系统调试

FANUC系统简明安装与调试 学 习 重 点

1,以FANUC 0i-B系列数控系统为例学习其控制单元,电源模块,伺服模块,显示单元,MDI单元等硬件是如何进行连接的.

2,数控系统的参数的调出,设置等方法,并了解重要参数的作用.

3,FANUC的PMC功能,包括PMC的接口,PMC程序的分级,PMC的地址,PMC的指令以及PMC屏幕画面功能的使用. 一,典型系统简介 FANUC CNC 产品 高性能数控系统 FS15-B FS15i

中档性能数控系统 4-24轴 复合机床 纳米加工机床 高精密加工机床 3-8轴

0.0001mm加工机床 一般性能数控系统 2-4轴

一般的加工机床 0.001mm

运动控制系统 1-6轴直线插补 传送线或滑台 通用运动控制器 FS16-C FS 16i FS18-C FS18i FS0-C FS21-B FS 21i FSOi-A FSOiB/C FSOi Mate Power Mate

1 FANUC Series 0i - MODEL B

售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最多控制轴数 4 轴

最多控制主轴电机数 2个

可连接的伺服电机 αi , αCi 伺服电机

可连接的主轴电机 αi , αPi , αCi 主轴电机 伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2\" 单色LCD/ 9\" 单色CRT 8.4\" /10.4\"彩色CRT/LCD 显示单元具备PC功能 简单的操作编程支持工具 MANUAL GUIDE 0i

针对磨床的独特控制功能 以太网功能

数据服务器功能 系统主模块

主模块上层功能板 主模块下层功能板

(1)FANUC—OiB系统主模块

CB104/CB105,CB106/CB107:为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口. (2)系统内置I/O模块

JA3:机床手摇脉冲发生器接口.

JD1A:系统I/O LINK 串行输入/输出信号接口 . CD38T:以太网卡(为系统选择件)接口. (3)FANUC—0iB系统连接图

售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最大控制轴数 4 轴

最大控制主轴电机数 2个

可连接的伺服电机 αi S 伺服电机 可连接的主轴电机 αi 主轴电机

伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2\" 单色LCD 8.4\" /10.4\"彩色LCD 显示单元具备PC功能 简单的操作编程支持工具 MANUAL GUIDE 0i

针对磨床的独特控制功能 以太网功能

数据服务器功能

Series 0i - MODEL C是一款具有很高性价比 的超薄一体型CNC系统.该系统功能强大,最多可控制四轴.

2 FANUC Series 0i - MODEL C

1 —_CP1 2—FUSE 3— 电源单元 4— JA7A 5— JD1A 6— JA40 7— JD36B 8—JD36A 9— CN2 10— CA55 11— CA69 12—系统电源风扇 13— 系统存储器电池 (1) FANUC—OiC系统接口

CP1:系统直流24V输入电源接口.

FUSE:系统DC24V输入熔断器(5A).

JA7A:串行主轴/主轴位置编码器信号接口. JA40:模拟量主轴的速度信号接口(0~10V).

JD44A:外接的I/O卡或I/O模块信号接口(I/O LINK控制). JD36A:RS-232-C串行通信接口(0,1通道). JD36B:RS-232-C串行通信接口(2通道). CA69A:伺服检测板接口.

CA55A:系统MDI键盘信号接口. CN2:系统操作软键信号接口. (2)FANUC—OiC系统接口功能 (3)FANUC—Oi MC系统实际连接 MDI键盘接口 伺服接口 RS-232接口 DC24V输入 串行主轴接口 I/O Link接口

售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最大控制轴数 3 轴 (MB) 2 轴 (TB)

最大控制主轴电机数 1个

可连接的伺服电机 αCi , β/ βi伺服电机 可连接的主轴电机 αi , αCi主轴电机

伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2寸黑白LCD 9寸单色CRT

0i Mate - MODEL B 是一款具有很高性价比 的CNC系统.该系统功能强大,最多可控制三轴.

3 FANUC Series 0i Mate - MODEL B (1) 接口功能

(2) FANUC-Oi Mate TB实际接线

售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最多控制轴数 3 轴

最多控制主轴电机数 1个

可连接的伺服电机 βi S 伺服电机 可连接的主轴电机 βi 主轴电机

伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2\" 单色LCD

FANUC—Oi Mate系统是一款具有很高性价比的超薄一体型CNC系统.该系列产品有用于车床的FANUC—Oi Mate TC,2轴2联动;用于铣床,加工中心的FANUC—Oi Mate TC,3轴3联动.

4 FANUC Series 0i – Mate C

(1) FANUC-Oi Mate C系统组成 βi系列伺服放大器

(2) FANUC-Oi Mate MC系统的连接 αi系列电动机

FANUC 交流伺服电机αis系列 FANUC 交流主轴电机αi系列 二,FANUC 0i B连接 及诊断手段

1. FANUC系统硬件构成

FANUC0i数控系统中的主要部件: 控制单元, 电源模块, 主轴模块, 伺服轴模块 控制单元

1)\"BATTERY\"

用后备电池可以使存储器中的内容保存一年.

当电池电压降低时,在CRT 上就会出现\"BAT\" 字样的系统报警,并且电池报警信号输出给PMC.当这一报警信息出现时,请尽快更换电池.

通常,电池应该在2-3 周内更换,这依据系统的配置而定.如果电池电压下降很多,存储器的内容就不能继续被保持.在这种情况下接通控制单元的电源,就会因为存储器的内容的丢失而出现935 报警(ECC 错误) 1)\"BATTERY 换电池的步骤 ①使用锂电池;

②数控系统通电30秒以上,然后关掉电源; ③系统断电;

④从控制单元的前面板取下电池,首先拔下插头,然后从电池盒中取出电池; ⑤更换电池,重新插入连接插头.

注意:上述3-5步操作必须在10分钟内完成.否则存储器中的所有数据将会丢失. 2)\"STATUS\"(状态)LED灯 3)\"ALARM\"(报警)LED灯 七段码LED灯

4)\"MEMORY CARD CNM1B\"

PMC编辑卡与数据备份存储卡的接口 5)\"JD5A,JD5B\" RS232串行接口.

接口主要用于与外部设备相连,将加工程序,参数等数据通过外部设备输入到系统中或从系统中输出给外部设备(如计算机).

PC可以通过此接口与数控系统相连接,进行数据的传送操作. 6)JA40

模拟主轴插座,此接口与模拟主轴放大器连接,控制模拟主轴电机运转. 7)JA7A

串行主轴或位置编码器接口.

该接口是通过电缆与串行主轴伺服模块(JA7B接口)连接.

当数控系统连接模拟主轴时,位置编码器的主轴反馈信号与此接口(JA7A)相连. 8)\"JA1\"

9\"CRT插座,用于连接数控系统的显示器.显示器端的接口为\"CN1\". 9)\"JA2\"

MDI(手动数据输入装置接口).该接口用于连接MDI单元.

MDI单元是一个键盘,用来手动输入数据,如NC加工程序,设置参数等. 10)\"COP20A\" LCD插座.

当数控系统使用LCD显示器而不是CRT显示器时,使用此接口. 1 1)选配卡微型插槽

这些微型插槽只在0i系列数控系统中有,插槽中可以插接 HSSB板, 以太网板, DeviceNet板, PROFIBUS板, FL-net板, DNC2板等. 12)\"CP1,CP2\"

CP1是电源输入接口,该接口与外部直流+24V电源连接,为控制单元提供电源.CP2是电源输出接口,给外部I/O板供电. 13)\"COP10A\"

FSSB(FANUC Serial Servo Bus ,FANUC 串行伺服总线)接口,是CNC单元与伺服放大器间的信号高速传输总线,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. 14)\"CD38T\"

数据服务器的以太网插座. 15)\"CB104,CB105\"

机床接口插座.它是0i系统内置的I/O板接口,用于机床接口I/O.内置I/O板DI/DO的点数为96/64点.内置DI/DO板必须根据下表用PMC梯形图指定为I/O LINK的第一从属装置. 17)\"JD1A\"

I/O Link接口,它是一个串行接口,用于NC与各种I/O单元进行连接,如操作面板,I/O扩展单元或Power Mate连接起来,并且在所连接的各设备间高速传送I/O信号(bit数据).

三,FANUC伺服系统 1 电源模块

电源模块主要是将三相交流电转换成直流电,为主轴模块和伺服轴模块提供直流电源.

FANUC的α系列电源模块主要分为PSM,PSMR,PSM-HV,PSMV-HV四种,输入电压分为交流200V和交流400V两种. 要点:辨识电源模块型号 PSM -

(1) (2) (3) (4)

(1) 电源模块(Power supply module).

(2) 制动形式.\"无\"――再生制动,\"R\"――能耗制动,\"V\"――电压转换型再生制动,\"C\"――电容模块. (3) 输出功率(KW).

(4) 输入电压,\"无\"――200V,\"HV\"――400V.

