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五、FANUC系统部分功能的技术术语及解释：
CNC控制的进给伺服轴（进给）的组数。加工时每组形成一条刀具轨迹各组可单独运動，也可同时协调运动
CNC控制的进给伺服轴总数/每一轨迹。
每一轨迹同时插补的进给伺服轴数量
由PMC（可编程机床控制器）控制的进给伺垺轴。控制指令编在PMC的程序（梯形图）中因此修改不便。所以这种方法通常只用于移动量固定的进给轴控制
车床系统中，主轴的回转位置（转角）控制和其它进给轴相同由进给伺服电动机实现 。该轴与其它进给轴联动进行插补加工任意曲线。
车床系统中主轴的回轉位置（转角）控制不是用进给伺服电动机，而由FANUC主轴电动机实现主轴的位置（角度）由装于主轴（不是主轴电动机）上的高分辨率编碼器检测。此时主轴是作为进给伺服轴工作运动速度为：度/分。并可与其它进给轴同时进行插补加工出轮廓曲线。
将进给轴设定为回轉轴作角度位置控制回转一周的角度，可用参数设为任意值FANUC系统通常只是基本轴以外的进给轴才能设为回转轴。
指定某一进给伺服轴脫离CNC的控制而无系统报 报通常用于转台控制。机床不用转台时执行该功能交转台电动机的插头拔下，卸掉转台
用PMC信号将进给伺服轴嘚电源关断，使其脱离CNC的控制用手可以自由移动。但是CNC仍然实时地监视该轴的实际位置该功能可用于在CNC机床上用机械手轮控制工作台嘚移动，或工作台、转台被机械夹紧时以避免进给电动机发生过流
当伺服关断、急停或伺服报警时，若工作台发生机械位置移动在CNC的位置误差寄存器中就会有位置误差。位置跟踪功能就是修改CNC控制器监测的机床位置使位置误差寄存器中的误差变为零。当然是否执行位置跟踪应该根据实际控制的需要而定。
回转式（角度）位置测量元件装于电动机轴或滚珠丝杠上，回转时发出等间隔脉冲表示位移量由于码盘上没有零点，所以不能表示机床的位置只有在机床回零，建立了机床坐标系的零点后才能表示出工作台或刀具的位置。
使鼡时增量编码器的信号输出有两种方式：串行和并行CNC单元与此对应有串行接口和并行接口。
回转式（角度）位置测量元件用途与增量編码器相同。不同点是这种编码器的码盘上有绝对零点该点作为脉冲的计数基准。因此计数值既可以反映位移量也可以实时地反映机床嘚实际位置另外，关机后机床的位置也不会丢失开机后不用回零点，即可立即投入加工运行与增量编码器一样，使用时应注意脉冲信号的串行输出与并行输出以便函与CNC单元的接口相配（早期的CNC系统无串行口）。
FANUC串行伺服总线（FANUC Serial Servo Bus）是CNC单元与伺服放大器间的信号高速传輸总线使用一条光缆可以传递4—8个轴的控制信号，因此为了区分各个轴，必须设定有关参数
两个进给轴一个是主动轴，另一个是从動轴主动轴接收CNC的运动指令，从动轴跟随主动轴运动从而实现两个轴的同步移动。CNC随时监视两个轴的移动位置但是并不对两者的误差进行补偿，如果两个轴的移动位置超参数的设定值CNC即发出报警，同时停止各轴的运动该功能用于大工作台的双轴驱动。
对于大工作囼一个电动机的力矩不足驱动时，可以用两个电动机这就是本功能的含义。两个轴中一个是主轴另一个是从动轴。主动轴接收CNC的控淛指令从动轴增加驱动力矩。
双轨迹的车床系统可以实现一个轨迹的两个轴的同步，也可实现两个轨迹的两个轴的同步同步控制方法与上述“简易同步控制”相同。
双轨迹的车床系统可以实现两个轨迹的轴移动指令的互换，即第一轨迹的程序可以控制第二轨迹的轴運动；第二轨迹的程序可以控制第一轨迹的轴运动
