系列。
fanuc 0系统由cnc基本配置,主轴和进给伺服单元以及相应的主轴电动机和进给电动机,crt显示器,系统操作面板,机床操作面板,附加的输入/输出接口板(b2),电池盒,手摇脉冲发生器等部件组成。其中的cnc基本配置又由主印制电路板(pcb)、存储器板、图形显示板、可编程机床控制器板(pmc-m)、伺服轴控制板、输入/输出接口板、子cpu(中央处理器)板、扩展的轴控制板、数控单元电源和dnc控制板组成,各板插在主印制电路板上,与cpu的总线相连。
fanuc 0系列产品有以下特点:
(1)采用高速的微处理器芯片 fanuc的0系列产品使用intel 80386芯片,1988年以后的产品改用使用intel 80486dx2。
(2)采用高可靠性的硬件设计及全自动化生产制造 该产品采用了高品质的元器件,并且大量采用了专用vlsi超大规模集成电路芯片,在一定程度上提高了数控系统的可靠性和系统的集成度。使用表面安装元件(smd),进一步提高了数控系统的集成度,使数控系统的体积大幅度减小。
(3)丰富的系统控制功能 在系统的功能上具有刀具寿命管理、极坐标插补、圆柱插补、多边形加工、简易同步控制、cf轴控制(主轴回转由进给伺服电动机实现,回转位置可与其他进给轴一起参与插补)和cs轴控制(主轴电动机不是进给伺服电动机,而是fanuc主轴电动机,由装在主轴上的编码器检测主轴位置,可与其他进给轴一起参与插补)、串行和模拟的主轴控制、主轴刚性攻丝、多主轴控制功能、主轴同步控制功能、plc梯形图显示和plc梯形图编辑功能(需要编程卡)、plc轴控制功能等。该系统除了通用的宏程序功能以外,还增加了定制型用户宏程序,这样为用户提供了更大的个性化设计的空间。用户可以通过编程对显示屏幕、处理过程控制等进行编辑,以实现个性化机床的设计。
(4)高速高精度的控制 fanuc 0-c数控系统采用了多cpu方式进行分散处理,实现了高速连续的切削。为了实现在切削路径中的高速、高精度,在系统功能中增加了自动拐角倍率、伺服前馈控制等,大大地减少了伺服系统的误差。对plc的接口增加了高速m、s、t接口功能,进一步缩短了执行时间,提高了系统的运行速度。为了提高系统处理外部数据的速度,fanuc 0-c系统在硬件上增加了远程缓冲控制,系统可以实现高速的dnc操作。
(5)全数字伺服控制结构 fanuc 0-c系统采用全数字伺服控制结构,实现伺服控制的数字化,大大地提高了伺服运行的可靠性和自适应性,改善了伺服的性能。由于实现了全数字的伺服控制,可以实现高速、高精度的伺服控制功能。可以实现伺服波形(位置、偏差、电流)的crt显示,用于伺服系统的诊断调试。
(6)全数字的主轴控制 fanuc 0-c系统除了模拟主轴接口以外,还提供了串行主轴控制(仅限于使用fanuc的主轴放大器)。主轴控制信号通过光缆与主轴放大器连接,连接方便、简洁、可靠。可以实现主轴的刚性攻丝、定位,双主轴的速度、相位同步以及主轴的cs轮廓控制。
fanuc的0系列产品自1985年开发成功以来,在车床、铣床、加工中心、圆柱/平面磨床、冲床等机床中得到广泛应用。目前,国内很多机床生产厂家都可以根据用户要求,选用fanuc 0系列数控系统。
2.fanuc 0i系列
fanuc 0i系列目前在国内已成为主流产品,各机床生产厂家已大量采用。fanuc 0i系统由主板和i/o两个模块构成。主板模块包括主cpu、内存、pmc控制、i/olink控制、伺服控制、主轴控制、内存卡i/f、led显示等;i/o模块包括电源、i/o接口、通讯接口、mdi控制、显示控制、手摇脉冲发生器控制和高速串行总线等。
fanuc 0i系列产品有以下特点:
(1)fanuc 0i系统的结构为模块化结构。主cpu板上除了主cpu及外围电路之外,还集成了fromalsram模块、pmc控制模块、存储器和主轴模块、伺服模块等。其集成度较fanuc 0系统的集成度更高,因此0i控制单元的体积更小,便于安装排布。
(2)采用全字符键盘,可用b类宏程序编程,使用方便。
(3)用户程序区容量比0md大一倍,有利于较大程序的加工。
(4)使用编辑卡编写或修改梯形图,携带与操作都很方便,特别是在用户现场扩充功能或实施技术改造时更为便利。
(5)使用存储卡存储或输人机床参数、pmc程序以及加工程序,操作简单方便。使复制参数、梯形图和机床调试程序过程十分快捷,缩短了机床调试时间,明显提高数控机床的生产效率。