例如:PSM-15 表示输入电压为200V,输出功率为15KW,再生制动的电源模块. 2 伺服模块

伺服模块接受从控制单元发出的进给速度和位移指令信号.伺服模块对控制单元传送过来的数据作一定的转换和放大后,驱动伺服电机,从而驱动机械传动机构,驱动机床的执行部件实现精确的工作进给和快速移动 2 伺服模块

FANUC的α系列伺服模块主要分为SVM,SVM-HV两种 SVM型一个单独模块最多可带三个伺服轴

SVM-HV型一个单独模块最多可以带两个伺服轴. 要点:辨识伺服模块型号 SVM

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

伺服模块(Servo amplifier module) 轴数

第一轴最大电流 第二轴最大电流 第三轴最大电流

6.输入电压,\"无\"=200V,HV=400V

FANUC 0i-MA数控系统属于B型接口类型 3 主轴模块

NC数控系统中的主轴模块用于控制驱动主轴电动机.

FANUC的α系列主轴模块主要分为SPM,SPMC,SPM-HV三种. 要点:辨识主轴模块型号 SPM -

(1) (2) (3) (4)

(1) 主轴模块(Spindle amplifier module). (2) 电动机类型.\"无\"=α系列,\"C\"=αC系列. (3) 额定输出功率.

(4) 输入电压,\"无\"――200V,\"HV\"――400V. 四,系统连接

1.5 FANUC系统综合连接图 五,急停信号的处理 急停信号处理

急停信号可使机床进入紧急停止状态.该信号输入至CNC 控制器,伺服放大器以及主轴放大器.

急停信号(*ESP)触点闭合时,CNC 控制器进入急停释放状态,伺服和主轴电机处于可控制及运行状态.

急停信号(*ESP)触点断开时,CNC 控制器复位并进入急停状态,伺服和主轴电机减速直至停止.

急停信号处理

当主轴电机正在运转时,关断电机动力电源,主轴电机由于惯性会继续转动,这是十分危险的.

当急停信号(*ESP)触点断开时,在关断主轴电机电源之前,必须确认主轴电机已减速至停止.

急停信号处理

FANUC 控制放大器αi 系列产品是基于以上安全需求考虑而设计的.急停信号应输入电源模块(PSM).

PSM 输出电机动力电源的MCC 控制信号,用来控制加于电源模块的电源的ON/OFF.

急停信号处理

CNC 控制器通过软件限位功能来检测超程.通常情况下,不需要有硬件限位开关来检测超程,然而,如果由于伺服反馈故障致使机床超出软件限位时,则需要有一个行程限位开关与急停信号相连使机床停止.下图举例说明当使用CNC 控制器及αi 系列控制放大器时急停信号的连接. 急停信号处理

六,PMC语言及编程

1 PMC在数控系统中的作用 PMC:可编程机床控制器

(Programmable Machine Controller) 1 PMC在数控系统中的作用

PMC程序是用来控制数控机床的顺序动作的,常见的顺序程序的形式有:语句表,梯形图,流程图三类.

2 数控机床PMC程序完成的功能 :

(1)编译功能:编译接口信号,控制机床的动作.

①对机床控制面板的各个按键,旋钮输入信号进行编译处理,以控制数控系统运行状态.

②对辅助功能指令(M,S,T)的译码.对辅助功能的接口信号进行译码处理,将它转化为相应的控制指令,通过与其他状态的逻辑运算控制机床的运行,如刀具交换,冷却启停工作台交换等.

2 数控机床PMC程序完成的功能 :

(2)机床外部输入/输出信号的控制.将机床侧的各类开关信号送入PMC,经逻辑运算后将运算结果送入到输出口,控制机床侧的动作,如液压系统的启停,刀库(或转塔),机械手工作台交换机构等的控制.

(3)伺服控制.控制主轴和伺服进给驱动装置的使能信号,以满足伺服驱动的条件,控制制机床的运行.

(4)其他外围设备的控制.如测头,软盘驱动器等. 3 编制PMC控制机床的顺序程序的步骤

(1)控制系统开发开始,确定控制对象(机床,CNC,PMC).

(2)确定控制对动作的规格,算出输入/输出点数,估计控制规模. (3)制定接口规格,分配DI,DO. (4)编制梯形图,编制地址表.

(5)顺序程序的输入,调试,如果有仿真器可在仿真器上对程序进行先期的调试. (6)系统运行(RAM).

(7)程序运行正常,无须进行修改,用PMC写入器向ROM写入. (8)系统运行(ROM).

(9)顺序程序的保存,将程序存入软盘和ROM.

(10)将顺序程序的梯形图及索引打印出来,交付机床. 4 PMC接口信号 向PMC输入的信号:

从CNC来的输入信号(M功能,T功能信号)

从机床来的输入信号(循环启动,进给暂停信号等). 从PMC输出的信号:

向CNC的输出信号(循环启动,进给暂停信号等)

向机床输出的信号(刀架回转,主轴停止等).信号如图2-3所示. 5 地址

地址表示信号的位置,这些信号包括机床的输入/输出信号,CNC输入/输出信号,内部继电器,计数器,保持型继电器(PMC:用参数),数据表等,每个信号都有确定的地址. 5 地址

(1)地址的种类. 5 地址

2)地址的规定.地址由地址号(每8个信号)和位号(0～7)组成 地址中的字母的规定 : G0—G255,G1000—G1255

由PMC输出到CNC的信号(PMC CNC) G

F0—F255,F1000—F1255

来自CNC侧的输入信号(CNC PMC) F

Y0—Y127,Y1000—Y1008

由PMC输出到机床侧的信号(PMC MT) Y

X0—X127,X1000—X1011

来自机床侧的输入信号(MT PMC) X

PMC-SA3 PMC-SA1

型号及地址的划分 信号的种类 字 符

地址中的字母的规定 : P1—P512 —

子程序号 P

L1—L9999 — 标号

L

T0—T79 可变定时器 T

D0—D1859 — 数据表 D

K0—K19

保持型继电器 K

C0—C79 计数器 C

A0—A24

信号显示请求信号 A

R0—R1499 R9000—R9117 R0—R1999 R9000—R9090 内部继电器 R

6 基本指令

表2-3 Fanuc PMC 基本指令

将指定的信号状态取非后逻辑与. AN

AND.NOT 6

逻辑与 A AND 5

将逻辑运算结果(ST0的状态)取非后输出到指定的地址. WN

WRT.NOT 4

将逻辑运算结果(ST0的状态)输出到指定的地址. W WRT 3

将读入的指定信号的逻辑状态取非后设到ST0. RN

RD.NOT

2

读入指定的信号状态并设置在ST0中. R RD 1

格式2 (键操作) 格式1 (代码) 功 能 指 令 序号

6 基本指令

ST0的状态取反后和指定地址中的信号逻辑与,将结果返回到指定的地址中. RST RST 14

ST0和指定地址中的信号逻辑或后,将结果返回到指定的地址中. SET SET 13

ST0和ST1逻辑或后,堆栈寄存器右移一位. OS

OR.STK 12

ST0和ST1逻辑与后,堆栈寄存器右移一位. AS

AND.STK 11

将寄存器的内容左移1位,把指定地址的信号状态取非后设到ST0 RNS

RD.NOT.STK 10

将寄存器的内容左移1位,把指定地址的信号状态设到ST0 RS

RD.STK 9

将指定的信号状态取非后逻辑或. ON

OR.NOT 8

逻辑或 O OR

7

7 PMC的显示

按下CRT上的功能键[SYSTEM]及[PMC]软键将屏幕转到PMC基本屏幕,在屏幕底部显示软键意义. [PMCDGN]-->[Title] [PMCDGN]-->[Status] [PMCDGN]-->[Alarm] [PMCDGN]-->[Trace] PMCPRM PMCLAD

[PMCDGN]-->[I/O] 8 PMC的备份及恢复

PMC可以在系统启动前备份到CF卡上,也可以在系统启动后通过RS232C串口JD5A或JD5B备份到计算机上或CF卡上.

备份出来的程序可以通用Fanuc LADDER III软件进行编辑,完了以后可以将之再传回到PMC,这个过程的具体操作方法详见实验指导书. 七,FANUC系统参数 1,参数的作用

CNC系统设置了许多初始参数来配合,适应相配套的数控机床的具体状况,部分参数还要经过调试来确定 2 , 参数的分类

数控机床的参数主要包括:

数控系统参数(CNC参数),机床可编程控制器参数(PMC参数).

果按照机床参数所具有的性质分类,分为普通型参数和秘密级参数. 3 , 参数的应用

1,利用机床的某些参数调整机床,

2,根据机床的运行状态对有些参数进行必要的修正.

3,由于参数不合适而引起故障也很常见,所以维修人员必须了解和掌握这些参数,并将整机参数的初始设定记录在案,妥善保存,以便维修时使用 4 , 参数画面的操作

按[SYSTEM]一次或几次,切换画面到[参数]或[PARAM] ] 5 , 查找想要的参数

(1) 用翻页键或光标移动键,显示需要的页面.