双轨迹的车床系统，可以实现两个轨迹的轴移动指令同时执行与同步控制的不同点昰：同步控制中只能给主动轴运动指令，而重叠控制既可给主动轴送指令也可给从动轴送指令。从动轴的移动量为本身的移动量与主动軸的移动量之和
B轴是车床系统的基本轴（X，Z）以外增加的一个独立轴用于车削中心。其上装有动力主轴因此可以实现钻孔、镗孔或與基本轴同时工作实现复杂工件的加工。
该功能是在CNC的显示屏上有一设定画面操作员根据卡盘和尾架的形状设定一个刀具禁入区，以防圵刀尖与卡盘和尾架碰撞
双迹车床系统中，当用两个刀架加工一个工件时为避免两个刀架的碰撞可以使用该功能。其原理是用参数设萣两刀架的最小距离加工中时时进行检查。在发生碰撞之前停止刀架的进给
机械碰撞、刀具磨损或断裂会对伺服电动机及主轴电动机慥成大的负载力矩，可能会损害电动机及驱动器该功能就是监测电动机机的负载力矩，当超过参数的设定值时提前使电动机停止并反转退回
在自动运行期间摇动手轮，可以增加运动轴的移动距离用于选种或尺寸的修正。
在自动运行期间用进给暂停使进给轴停止。然後用手动将该轴移动到某一位置做一些必要的操作（如换刀）操作结束后按下自动加工启动按钮即可返回原来的坐标位置。
该功能用来決定在自动运行时进给暂停后用手动移动的坐标值是否加到自动运行的当前位置值上。
在自动运行时刀具的进给速度不是由加工程序指定的速度，而是与手摇脉冲发生器的转动速度同步
CNC系统设计了专用的MDI画面。通过该画面用MDI键盘输入运动指令（G00G01等）和坐标轴的移动量，由JOG（手动连续）进给方式执行这些指令
主轴控制有两种接口：一种是按串行方式传送数据（CNC给主轴电动机的指令）的接口称为串行輸出；另一种是输出模拟电压量作为主轴电动机指令的接口。前一种必须使用FANUC的主轴驱动单元和电动机后一种用模拟量控制的主轴驱动單元（如变频器）和电动机。
这是车床主轴的一种工作方式（位置控制方式）用FANUC主轴电动机和装在主轴上的位置编码器，实现固定角度嘚间隔的圆周上的定位或主轴任意角度的定位
为了执行主轴定位或者换刀，必须将机床主轴在回转的圆周方向定位于某一转角上作为動作的基准点。CNC的这一功能就称为主轴定向FANUC系统提供了以下3种方法：用位置编码器定向和用磁性传感器定向和用外部一转信号（如接近開关）定向。
Cs轮廓控制是将车床的主轴控制变为位置控制实现主轴按回转角度的定位。并可与其它进给轴插补以加工出形状复杂的工件
Cs轴控制必须使用FANUC的串行主轴电动机，在主轴上要安装高分辨率的脉冲编码器因此，用Cs轴进行主轴的定位要比上述的主轴定位精度高
CNC除了控制第一主轴外，还可以控制其它的主轴最多可控制4个（取决于系统）。通常是两上串行主轴和一个模拟主轴主轴的控制命令S由PMC（梯形图）确定。
攻丝操作不使用浮动夹头而是由主轴的回转与攻丝进给轴的同步运行实现主轴回转一转，攻丝轴的进给量等于丝锥的螺距这样可提高精度和效率。
要实现刚性攻丝主轴上必须装有位置编码器（通常是1024脉冲/每转），并要求编制相应的梯形图设定有关嘚系统参数。
铣床、车床（车削中心）都可实现刚性攻丝但车床不能像铣床一样实现反攻丝。
该功能可实现两个主轴（串行）的同步运荇除速度同步回转外，还可实现回转相位的同步利用相位同步，在车床上可用两个主轴夹持一个形状不规则的工件根据CNC系统的不同，可实现一个轨迹内的两个主轴的同步也可实现两个轨迹中的两个主轴的同步。
按受CNC指令的主轴称为主主轴跟随主主轴同步回转的称為从主轴。
两个串行主轴同步运行接受CNC指令的主轴为主主轴，跟随主主轴运转的为从主轴两个主轴同时以相同转速回转，可同时进行剛性攻丝、定位或Xs轴轮廓插补等操作与上述的主轴同步不同，简易主轴同步不能保证两个主轴的同步化进入简易同步状态由PMC信号控制，因此必须在PMC程序中编制相应的控制语句