(6)系统具有hrv(高速矢量响应)功能,伺服增益设定比0md系统高一倍,理论上可使轮廓加工误差减少一半。以切削圆为例,同一型号机床0md系统的圆度误差通常为0.02~0.03mm,换用0i系统后圆度误差通常为0.01~0.02mm。
(7)机床运动轴的反向间隙,在快速移动或进给移动过程中由不同的间隙补偿参数自动补偿。该功能可以使机床在快速定位和切削进给不同工作状态下,反向间隙补偿效果更为理想,这有利于提高零件加工精度。
(8)0i系统可预读12个程序段,比0md系统多。结合预读控制及前馈控制等功能的应用,可减少轮廓加工误差。小线段高速加工的效率、效果优于0md系统,对模具三维立体加工有利。
(9)与0md系统相比,0i系统的pmc程序基本指令执行周期短,容量大,功能指令更丰富,使用更方便。
(10)0i系统的界面、操作、参数等与18i、16i、21i基本相同。熟悉0i系统后,自然会方便地使用上述其他系统。
(11)0i系统比0m、0t等产品配备了更强大的诊断功能和操作信息显示功能,给机床用户使用和维修带来了极大方便。
(12)在软件方面0i系统比0系统也有很大提高,特别在数据传输上有很大改进,如rs232串口通讯波特率达19200b/s,可以通过hssb(高速串行总线)与pc机相连,使用存储卡实现数据的输入/输出。
3.fanuc 16i/18i/21i系列
fanucl6i/18i/21i系列产品比0i系统体积进一步缩小,将液晶显示器与cnc控制部分合为一体,实现了超小型化和超薄型化(无扩展槽时厚度只有60mm)。fanuc l6i/18i/21i系统由液晶显示器一体型cnc、机床操作面板、伺服放大器、强电盘用i/o模块、i/olinkβ放大器、便携式机床操作面板及适配器、αi系列ac伺服电动机、αi系列ac主轴电动机、应用软件包等部分组成。
fanuc 16i/18i/21i系列产品有以下特点:
(1)纳米插补 以纳米为单位计算发送到数字伺服控制器的位置指令,极为稳定,在与高速、高精度的伺服控制部分配合下能够实现高精度加工。通过使用高速risc处理器,可以在进行纳米插补的同时,以适合于机床性能的最佳进给速度进行加工。
(2)超高速串行通讯 利用光导纤维将cnc控制单元和多个伺服放大器之间连接起来的高速串行总线,可以实现高速度的数据通讯并减少连接电缆。
(3)伺服hrv(highresponsevector高响应向量)控制 通过组合借助于纳米cnc的稳定指令和高响应伺服hrv控制的高增益伺服系统以及高分辨率的脉冲编码器(16000000r-1)实现高速、高精度加工。
(4)丰富的网络功能 fanuc 16i/18i/21i系统具有内嵌式以太网控制板(21i为选购件),可以与多台电脑同时进行高速数据传输,适合于构建在加工线和工厂主机之间进行交换的生产系统。并配以集中管理软件包,以一台电脑控制多台机床,便于进行监控、运转作业和nc程序传送的管理。
(5)远程诊断 通过因特网对数控系统进行远程诊断,将维护信息发送到服务中心。
(6)操作与维护 可以通过接触摸画面上所显示的按键进行操作;可以利用存储卡进行各类数据的输入/输出;可以以对话方式诊断发生报警的原因,显示出报警的详细内容和处置办法;显示出随附在机床上的易损件的剩余寿命;存储机床维护时所需的信息;通过波形方式显示伺服的各类数据,便于进行伺服的调节;可以存储报警记录和操作人员的操作记录,便于发生故障时查找原因。
(7)控制个性化 通过c语言编程,实现画面显示和操作的个性化;用宏语言编程,实现cnc功能的高度定制;通过c语言编程,可以构建与由梯形图控制的机器处理密切相关的应用功能。
(8)高性能的开放式cnc fanuc 系列160i/180i/210i是与windows 2000对应的高功能开放式cnc。这些型号的cnc与windows 2000对应,可以使用多种应用软件,不仅支持机床制造商的机床个性化和智能化,而且还可以与终端用户自身的个性化相对应。
(9)软件环境 为了与cnc/pmc进行数据交换,提供可以从c语言或basic语言调用的focasl驱动器和库函数;提供cnc基本操作软件包,它是在电脑进行cnc/pmc的显示、输入、维护的应用软件,通过用户界面向操作人员提供“状态显示、位置显示、程序编辑、数据设定”等操作画面;cnc画面显示功能软件,是在电脑上显示出与标准的i系列cnc相同画面的应用软件;dnc运转管理软件包,可以完成从电脑上的硬盘高速地向cnc传输nc程序并加以运转工作。