(2)从键盘输入想显示的参数号,然后按软键[NO.SRH].这样可显示包括指定参数所在的页面,光标同时在指定参数的位置(数据部分变成反转文字显示) No.SRH

6 , 参数的设定

1. 将NC置于MDI方式或急停状态. 2. 用以下步骤使参数处于可写状态.

(1) 按SETTING功能键一次或多次后,再按软键[SETTING],可显示SETTING画面的第一页.

(2) 将光标移至\"PARAMETER WRITE\"处.

(3) 按[操作]软键显示操作选择软键,如图3-2所示. 6 , 参数的设定

6 ,参数的设定

(4) 按软键[ON:1] 或输入1,再按软键[INPUT],使\"PARAMETERWRITE\" = 1.这样参数成为可写入状态,同时CNC发生P/S报警100(允许参数写入) 6 , 参数的设定

3. 按功能键SYSTEM一次或多次后,再按软键[PARAM],显示参数画面. 6,参数的设定

4. 显示包含需要设定的参数的画面,将光标置于需要设定的参数的位置上. 5. 输入数据,然后按[INPUT]软键.输入的数据将被设定到光标指定的参数. 6. 若需要则重复步骤(4.)和(5.). 6 ,参数的设定

7. 参数设定完毕.需将参数设定画面的\"PARAMETER WRITE = \"设定为0,禁止参数设定.

8. 复位CNC,解除P/S报警100.但在设定参数时,有时会出现P/S报警000(需切断电源),此时请关掉电源再开机. 6 ,参数的设定 例12000 [INPUT] 6 ,参数的设定 注意:

希望从选择的参数号开始连续地输入数据时,可以在数据和数据之间用(;)分隔进行输入.

[例] 用按键输入 10;20;30;40 再按软键[INPUT]时,从光标所在位置的参数开始,按顺序设定10,20,30,40. 八,参数的备份与恢复 1 ,系统参数的备份方法

(1) 选择EDIT方式,或使系统处于急停状态.

(2) 按功能键SYSTEM一次或几次后,再按操作选择软键[PARAM],显示参数画面,如图3-3所示.

1 ,系统参数的备份方法

(3) 按[(OPRT)]软键,显示出操作选择软键后,按右边的连续菜单软键,显示出包含[PUNCH]的软键

(4) 按[PUNCH]软键,显示变为图3-4所示:

(5) 按[EXEC]软键,开始输出参数.正在输出参数时,画面下部的状态显示上的\"OUTPUT\"闪烁,如图3-5所示.

(6) 参数输出停止时,\"OUTPUT\"的闪烁会停止.按 RESET键停止参数的输出. 2 , 通过RS232C串口恢复系统参数的方法 (1)将CNC置于急停状态. (2)使参数处于可写状态.

①按[OFFSET SETTING] 功能键一次或多次,再按操作选择软键[SETTING],显示出参数设定画面.

②移动光标,将光标置于\"PARAMETER WRITE\"上. ③按软键[(OPRT)]显示出操作选择软键.

④按软键[NO:1] 或用键输入1后,再按输入软键[INPUT],将\"PARMATER WRITE =\"设为1.于是,参数处于可设定状态.同时出现P/S报警100(参数可写入).

2 , 通过RS232C串口恢复系统参数的方法

(3)按SYSTEM一次或多次,再按[PARAM]软键选择参数画面.

(4)按[(OPRT)]软键显示操作选择软键,再按右边的继续菜单软键,显示出包含[READ]软键的另一组操作选择软键,如图3-6所示. 2 ,通过RS232C串口恢复系统参数的方法

(5)按[READ]软键,软键的显示变化如图3-7所示:

(6) 按[EXEC]软键,从输入/输出设备开始输入参数.正在输入参数时,画面下部状态显示上的\"INPUT\"会闪烁,如图3-8所示.

2 ,通过RS232C串口恢复系统参数的方法

(7) 当参数输入完成时,\"INPUT\"的闪烁停止.如果想中途停止输入,请按RESET键. (8) 当参数输入完成时,\"INPUT\"的闪烁停止,会出现P/S报警000,此时需要关断电源一次.

九,FANUC系统故障及恢复 故障的定位 何时发故障

进行了什么操作 故障内容

掌握的故障情况 妥善的处置 恢 复

1,系统故障报警的分类

1.P/S程序报警(000～253):在程序的编辑,输入,存储,执行过程中出现的报警,这些报警大多数是因为输入了错误的地址,数据格式或不正确的操作方法等造成的,根据具体报警代码,纠正操作方法或修改加工程序就可恢复.

2.APC(绝对脉冲编码器)报警(300～309):检测绝对脉冲编码器的通信参数保存的故障.由于采用电池保存编码器的数据,不正确的电池更换步骤或其他原因造成数据丢失,都会造成报警.

1,系统故障报警的分类

3.SV(伺服)报警(400～468,600～607):这类报警在后面有较详细的叙述. 4.超程报警(50O～515):通过一定的方法将机床的超程轴移出超程区即可. 5.PMC报警(600～606):PMC程序编辑及运行中出现的报警.

6.过热报警(700～704):系统温度传感器装置检测到系统温度过高. 7.系统错误(900～976):系统的硬件,软件故障. 8.后台编辑报警. 9.宏程序报警.

10.PMC程序运行报警(1000～) 2 ,典型系统故障分析和恢复 P/S00#报警 故障原因:

设定了重要参数,如伺服参数,系统进入保护状态,需要系统重新启动,装载新参数. 恢复办法:

在确认修改内容后,切断电源,再重新启动即可. 2 ,系统故障分析和恢复

P/S100#报警 故障原因:

修改系统参数时,将写保护设置PWE=1后,系统发出该报警. 恢复方法:

(1)发出该报警后,可照常调用参数页面修改参数. (2)修改参数进行确认后,将写保护设置PWE=0.

(3)按RESET键将报警复位,如果修改了重要的参数,需重新启动系统. 2 ,系统故障分析和恢复 P/S101#报警 故障原因:

存储器内程序存储错误,在程序编辑过程中,对存储器进行存储操作时电源断开,系统无法调用存储内容. 恢复方法:

(1)在MDI方式,将写保护设置为PWE=1. (2)系统断电,按着(DELETE)键,给系统通电.

(3)将写保护设置为PWE=0,按RESET键将101#报警消除. 2 ,系统故障分析和恢复

P/S85#～87#(串行接口故障) 故障原因:

在对机床进行参数,程序的输入时,往往用到串行通信,利用RS232接口将计算机或其他存储设备与机床连接起来.当参数设定不正确,电缆或硬件故障时会出现报警. 2 ,系统故障分析和恢复 P/S90#报警(回零动作异常) 故障原因:

返回参考点中,开始点距参考点过近或是速度过慢.

2 ,系统故障分析和恢复

4.2.6 300#报警(要求返回参考点报警) 故障原因:

绝对脉冲编码器的位置数据由电池进行保持,不正确的更换电池方法(在断电的情况下换电池)及更换编码器,拆卸编码器的电缆,可能造成此故障. 恢复方法:

该报警的恢复就是使系统记忆机床的位置. 2 ,系统故障分析和恢复

401#和404#报警(伺服准备完成信号断开报警) 故障原因:

401#:如果一个伺服放大器的伺服准备信号(VRDY)没有接通,或者在操作中信号关断,发生此报警.

404#:如果一个伺服放大器的伺服准备信号(VRDY)总保持接通,发生此报警. 2 ,系统故障分析和恢复

FANUC系统CNC与伺服放大器信号示意图 2 ,系统故障分析和恢复 恢复方法:

当发生报警时首先确认急停按钮是否处于释放状态.

(1)伺服放大器无吸合动作(MCCC)时,检查:伺服放大器侧或电源模块的急停按钮或急停电路故障;伺服放大器的电缆连接问题;伺服放大器或轴控制回路故障(可采用置换法对怀疑部件进行置换分析).

(2)伺服放大器有吸合动作,但之后发生报警;伺服放大器本身有报警,可以参考放大器报警提示;伺服参数设定不正确,对照参数清单进行检查. 2 , 系统故障分析和恢复

700#报警(控制单元过热报警) 原因及处理:

如果CNC控制单元的环境温度过高,就发生此报警.作为安装条件,CNC的环境温度一定不能超过55℃.

在主CPU板上安装有温度监测回路,如果周围温度过高就会引发报警.采取正当有效的措施,使安装CNC控制单元的电器柜温度下降到0到55℃之间.如果周边温度并无异常,则主板(主CPU板)可能出了故障

1

机床CNC基础知识

北京发那科机电有限公司 王玉琪 2006 2

此文是本人对GM(中国厂)培训时的讲义.目的是对初学者对 CNC有基本的综合概念.以便于更深入地学习诸如:加工编程, PMC和系统维修等课程. 3

机床CNC基础知识

一. CNC机床与CNC系统

CNC的含义是计算机数值控制. 1. CNC机床 ⑴.金属切削用

孔加工,攻丝,镗削,铣削,车削,切螺纹,切平面,轮廓加工,平面磨削,外圆磨 削,内圆磨削等. ⑵.线电极切割机.