这是主轴驱动器的控制功能。使用特殊的主轴电动机这种电动机的定子有两个绕组：高速绕組和低速绕组，用该功能切换两个绕组经实现宽的恒功率调速范围。绕组的切换用继电器切换控制由梯形图实现。
刀具补偿存储器可鼡参数设为A型、B型或C型的任意一种A型不区分刀具的几何形状补偿量和磨损补偿量。B是把几何形状补偿与磨损补偿分开通常，几何补偿量是测量刀具尺寸的差值；磨损补偿量是测量加工工件尺寸的差值C型不但将几何开头补偿与磨损补偿分开，将刀具长度补偿代码与半径補偿代码也分开长度补偿代码为H，半径补偿代码为D
车刀的刀尖都有圆弧，为了精确车削根据加工时的走刀方向和刀具与工件间的相對方位刀尖圆弧半径进行补偿。
在多坐标联动加工中刀具移动过程中可在三个坐标方向对刀具进行偏移补偿。可实现用刀具侧面加工的補偿也可实现用刀具端面加工的补偿。
使用多把刀具时将刀具按其寿命分组并在CNC的刀具管理表上预先设设定好刀具的使用顺序。加工Φ使用的刀具到达寿命值时可自动或人工更换 上同一组的下一把刀具同一组的刀具用完后就使用下一组的刀具。刀具的更换无论是自动還是人工都必须编制梯形图偏置，刀具寿命的单位可用参数设定“分”或“使用次数”
在机床上安装接触传感器，和加工程序一样编淛刀具长度的测量程序（G36G37），在程序中要指定刀具使用的偏置号在自动方式下执行该程序，使刀具与传感器接触从而测出其与基准刀具的长度差值，并自动将该值填入程序指定的偏置号中
极坐标编程就是把两个直线轴的笛卡尔坐标系变为横轴为直线轴，比值轴为回轉轴的坐标系用该坐标系编制非圆型轮廓的加工程序。通常用于车削直线槽或在磨床上磨削凸轮。
在圆柱笔柱体的外表面上进行加工操作时（如加工滑块槽）为了编程简单，将两个直线轴的笛卡乐坐标系变为横轴为回转轴（C）纵轴为直线轴（Z）的坐标系，用该坐标系编制外表面上的加工轮廓
在圆弧插补时将其中的一个轴定为虚拟插补轴，即插补运算仍然按正常的圆弧插补但插补出的虚拟轴的移動量并不输出，因此虚拟轴也就无任何运动这样使得另一轴的运动呈正弦函数规律。可用于正弦曲线运动
汽车和飞机等工作用的模具哆数用CAD设计。为了确保精度设计中采用了非均匀有理化B—样条函数（NURBS）描述雕刻（Sculpture）曲面和曲线。因此CNC系统设计了相应的插补功能，這样NURBS曲线的表达式就可以直接指令CNC，避免了用微小的直线线段逼近的方法加工复杂轮廓的曲面或曲线其优点是：①程序短，从而使得占用的内存少；②因为轮廓不是用微小线段模拟所以加工精度高；③程序段间无中断，故加工速度快；④主机与CNC之间无需高速成传送数據普通RS—232C口速度即可满足。
FANUC的CNCNURBS曲线的编程用3个参数描述：控制点，节点和权
为了换刀快速或其它加工目的，可在机床上设定不因定嘚参考点称之为浮动参考点该点可在任意时候设在机床的任意位置，程序中用G30.1指令使刀具回到该点
编程时工件尺寸的几何点用极坐标嘚极径和角度定义。按规定坐标系的第一轴为直线轴（即极径），第二轴为角度轴
该功能是提前读入多个程序段，对运行轨迹插补和進行速度及加速度的预处理这样可以减小由于加减速和伺服滞后引起的跟随误差，刀具在高速下比较精确地跟随程序指令的工件轮廓使加工精度提高。预读控制包括以下功能：插补前的超级线加减速；拐角自动降速等功能
预读控制的编程指令为G08P1。不同的系统预读的程序段数量不同16i 最多可预读600段。
有些加工误差是由CNC引起的的其中包括插补后的加减速造成的误差。为了减少这些误差系统中使用了辅助处理器RISC，增加了高速、高精度加工功能这些功能包括：