⑶.冲床,步冲,冲压,金属成型,弯管等机床. ⑷.产业机器人. ⑸.注塑机.

⑹.检测,测量机. ⑺.木工机械.

⑻.特殊材料加工机械:如加工石材,玻璃,发射性矿料等. ⑼.特种加工机械

激光加工机,气体切割机,焊接机,制图机,印刷机等.

随着电子技术和计算机技术以及IT技术的发展,目前,这些机床与加工设备都可用数值计算

机用数值数据进行控制,称为CNC控制.

下图是一台金属加工机床------立式加工中心的一般结构.

4

2. CNC系统

CNC系统的含义是计算机数值控制系统. 下图是一台CNC系统的基本配置图. FANUC LTD FS0 i-6 系统配置 FSSB

βis 伺服电机 αis伺服电机

I/O Link βi伺服放大器 7.2 \" LCD/MDI(单色) 8.4 \" LCD /MDI(彩色) αi伺服放大器 Series 0i-C

以太网 10 base T/100 base TX PC Internet αi主轴电机

FANUC I/O Link DI/DO 1024/1024

操作面板I/O 单元I/O 模块 系统在LCD后面

CNC系统的基本配置

机床的CNC控制是集成多学科的综合控制技术.

上图是一台典型的CNC控制系统.从图中可见,一台CNC系统包括:⑴.CNC控制单元(数

值控制器部分).⑵.伺服驱动单元和进给伺服电动机.⑶.主轴驱动单元和主轴电动机.⑷.PMC

(PLC)控制器.⑸.机床强电柜(包括刀库)控制信号的输入/输出(I/O)单元.⑹.机床的位 置测量与反馈单元(通常包括在伺服驱动单元中).⑺.外部轴(机械)控制单元.如:刀库,交

换工作台,上下料机械手等的驱动轴.⑻.信息的输入/输出设备.如电脑,磁盘机,存储卡,键

盘,专用信息设备等.⑼.网络.如以太网,HSSB(高速数据传输口),RS-232C口等和加工现场

的局域网.

上图右下方的I/O Link βi 伺服放大器与电动机用于外部机械的驱动与控制.上方画出了以太 网.

CNC单元(控制器部分)的硬件实际上就是一台专用的微型计算机.是CNC设备制造厂自己

设计生产的专门用于机床的控制的核心.下面的几张图表示出其基本硬件模块;基本的控制功能模

块和一台实际的控制器硬件. 5

CNC单元的基本模块 CNC单元内的基本模块 6

CNC功能框图 7

下面是一台控制器部件装在LCD显示器画面的CNC单元硬件图. 二.机床的运动坐标及进给轴

一台机床有几个运动轴执行加工时的切削进给,因此称其为进给轴.机床开机后以机床零点为

基准建立了机床的机械坐标系(直角坐标系).每个轴对应于其中的一个相应的坐标.轴有直线运

动的,有回转运动的.国际标准ISO对坐标轴的方向与名称是有规定的.如下图.

根据规定,按直角坐标系右手法则定义各坐标轴,Z轴正方向一般为机床主轴的方向.X,Y,

Z定义为直线运动轴;U,V,W为分别平行于X,Y,Z的直线运动轴;A,B,C为回转运动轴, 分别围绕X,Y,Z运动,其正方向符合右手螺旋规则.

CNC控制时用程序命令X,Y,Z,U,V,W,A,B,C等指令被控的坐标轴,用数值指令 其运动的距离,正负号指令移动方向,F指令运动速度.例如: G01 X120 Y-300 F1000;

意义是G01:X轴与Y轴协调运动,加工一条直线;X120,Y-300:X轴走120mm;Y轴走 -300mm;F:进给速度为1000mm/分. power supply

CPU CARD SERVO CARD LCD UNIT つめ LATCH Screws

LCD一体型CNC单元 8

实际的机床上各进给轴的定义如下图所示. 图4 机床的进给轴 9

进给轴的坐标方向

三.CNC插补与位置控制指令的输出

CNC对机床的坐标运动进行控制.在控制原理上这是位置量控制系统.需要控制的是:几个

轴的联动,运动轨迹(加工轮廓)的计算:最重要的是保证运动精度和定位精度(动态的轮廓几何

精度和静态的位置几何精度);各轴的移动量(mm);移动速度(mm/分);移动方向;起/制动过

程(加速/降速);移动的分辨率.

现代的CNC系统是纯电气的控制系统.进给轴的移动是由伺服电动机执行的.通常,一个进

给轴由一个伺服电动机驱动.电动机由伺服放大器供给动力.伺服放大器的工作由CNC的插补器

的分配输出信号控制. 10

1.轨迹运动的插补计算--插补器 CNC的插补运算

CNC对机床进给轴的控制,是执行事先编制好的加工程序指令.程序指令是按零件的轮廓编

制的加工刀具运动轨迹(如上图).程序是根据零件轮廓分段编制的.一个程序段加工一段形状的

轮廓.轮廓形状不同,使用不同的程序指令(零件轮廓形状元素).例如:G01---直线运动指令;

G02---顺时针圆弧运动指令;G03---逆时针运动圆弧指令;G32(G33)---螺纹加工…… 但是,在一段加工指令中,只是编写此段的走刀终点.如:下面一个程序段要加工X-Y平面

上一段圆弧,程序中只指令了终点的坐标值X100;Y- 2 0 0: G90 G17 G02 X100. Y-200. R50. F500;

此段的起点已在前一段编写,就是前段的终点.因此,加工此段时,如上图所示,CNC控制器即

计算机处理器只知道该段的起点和终点坐标值.段中的刀具运行轨迹上其它各个点的坐标值必须由

处理器计算出来.处理器是依据该段轮廓指令(G02)和起点和终点的坐标值计算的,即必须算出

希望加工的工件轮廓,算出在执行该段指令过程中刀具沿X轴和Y轴同时移动的中间各点的位置.

X轴和Y轴的合成运动即形成了刀具加工的工件轮廓轨迹.

除此之外,在程序中必须指令运动速度(加工速度),如:F500(mm/min).在位置计算时, 要根据轮廓位置算出对应点的刀具运动方向速度.此例中是分别算出沿X轴各点的对应速度和沿Y 轴各点的对应速度.

实现上述运算的机构称之为插补器.

插补器每运算一次称为一个插补周期,一般为8ms;计算复杂型面的插补器使用高速CPU,插

补周期可缩短,目前可达2ms.一个程序段分多个插补周期,取决于轮廓形状和轮廓尺寸.

执行上例程序段的指令是进行顺时针圆弧的插补.是执行以圆弧计算公式为基础的插补子程

序.计算时的判断条件是:不断地执行刀具沿X轴向和Y轴向的进给,每进给一个脉冲当量即判

断是否到达终点,是否超差,计算方向是顺时针,进给当量是1μm/脉冲,速度是500mm/min.

CNC的系统控制软件中包括了多个插补子程序,工件形状的每一种几何元素均对应着刀具的

一种几何运动,因此就要求CNC有相应的插补子程序.这就是CNC系统控制软件中控

制坐标轴运 新的铣削指令 』 螺锥 』 螺旋 』 3 维圆弧

』 刀具中心点控制

Circular interpolation in 3-D by specifying intermediate and end points of arc 3 维圆弧插步器 X Y

ZIntermediate point End point

(X2, Y2, Z2)Start point

G02.4 XX1 YY1 ZZ1 ; (Intermediate)

XX2YY2 ZZ2 ; (End) 11

动的G代码.如:G01,G02,G03,G32,G33,G05,G08…….还有一些子程序是考虑加工工 艺的要求控制刀具运动的.G代码越多,CNC的功能也就越强.用这些G代码编制零件的加工程 序.

CNC的系统控制软件是用汇编语言编制的.不同类型的机床使用不同的CNC系统.当然,这

些系统的控制软件是完全不同的.

插补器的硬件是CNC的主CPU.当然,还有用纯硬件的插补器. 2.插补脉冲的分配输出

经过插补运算,算出了加工所要求的工件形状在同一时间周期(插补周期)内各个坐标轴移动

的距离(移动量),它是以脉冲数表示的,如:在本插补周期内X轴进给25个脉冲;Y轴进给50

个脉冲,分别送给对应的坐标轴,作为相应轴的位置移动指令.脉冲序列有正负号,指令对应轴的

运动方向;脉冲序列按一定的频率输出,指令该轴的运动速度.这一装置叫做脉冲分配器,如下图 所示.

为了防止产生加工运动的冲击,提高加工精度和光洁度,在脉冲分配给各进给轴之前,对进给

速度都进行加/减速.如下图所示,CNC可实现两种加/减速控制:插补前加/减速和插补后加/减速.

插补后通常用直线型或指数型加减速方法:指数型加/减速的速度变化比较平滑,因而冲击小,

但是速度指令的滞后较大.相反,直线型加减速的速度变化迅速,时间常数设得较小时会造成冲击,

引起机床的震动.但是,加工出的零件轮廓可能与裎编的轮廓接近.

插补前用直线型加减速方法,这样可以减小加工的形状误差.除此之外,为了提高加工精度和

加工速度,还开发了预读/预处理多个程序段,精细加减速等CNC软件. CNC 插补器 脉冲分配器 X Y Z V A

进给脉冲输出 12

3. 加工刀具的偏置及补偿

上述插补的位置脉冲,是按工件轮廓编制的程序计算出来的,即刀具中心点的运行轨迹是工件

的轮廓.考虑到刀具有半径和不同的长度,实际加工时刀具中心不能按此轨迹行进,必须根据实际

使用的刀具,计入其实际半径和长度,由CNC计算出实际刀具的中心轨迹,按此轨迹控制刀具的

移动.此功能叫做\"刀具的偏置及补偿\". ⑴.刀具半径偏置,补偿

如下图所示,实际的刀具中心轨迹与按照零件轮廓尺寸编制的CNC加工程序轨迹偏移了一个

刀具半径的尺寸.在编程时,用G指令(G41,G42)告诉CNC的插补器执行刀具半径的偏置计

算,插补器即按照实际的刀具半径计算出刀具的中心轨迹,以此控制刀具的行进.就是说,上述脉

冲分配器输出的给各个进给轴的脉冲数,是插补的零件轮廓偏移了一个刀具半径后的刀心轨迹的进

给脉冲数. 每个轴的补偿脉冲分别送给相应的进给轴.

实际刀具的半径值在加工前必须输入至刀具补偿存储器.刀具补偿存储器可同时存储多把刀具

的几何尺寸(半径值).加工中用哪一把刀具,由程序用刀具号指定,如:T102.根据程序中指令

的刀号,CNC插补器找到实际的刀具半径值执行计算.

G41为左刀补:沿着刀具行进的方向看,在工件的左侧加补偿;G42:沿着刀具行进的方向,

在工件的右侧加补偿.下图所示为G41. K1/ +

- X

CNC 伺服轴

加减速时间常数 (T1) 加减速时间常数(T2) Y

插补前加/减速 K1/ + - F t

时间常数(T2) 时间常数(T1) 程序指令 插补

插补后加/减速 插补后加/减速 加减速控制 13

刀具半径补偿 ⑵.刀具长度补偿 铣削刀具的长度补偿

加工前,用一把刀具的长度作为基准,将实际加工中使用的各把刀具先测量好其与基准刀

具刀长的正,负差值,将这一差值与上述的刀具半径值一样按刀号输入刀具补偿存储器.编制

加工程序时,编入刀具号.加工的开始,用基准刀具的刀尖对刀.CNC执行加工程序时,根

据程序中指令的刀号找出刀长的差值,按刀长差值的符号伸长或缩短,进行补偿. 上图是铣

床刀具长度的补偿,只有Z向补偿.对于车床,有X和Z两个方向.如下图所示.

在铣床类的CNC系统中,用G43和G44指令刀具的长度补偿,G43为正刀补,即将刀具

补偿值加到程序指令的终点坐标值上.G44为负刀补,即由程序指令的终点坐标值减去刀具的 补偿值. 14

车削刀具长度补偿 ⑶.三维刀具补偿

加工复杂形状的零件(如模具)需要用多个坐标轴同时移动的多坐标插补器.当然也必 须用多坐标(多维)的刀具补偿.下图所示是三维的刀具半径补偿和刀具前角的补偿. 刀具的半径偏置和前角偏置

Tool axis

Offset path Programmed path Offset vector Offset plane

Leading edge offset Tool axis Offset plane Offset vector Offset path

Programmed path Tool side offset

第2章 硬件概述 目 录

运动控制器MC202 概述:

MC202是一个小型的步进/伺服位置控制器,它能够控制1个伺服/步进轴的同时,可以再接入一路编码器信号,或者可以完成对两个步进轴的控制.

MC202的设计理念是为相关设备制造厂商提供一款紧凑,经济,易于使用,可以集成的运动控制器.

通过计算机运行Motion Perfect软件可以实现对MC202的配置和应用程序的编程.工作时,MC202可以根据需要而脱离上位计算机成为一个独立工作的运动控制器. 编程:

因为不同程序任务间可以互相共享数据以及控制各个轴的运动状态,所以MC202的多重任务能力可以将一个复杂的应用问题,分解到不同的程序加以实现,并且可以单独对每个程序进行开发,调试和运行.MC202最多可以支持三个程序任务,这些程序是由Trio BASIC语法格式来进行编写的. I/O能力:

MC202本体内置了8个开关量输入/输出通道,其中4个为24V输入通道,另外4个为双向的输入/输出通道.这些开关量可以作为系统内部的逻辑变换,或者可以根据实际需要用于连接控制器的限位信号,原点信号及一些中断信号.此外,MC202具有256个开关量输入/输出点的能力,以及32个模拟量输入点的能力,通过MC202的CAN总线可以将这些相关的扩展模块连接起来,这些扩展模块与MC202一样具有DIN导轨安装的功能. 通信:

MC202有一个内置的RS232接口.通过该串口与计算机相连来实现程序的编写及调试,该串口支持连接外部的全双工RS485适配器,可以将RS232信号转换为RS485;此外,该串口可连接光纤适配器,通过光纤与TRIO数字操作屏连接起来.

另外,MC202具有通讯子板,用户可以添加通讯子板扩展出另外一路串行通讯接口,实现与外围设备的串行通讯.

如果没有连接扩展I/O模块,那么其内置的CAN总线就可以被编程,用来与其它具有CAN通信能力的设备进行通讯.

连接到MC202 配线要求:

所有的电线和电缆的尺寸及类型必须与所承载的信号及运行环境相匹配.

对于编码器反馈及串口通讯连接的电缆必须采用多芯屏蔽电缆.连接到伺服驱动器上的MC202模拟输出信号线必须采用双绞屏蔽线.驱动使能输出和24V开关量输入因为没有大的电流,所以对于电缆的选择没有特殊严格的要求. 连接端子:

五孔连接器(顶部)

这是一个5孔间距为3.81mm的连接端子.该连接器用来连接为MC202提供24V的工作电源,以及CAN总线的通讯接口.通过CAN总线接口可以连接Trio的扩展I/O模块P315 和P325.连接这些模块时,同样需要提供24V的电源.

开关量输入/输出通道的24V以及+/-10V的电压输出在内部是相互隔离的.对于外部24V电源输入,MC202内部有相应的24V电源滤波器,因此控制器的工作电源应该与I/O的24V完全隔离并独立.

备注:CAN的接线是可选的,但是CAN的屏蔽在任何情况下都必须接地. V+(24V)和V-作为MC202的电源接线端必须连接.

十四孔连接器 (顶部)

这是一个14孔间距为3.81的连接端子.该连接器提供+/-10v的模拟输出端子,使能继电器输出端子和I/O连接端子. 模拟量输出:

驱动一个伺服或者变频器时需要模拟量输出.+/-10V的模拟量输出信号与24V电源以及MC202中的I/O都是相互隔离的,信号是通过内部的DC-DC转换而来.连接驱动器与该端子之间的连线必须为屏蔽双绞电缆. I/O电源输入:

\"I/O 0 Volts\"和\"I/O 24 Volts\"是为24V输入/输出点连接电源的接线端子.I/O接线端子与5孔CAN总线连接器上的电源输入相隔离.无论使用输入还是输出,I/O 0V端子必须连接.当有输出时,I/O 24V接线端子必须与电源正极相连,如果控制器没有输出,该接线即可忽略.

I/O通道8到11是具有双向功能,即可以作为输入也可以作为输出.编号从8开始是为了与其他TRIO的运动控制器保持一致.输入通道0-3不是双方向的.输入通道1和输入通道2可以作为实现轴0和轴1\"REGIST\"功能的REGIST输入触发信号. 十四孔连接器 (底部)

这是一个14孔间距为3.81的连接端子.它有两种连接形式,一种用于连接2个5V线性驱动型(差分)的编码器,另一种形式是作为输出,用方向加脉冲的方式连接2轴步进,此外为方便使用,该接线端子上为外部编码器提供一个5V电源. 轴0编码器输入:

总共有6个接线端子专门用于0轴编码器的输入,如果0轴用于步进轴,就不需要这么连接.这些输入是5V差分编码器的输入.输入端子和编码器之间必须通过屏蔽电缆相连,而且屏蔽层应该接地. 编码器的电源供应:

一个低功率的5V(最大150mA)电源由2个接线端子引出.这个电源可以驱动一到两个编码器(在目前允许的情况下).这对电源线包括在编码器屏蔽电缆里.不要把其中的0V作为一个屏蔽接地点.

步进输出/轴1编码器输入:

有6个端子是用于1轴编码器输入的.这些输入是5V差分编码器的输入.如果作为输出,其中的4针可以作为脉冲和方向信号,采用集电极开路的形式作为轴0和轴1的控制输出.无论怎么使用,该端子连接步进驱动器或编码器的连线必须采用屏蔽电缆,并且屏蔽层应当接地. 串口接线:

MC202本体有一个标准的RS232串口(Port 0),通过Port 0实现对该控制器的编程.另外内置的Port 1具有TTL接口能力,它可以连接扩展适配器,例如P349 RS-485适配器或者P435串口光纤适配器.