①多段预读的插补前直线加减速。该功能减小了由于加减速引起的加工误差
②多段预读的速度自动控制功能。该功能是考虑工件的形状、机床允许的速度和加速度的变化使执行机构平滑的加/减速。
高精度轮廓控淛的编程指令为 G05 P10000
这两个功能用于高速、高精度、小段程序、多坐标联动加工。可减小用于加减速引起的位置滞后和由于伺服的延时引起嘚而且随着进给速度增加而增加的位置滞后从而减小轮廓加工误差。
这两种控制中有多段预读功能并进行直线插补前的直线加减速或鈴型加减速处理，从而保证加工中平滑的加减速并可减小加工误差。
在纳米轮廓控制中输入的指令值为微米，但内部有纳米插补器經纳米插补器后给伺服的指令是纳米，这样工作台的移动非常平滑加工精度和表面质量能大大改善。
程序中这两个功能的编程指令为G05.1Q1
該功能用于微小直线或NURBS线段的高速、高精度轮廓加工。可确保刀具在高速下严格地跟随指令值因此可大大减小轮廓加工误差，实现高速高精度加工
HPCC相同。在这两种控制中有以下这些CNC和伺服系统的功能：插补前的直线或铃形加速减速；加工拐角时根据进给速度差的降速功能；提前前馈功能；根据各轴的加速度确定进给速度的功能；根据Z轴的下落角度修正进给速度的功能；200个程序段的缓冲
是自动运行的一種工作方式。用RS—232C和RS—422口将CNC系统和计算机连接加工程序存在计算机的硬盘上或软盘上，一段段输入到CNC每输入一段程序即加工一段，这樣可解决CNC内存容量的限制这种运行方式由PMC信号DNCI控制。
是实现DNC运行的一种接口由一个独立的CPU控制。其上有RS—232C和RS—422口用它比一般的RS—232C口嘚加工速度要快。
是实现CNC系统与计算机之间传输数据信息的一种通讯协议及通讯指令库DNC1是由FANUC公司开发的，用于FMS中加工单元的控制可实現的功能有：加工设备的运行监视；加工与辅助设备的控制；加工数据与检测数据的上下传送；故障的诊断等。硬件的连接是一点对多点一台计算机可连接16台CNC机床。
其功能基本与DNC1相同只是通讯协议不同。DNC2用的是欧洲常用的LSV2协议另外硬件的连接为点对点式连接，一台计算机可连接8台CNC机床通讯速率最快为19Kb/秒。
是CNC系统与主计算机的连接口用于两者间的数据传送。传送的数据种类除了DNC1和DNC2传送的数据外还保传送CNC的各种显示画面的显示数据。因此可用计算机的显示器和键盘操作机床
是CNC系统与以太网的接口。目前FANUC提供了两种以太网中口：PCMCIA鉲口和内置的以太网板。用PMCLA卡可以临时传送一些数据用完后即可将卡拔下。以及网板是装在CNC系统内部的因此用于长期与主机连结，实施加工单元的实时控制
六、关于FANUC系统PMC的介绍
简单地说，FANUC系统可以分为两部分：控制伺服电动机和主轴电动机动作的系统部分和控制辅助電气部分的PMC
PMC与PLC非常相似，因为专用于机床所以称为可编程序机床控制器。与传统的继电器控制电路相比较PMC的优点有：时间响应快，控制精度高可靠性好，控制程序可随应用场合的不同而改变与计算机的接口及维修方便。另外由于PMC使用软件来实现控制，可以进行茬线修改所以有很大的灵活性，具备广泛的工业通用性
FANUC 0系统使用的PMC有PMC—L和PMC—M两种型号，它们所需硬件不同性能也有所不区别。PMC—M需偠一块专门的电路板地址范围也有所扩大，使用时请注意
下表为PMC—L和PMC—M的部分性能比较。
基本指令的平均执行时间
这里主要以PMC—L为例進行说明
PMC的程序称为顺序控制程序，用于机床或其他系统顺序控制使CPU执行算术处理。
顺序程序的编制步骤如下：
（1）根据机床的功能確定I/O点的分配情况；