串口是运动控制器与运行Motion Perfect的PC主机之间的默认连接选项. MC202串口接线表 针 功能 备注 1

内部5V 无连接 2

内部0V 无连接 3

RS232传输(Transmit) Port 0 4 接地 5

RS232接收 (Receive) Port 0 6

外部输出控制 无连接 7

外部缓冲输出 无连接 8

外部缓冲输入 无连接

1,2,6,7,8在连接扩展光纤适配器时使用. 串口电缆

推荐使用TRIO公司原装的串口电缆(产品型号P350).如需自行制作PC与控制器之间的通讯电缆,请按照以下接线图进行连接: MC202特性总结 外形尺寸

94mm*56mm*107mm

重量 200g 工作温度 0~45℃ 控制输入

正向/反向限位输入,原点输入,保持输入 通讯端口

一个RS232C,9600 的波特率,TTL串口通道 9600的波特率,一个在板的CAN 总线接口

定位精度

32-bit 的定位计数 插补方式

1~3 个轴直线插补,圆弧插补,螺旋线插补,凸轮曲线,速度控制,电子齿轮 编程

Trio BASIC 编程;多任务执行(最多可同时执行3 个程序) 速度精度

32-bit.速度可随时调整.多段定位时,可平滑连接过渡(Merge 功能). 伺服更新率 1ms 内存

128K flash 用户可编程内存 电源输入 24V DC,

范围:直流18~29V,150mA 伺服使能输出

标准的继电器输出 直流24V,150mA 模拟量输出 12-bit ±10V 的模拟电压输出(轴0 通道支持) 编码器输入

两个轴编码器输入通道,差分信号输入,5V,最大输入频率为6MHz 步进输出

2个轴,脉冲+方向信号输出,集电极开路输出 24V 50mA, 最大输出频率为500kHz 开关量输入

4路光电隔离,直流24V 输入,其中2点可作为高速Regist功能输入. 开关量输入/输出

4路光电隔离输入/输出,24V,250mA ,可任意定义 运动控制器Euro205x 概述:

Euro205X 是一款欧式结构的数字运动控制卡.该控制卡可以控制1到4 个轴的伺服或步进,或者是二者的任意结合.另外,此款控制器还可以添加一块TRIO的功能子板,实现对第5轴的控制或者扩充出一个通信通道.Euro205x的设计是一款功能强但十分经济的控制卡,即为OEM设备生产商提供一种性能高且经济型的控制卡.同时,该运动控制卡设计上,支持由上位计算机配置和编写的多任务程序,满足客户对多任务工

程的需要,任务程序采用Trio Basic语言进行编写.如果外部电脑并不是终端系统所必须的,控制卡可独立脱机运行.MC Euro205x的Trio BASIC多任务版本允许7个Trio BASIC程序在控制器内按照优先级别同时运行. 编程:

因为不同任务间可以共享数据及控制各个轴的运动状态,所以Euro205x的多重任务能力可以将一个复杂应用分解为不同的程序,这样可以单独对每个程序进行开发,调试和运行. I/O能力:

Euro205x本体具有16个内置的24V开关量输入口和8个内置的输出口.这些开关量可以作为系统内部的逻辑交换变量,或者可以根据实际需要用于连接控制器的限位信号,原点信号及一些反馈信号.根据需要可将8个LED指示灯设置为显示输入或输出点的当前状态.此外,Euro205x具有256个开关量输入/输出点的能力,以及32个模拟量输入点的能力,通过CAN总线可以将这些相关的扩展模块连接起来,这些扩展模块具有DIN导轨安装的功能. 通信:

Euro205x有两个内置的RS-232串口和一个RS485口,以及为其他通讯扩展而预留的一个TTL通道.通过一个外部适配器可以使这个TTL端口与Trio光纤网络设备相连,例如产品编号为P504的TRIO数字操作屏. 通讯说明:

在RS232和RS485中的一个串口可以设定为MODBUS协议,用来与PLC或触摸屏(HMI)进行通讯连接.

如果CAN总线没有连接扩展I/O模块,可以选择该口用于与其他设备进行CAN协议的通信,或者可以将该端口设置为运行DeviceNet协议,使控制器作为DeviceNet的从站设备与其它DeviceNet主站设备进行通讯.

Trio公司提供附加的通信选项,Trio公司目前具有以太网,USB和ProfiBus接口的通讯子板,Euro205x支持子板的安装. 轴的配置

Euro205x在购买时有两种形式,一种为1个轴的步进模式卡(产品编号P151),另一种为1个轴的伺服模式卡(产品编号P156),附加的伺服或者步进轴通过设置\"特征使能编码(feature enable codes)\"总共可以达到4个轴.通过编程软件输入\"特征使能编码(feature enable codes)\"激活相对应的轴,从而达到增加控制轴的目的.\"特征使能编码\"可以在购买控制卡时与控制卡本体一并购买,那样已经购买的编码会被安装在新的控制器里,客户可以直接使用;另外客户也可以告知Trio公司其产品的序列号而单独购买相对应的\"特征使能编码\自行完成编码的输入和激活工作.注意P151和P156都有一个以P151开头的序列号标签.P156有一个对应F4 的\"特征使能编码\其可以激活0轴的伺服模式功能.

在每个Euro205x的核心芯片内,其门阵列电路的设计已经具有4轴伺服和4轴步进的功能.用户通过购买相应的\"特征使能编码\使得控制器达到所需的配置功能.一旦将\"特征使能编码\"输入了控制器,特征使能编码就会永久储存在控制器闪存内.每一个Euro205x都有其唯一的\"特征使能编码\".

Euro205x在软件上共有8个轴.任何没有实际硬件接口的轴都可以作为虚拟轴使用. Euro205x的连接 5V电源供应

为使Euro205x开始工作,最基本的连接仅仅是需要连接0v和5v的管脚.在Euro205x

内部具有5V电源极性反接的保护功能.在使用时,高于5.25V的电压会对运动控制卡造成不可修复的损害,在使用时请注意.所有的0V和5V管脚在内部是相通的.而且0V管脚同时与AGND管脚在内部也相连.Euro205x在5V供电的情况下,其电流消耗大约为500mA.供电电源需要经过滤波处理,要保证其波动范围在5%之内. CAN总线连接器

Euro205x具有一个CAN总线通道.它主要是为Trio的P315和P325扩展输入/输出模块而设计的.当不需要I/O扩展模块时,它还可以用于其他CAN设备的通讯连接. Euro205x底板连接器

Euro205x的大多数连接都是通过96孔的DIN41612底板接插件连接的.在下表中标注\"*\"的项目是P151/P156所具有的管脚,而P150/P155则没有. 伺服放大器使能(Watchdog)的继电器输出

当控制器正常上电运行,并且系统和应用软件一切就绪的情况下,在控制器中有一个内部继电器触点可以与伺服驱动器的使能信号相连,用来使能外部伺服放大器.在Euro205x内采用的是一个固态继电器的常开触点.该使能继电器将在控制器没有供电或伺服轴超出跟随误差限值或者用户程序用WDOF=OFF指令设定打开时断开. 控制器的使能继电器与伺服放大器的接线必须在3相供电开关打开之前完成.

注意:在控制器使能信号处于开路情况下,所有连接的步进和伺服放大器都应处于未使 能状态.

伺服放大器使能(Watchdog)的集电极开路输出

除了继电器型输出外,Euro205x还提供一个集电极开路的输出信号.当WDOG=ON时,该信号会同时动作(下拉式输出).这个输出与脉冲,方向的OC输出形式一样,根据外部电路的实际情况,需要连接一套合适的上拉式电路或串联电阻. 24V输入通道

Euro205x的主板单元上有16个24V的开关量输入通道.同时系统支持扩展的I/O模块,用户可以通过CAN总线连接总数达到256个输入点的扩展输入模块. 24V输出通道

有8个输出通道.这些输出通道以8..15来进行编号,主要是为了和其他运动控制器相一致,但在功能上与别的运动控制器不同,这些通道不是双向的,只能作为输出,不能作为输入.每个通道都具有保护型的24V输出,在输出回路中,具有过电流和过热的双重保护功能,保证单个通道回路电流不会超过250mA,保证8个通道输出电流不超过1A.此外通过链接Trio公司的扩展I/O模块CAN-16I/O(P315),可以使系统扩充到256点. 对于步进驱动器的集电极开路型输出

对于步进驱动器的STEP,DIR,BOOST,ENABLE信号采用集电极开路方式输出.这些输出和处理器之间并没有进过光电隔离.集电极开路型输出可以根据需要,其外接回路电压可以是5V到24V之间的任意值.但是对于Euro205x来说,外部输出回路必须提供一个限流电阻.一般情况下,在步进驱动器内部电路中已经预制了这个限流电阻. BOOST输出信号用于步进马达系统.一般步进驱动器需要控制器提供一个外接信号用来控制电机电流在低速转矩保持电流和全脉冲动作电流之间进行切换.该信号的输出是通过TrioBASIC下的BOOST命令来进行控制的.

集电极开路输出由2个可组合的保险丝所保护.当一组集电极开路的输出电流总和超过200mA时,这些保险丝会连接在一起产生较高阻抗,从而起到保护作用.M6 保护STEP0, STEP1, STEP2, STEP3, DIR0, DIR1 和DIR2. M7 保护 DIR3, BOOST0,BOOST1,,BOOST2,BOOST3 和ENABLE.当任一个输出过载时,为了重置保险必须断开回路中的电源.

故障和复位输入

外部故障接口是一个非隔离的5V输入,其用来连接步进放大器的故障输出口.连接到这个输入口的信号不能超过5V.

当复位输入与0V相连时,可以即刻复位Euro205x.连接这个针脚的的信号不能大于5V.

Register功能输入

Register信号输入是24V隔离型输入,它与普通开关量输入共用通道0到3.当Register信号输入发生变化时,Euro205x可以通过编程设置,在系统硬件系统的处理下,获取实际编码器的精确位置. 差分编码器输入

Euro205x的编码器输入被设计为直接与5V差分式编码器相连的接口.普通增量式编码器或Tamagawa的绝对值编码器可以直接连接在该口上.

此外,编码器口同时具有双向功能,当作为步进轴时,该编码器接口可以转换为差分方式的步进输出. 电压输出

Euro205x具有4个正负10V模拟量输出接口,其主要是为与伺服放大器相连,控制伺服而设计的.注意:要采用伺服方式控制,必须确保特征使能编码已经成功的输入到Euro205x.此外,即使该轴没有被使能,也可以采用TrioBasic的DAC指令控制相应轴的模拟量电压进行输出.输出电压的范围目前可以达到正负12V. 模拟量输入

在控制卡内有两路12位的模拟量输入接口,其设定输入范围为0到10V.为了使外部输入信号输入到控制卡上,在控制卡前端的背面有一个2位的molex型接插头.靠近CAN连接器的管脚是1号管脚.

此外,AIN(0)还可以通过底部的DIN41612型连接器的A17进行连接. 使用限位传感器

对于每个运动控制系统的轴,都有与以下功能相对应的24V输入接口: FORWARD Limit:正向限位输入功能 REVERSE Limit:反向限位输入功能 DATUM Input: 原点信号输入功能

FEEDHOLD Input:用来保持特定速度运动,直到该信号释放为止.

正相限制,反向限制,原点输入,保持输入这些功能,在系统启动时可以是开状态,也可以是关状态,一般推荐采用关状态.

每一种功能都是可选的,如果不需要可以不使用.任何轴都可采用这4种功能,可以分配0..31输入通道的任何一个输入口作为其功能的输入接口.如果需要,一个输入口可以分配多个的功能.

轴参数:FWD_IN,REV_IN, DATUM_IN 和FH_IN给相应轴指定执行所对应功能的通道号.如果不需要此项功能,该参数设为\"-1\". Euro205x的串口连接 网络连接

Euro205x支持Trio的光纤网络连接,要实现此种连接,需要额外添加一块P4355串口转光纤的适配器与串口连接器相连.

系统软件支持采用令牌网的形式,可以最多达到15个节点的网络互联.这些节点可以是相互兼容的主站控制器,也可以是Trio的触摸键盘.

Euro205x性能总结 外形尺寸(mm)

170*129*25(全部尺寸);160*100*25(PCB 电路板尺寸) 重量 170g 工作温度 0~45℃ 控制输入

正向/反向限位输入,原点输入,进给保持输入 通讯端口

2 个RS232C,9600~38400 的波特率, 1 个RS485+1 个光纤(需使用适配器) 1个在主板上集成的CAN总线接口. 位置分辨率

32-bit 的位置计数 插补方式

1到5 个轴直线插补,圆弧插补,螺旋线插补,任意轮廓曲线,速度控制,电子凸轮,同步,虚拟轴控制 编程

Trio BASIC 多任务编程,(最多可同时执行7 个用户程序) 速度分辨率

32-bit速度可随时调整.多段定位时,可平滑连接过渡(Merge 功能). 伺服运算周期

250μs,500μs 或1ms (缺省状态下为1ms) 内存

带后备电池256k 的用户可编程内存+Flash 编程内存 电源输入

直流5V,500mA (直流±12V,25mA 在需要模拟电压输出时接入) 伺服使能输出

固态继电器常开触点,最大负载100mA,最大电压29V 模拟量输入

2 个12-bit 的0-10V 的模拟电压输入 数字量输入

16 个光电隔离的24V输入 Register功能信号输入

4 个,与轴号相对应,通道0到3可对应作为轴0到轴3的Register功能输入通道. 编码器输入

4 个轴编码器输入通道,差分信号输入,5V,最大输入频率为6MHz 脉冲输出

4 个差分(5V)或集电极开路输出(5~24V),以方向+脉冲的形式输出,最大输出频率为500kHz(集电极开路输出),2MHz(差分输出) 数字输出

8 个光电隔离输出,24V,250mA PNP型 运动控制器MC206

概述:

MC206采用Trio高性能32位DSP技术,具有4轴伺服或步进功能的控制器,此外还有一个编码器输入轴.Trio采用先进的FPGA技术,使得具有4轴伺服和步进功能控制能力的电路板尺寸缩小,可以安装在具有导轨并且体积紧凑的盒子里.此外,其内部空间还可以容许安装一块子板(需要P399适配器).子板可以是额外的轴或者是通信功能子板.

用户程序是通过运行在PC机上的Motion Perfect软件来进行开发的,采用的是Trio多任务Trio BASIC语法格式进行编写的.复杂运动例如:凸轮曲线,同步,轴的连接以及插补等功能,在Trio BASIC中都有相应的命令,使得复杂应用变得极为简单. I/O能力

MC206有16个光电隔离数字式I/O(8个输入,8个双向功能的输入/输出).每个轴都有一个高速的硬件Register功能信号输入接口,对于高精度的控制如印刷机械和包装生产线是十分适合的使用.MC206还有一个光电隔离的0到10V的模拟量输入通道. 此外,I/O的数量可以扩展,通过Can总线可以连接Trio的开关量和模拟量输入模块,最多可以扩展的24V开关量通道为256个,+/-10V模拟量输入通道为32个. 通信

MC206具有广泛的通讯接口能力,在标准模块上有2个RS232串口,1个RS485接口,1个TTL形式的接口,1个USB接口和1个标准CAN接口.

RS232的接口Port1或者RS485的接口Port2可以设置运行MODBUS协议,与PLC或HMI进行连接.

如果CAN总线没有连接扩展I/O模块,可以选择该口用于与其他设备进行CAN协议的通信,或者可以将该端口设置为运行DeviceNet协议,使控制器作为DeviceNet的从站设备与其它DeviceNet主站设备进行通讯.内置USB通讯接口,可以进行编程及通讯.

此外提供Profibus通讯子板,使控制器在Profibus网络中做从站使用. 可移动存储

MC206提供一个FlashStick内存条的接口,用户可以直接通过FlashStick进行传导程序,而不用连接PC机.这样给OEM客户提供了一种复制和维护都十分简便的方式. 存储记忆棒并不包含在MC206的产品包装内,如有需求,必须单独订购.(订货编号:P398)

向FlashStick中写程序

EPROM(1)将控制器内的程序写入FlashStick中去

EPROM(2)将控制器内的程序写入FlashStick中去,同时设置EPROM请求写入位.目的是 为了当FlashStick插入到一个未锁定的控制器时,FlashStick中的程序会自动 导入到控制器中去.

(参考TrioBASIC帮助中的EPROM命令) 检查FlashStick里的程序:

DIR F 列出FlashStick的目录,并显示出EPROM请求位的状态. (参考TrioBASIC帮助中的DIR命令) 读FlashStick的程序:

在控制器处于未锁定状态下,FlashStick插入后,当控制器上电或执行ex指令时,程序可以从FlashStick中拷贝到运动控制器.

FlashStick插入控制器后并且控制器处于未锁定状态的情况下 FlashStick内的EPROM请求位以及控制器里的POWER_UP系统变量决定着不同的操作,下表列出

了它们之间的关系. EPROM请求位为 OFF EPROM请求位 ON POWER_UP=0

当控制器上电时,程序会从FlashStick中传送到控制器内的RAM中.

当控制器上电时,程序会从FlashStick中传送到控制器内的RAM中.同时程序会被写入到控制器的内部EPROM中进行保存,此外POWER_UP系统变量将被设置为1 POWER_UP=1

当控制器上电时,程序会从FlashStick中传送到控制器内的RAM中

当控制器上电时,程序会从FlashStick中传送到控制器内的RAM中.同时程序会被写入到控制器的内部EPROM中进行保存

注意:存贮在FlashStick里的程序和存贮在控制器内部闪存的程序对于自动/手动运行设定方式都是一样的.当FlashStick内存条内的程序被设置为自动运行时,它被传送到控制器后具有同样的运行属性. 使用方法:

设备生产商可以使用一个装载好程序并设置好EPROM请求位的FlashStick来给一批机器安装程序.