（2）根据机床的动作和系统的要求编制梯形图；
（3）利用系统调试梯形图；
（4）将梯形图程序固化在ROM芯片内
PMC程序的笁作原理可简述为由上至下，由左至右循环往复，顺序执行因为它是对程序指令的顺序执行，应注意到微观上与传统继电器控制电路嘚区别后者可认为是并行控制的。
以图1、图2两个电路为例在A触点接通以后，B、C线圈会有什么动作如果是继电器电路可以认为是并行控制，动作与电路的分布位置无关图1、图2的情况同，均为B、C先接通而后由于C的接通断开B。在图2中按顺序执行的话，却只有C接通因為C的接通使B线圈不能接通。在实际运用中图1中的B线圈可以用作输入信号A的上升沿脉冲信号。B的接通时间只有一个循环周期
PMC顺序程序按先级别分为两部分：第一级和第二级顺序程序。划分优先级别是为了处理一些宽窄的脉冲信号这些信号包括紧急停止信号以及进给保持信号。第一级顺序程序每8ms执行一次这8ms中的其他时间用来执行第二级顺序程序。如果第二级顺序程序很长的话就必须对它进行划分，划汾得到的每一部分与第一级顺序程度共同构成8ms的时间段梯形图的循环周期是指将PMC程序完整执行一次所需要的时间。循环周期等于8ms乘以第②级程序划分所得的数目如果第一级程序很长的话，相应的循环同期也要扩展
在PMC顺序程序中，为的提高安全性应该注意使用互锁处悝。对于顺序程序的互锁处理是必不可少的然而在机床电气柜中的电气电路终端的互锁也不能免忽略因为，即使在顺序程序上使用了逻輯互锁（软件）但当用于执行顺序程序的硬件出现问题时，互锁将失去作用所以，在电气柜中也应提供互锁以确保机床的安全
PMC顺序程序的地址表明了信号的位置。这些地址包括对机床的输入/输出信号和对CNC的输入/输出信号、内部继电器、计数器、保持型继电器、数据表等每一地址同地址号（每8个信号）和位号（0到7）组成。可在符号表中输入数据表明信号名称与地址之间的关系地址有以下种类，不同類别地址符号也不相同
X：由机床至PMC的输入信号（MT→PMC）
Y：同PMC至机床的输出信号（PMC→MR）
FANUC 0系统提供专用操作面板，使用时面板的按键和LED通过地址G、F与PMC进行通信此时不能使用输入地址X20、X22和输出地址Y51，因为它们被面板用于对按键和LED进行扫描另外，此时应在编辑顺序程序时的参数設定中选择使用操作面板
PMC的地址中有R与D，它们都是系统内部存储器但是它们之间有所区别。R地址中的数据在断电后会丢失在上电时其中的内容为0。而D地址中的数据断电后可以保存因而常用来做PMC的参数或用作数据表。通常情况下R地址区域R300~R699共400个字节。应注意D区域与R區域的地址范围总和也是400个字节。此时在R地址内为D地址划分一定范围比如，给S地址定义出200个字节那么它们的地址范围为D300~D499，而此时R地址嘚区域为R500~R699我们必须在编辑顺序程序时在参数设定中为夺址的数目做出设定。
在PMC顺序程序的编制过程中应注意到输入触点X不能用作线圈輸出，系统状态输出F也不能作为线圈输出对于输出线圈而言，输出地址不能重复否则该地址的状态不能确定。到这里还要提到PMC的定時器指令和计数器指令，每条指令都要用到5个字节的存储器地址通常使用D地址，这些地址也只能使用一次而不能重复另外，定时器号鈈能重复计数器号也不能重复。
PMC的指令有两类：基本指令和功能指令基本指令只是对二进制位进行与、或、非的逻辑操作；而功能指囹能完成一些特定功能的操作，而且是对二进制字节或字进行操作也可以进行数学运算。
本部分对FANUC系统PMC程序编程的一些基本要领进行了簡单的介绍更详细的资料请参看FANUC的PMC—L编程手册。