如果需要给设备的最终用户进行程序的升级,那么建议最好将EPROM请求位设置为OFF(使用EPROM(1)指令).在这种情况下,如果升级的程序不能正常工作,那么将FlashStick从控制器中取出,控制器会自动恢复到原来旧的程序. 轴的配置

MC206在它的软件中共有8个轴的配置.其中控制器本体可以达到对四个伺服或步进轴的控制,还可以添加一个功能子板,实现对第5轴的控制,同时在每个MC206内都预制了一个编码器的输入轴.任何一个没有连接外部物理硬件的轴都可以作为虚拟轴使用,虚拟轴是一个理想的数学模型,可以模拟任何复杂的运动,如凸轮系统,飞剪系统的纠正以及各种同步连接运动等.

通过设定\"特征使能编码\"(Feature Enable Code),MC206可以作为伺服或步进系统的控制器.MC206内部硬件都已经预制好了这些功能,所有必要的模拟量输出及脉冲输出电路都已经固化在控制器内.通过设定\"特征使能编码\控制器可以是伺服或使能步进轴的任意组合,在设计上,允许用户通过输入附加的\"特征使能编码\"而延期升级.MC206本体具有4个轴的控制. MC206的连接 5孔连接器

这是一个5位式孔距为3.81mm的接线插座.这个插座为MC206提供24V的电源,同时也为扩展I/O模块提供连接,扩展I/O模块主要是Trio的P315和P325的CAN总线扩展I/O模块.

这个24V的电源输入在控制器内部和I/O的24V以及+/-10V的电压输出都是隔离的. 备注:24V(V+)和0v(V-)作为MC206的供电端子必须要连接,而且作为控制器EMC屏蔽层的SHIELD端子也必须相连.CAN总线的连接是可选的. .

I/O连接器1 模拟量输入

MC206的标准模块上提供一路0到10V,10位精度的模拟输入.模拟量输入采集精度是固定的,通过系统参数AIN0可以得到当前测量值,其值的范围为0-1023.模拟量采

集只能是\"正向的\以IOGND作为参考零位,采集在AIN端子上的电压.为了保证模拟量输入功能,必须提供24V的I/O电源.

通过在CAN总线上添加P325扩展模拟量输入模块,可以添加更多的模拟输入.每个P325模块提供8个12位精度的+/-10V的输入通道. 24V开关量输入通道

在MC206本体模块上有8个24V的输入通道和8个双向功能的24V输入/输出通道.通过添加CAN总线的扩展I/O模块,可以再扩充256个I/O.在MC206本体模块上只能做输入的通道号为0到7.

通道0到4可以作为轴0到轴4相对应的Register功能的高速输入口. I/O连接器2 I/O电源输入

\"I/O 0V\"和\"I/O 24V\"用来连接输入和输出口需要的24V电源.

I/O和模块的电源输入是隔离的.具有双向功能的I/O,即可以作为一个输入也可以作为一个输出.

24V 输入/输出通道

通道8..15是具有双向功能的I/O.输入和输出采用同一个管脚,其中输出口是一个有保护功能的24V源型输出.这些通道如果没有用作输出,那么就可在程序中用作一个输入.输入通道的电路结构与0..7输入通道的电路结构是一样的.输出电路中有过流保护和热量保护双重功能,当电流超过250mA时,保护电路会起作用将输出关闭. 必须注意输出回路电流不能超过250mA,8个输出口的总负荷不能超过1amp. I/O连接器3

伺服放大器使能(Watchdog)的继电器输出

当控制器正常上电运行,并且系统和应用软件一切就绪的情况下,在控制器中有一个内部继电器触点可以与伺服驱动器的使能信号相连,用来使能外部伺服放大器.在控制器内采用的是一个固态继电器的常开触点.该使能继电器将在控制器没有供电或伺服轴超出跟随误差限值或者用户程序用WDOF=OFF指令设定打开时断开. 控制器的使能继电器与伺服放大器的接线必须在3相供电开关闭合之前完成.

注意:在控制器使能信号处于开路情况下,所有连接的步进和伺服放大器都应处于未 使能状态.

参考编码器输入

轴4,可以作为参考编码器的输入轴.为传送带,滚筒,飞剪的测量,记录和同步功能提供一个编码器输入.该接口可连接高速的差分方式的线性驱动编码器. MC206 串口连接: 针 功能 备注 1

内部5v 2

内部0v 3

RS232发送 PORT0 4

RS232GND 5

RS232接收 6

5v输出 7

缓冲器外部输出 光纤适配器接口 8

缓冲器外部输入

端口0(PORT0)是连接到运行Motion Perfect的PC机的默认接口. 串口插座A 针 功能 备注 1

RS485数据输入 A Rx+ PORT2 2

RS485数据输入 B Rx- 3

RS232发送 PORT1 4

RS232GND 5

RS232接收 6

内部5v PORT2 7

RS485数据输出 Z Tx- 8

RS485数据输出 Y Tx+ 串口插座B

USB接口 (Universal Serial Bus)

USB接口提供一种与PC或其他支持USB设备的高速连接方式.

通过这个USB接口,使用Motion Perfect可以实现对控制器的编程操作.此外,采用Trio的ActiveX控件编写的上位机用户程序也可以通过该USB口,实现与控制器的高速连接.

MC206的脉冲输出/编码器输入

MC206的标准控制器硬件可以是伺服,步进轴控制的任意组合.根据用户需要,在轴0到轴3中的任意一个轴都可作为伺服或步进方式工作.

DB9 孔型接线插座的管脚定义取决于对应轴所采取的控制方式.如果是伺服轴,该接

线器将作为反馈编码器的输入端子.如果是步进轴,该接线器将作为\"脉冲/方向\"及\"Boost/Enable\"信号的输出端子,这些信号均采用差分方式输出.

同时,该接口同时还向外提供一个低功率的5V电源,可以为多数编码器提供工作电源.这样简化了整体系统配线,还能减少用户所需的外部电源供应.

当轴被使能后,使用FEATURE_ENABLE系统命令,控制器根据配置为每个轴激活合适的硬件电路,根据轴的类型,该接线器的具体管脚定义如下. MC206性能总结 外形尺寸(mm)

107(高)*182(宽)*53(厚) 安装方式

DIN 导轨安装 重量 600g 工作温度 0~45℃ 控制输入

正向/反向限位输入,原点输入,进给保持输入 通讯端口

2 个RS232C,1200~38400 的波特率 1 个RS485,

1 个串口适配口,

1 个12Mbit 的USB 口,

1 个CAN 总线接口, 1M波特率 (可扩展Ethernet及Profibus接口) 位置精度

32-bit 的位置计数 插补方式

1~5 个轴直线插补,圆弧插补,螺旋线插补,轮廓控制,速 度控制,电子齿轮,电子凸轮 编程

Trio BASIC 多任务编程,(最多可同时执行8 个用户程序) 速度精度

32-bit 速度/加速度/减速度可随时调整,多段定位时,可平滑连接过渡(Merge 功能). 伺服运算周期

250μs,500μs 或1ms (缺省状态下为1ms) 内存

带后备电池256K 的用户可编程内存,全部内容可闪存到EPROM 记忆棒

(Nexflash MediaStick)

程序和工程参数可以通过记忆棒传输到其它的MC206 电源输入 直流24V,

(18—29V,300mA) 伺服使能输出

继电器常开触点,直流24V,250mA 开关量输入

8 个光电隔离,直流24V 输入 开关量输入/输出

8 个光电隔离输入/输出,24V,250mA ,可任意定义 编码器输入

5 个轴编码器输入通道,差分信号输入,5V,最大输入频率为6MHz 编码器电源输出

5V ,4个编码器电源加扩展子板总共150mA 模拟量输入

1 个10位精度 的0-10V 的模拟电压输入 模拟输出

4 个16位精度的 ±10V 隔离型的模拟电压输出 脉冲输出

4 个轴,脉冲+方向信号输出,差分方式输出,最大输出频率为500kHz LED 指示灯

OK 和状态指示灯,8 个用户可编程的I/O 状态指示灯 连接器

螺钉安装端子,9 针的D 型孔状插座,8针mini_DIN,USB接口 MC206原理示意图 运动控制器MC216 概述:

MC216是一款功能强大,组合式的伺服运动控制器.通过插入合适\"轴板\"(具有轴控制功能的子板),可以最多支持16个伺服或步进轴的控制,根据应用的需要,这些子板可以是伺服与步进方式的任意组合.它采用金属底座,以及必要的绝缘电路保证其能够在工业环境中直接安装在各种设备上.控制器内部包含有电源滤波功能,采用直流24V电源供电,适合绝大多数工业控制柜内的安装.

通过PC机上的MotionPerfect软件,可以对MC216进行应用程序的编程和配置.如果最终的系统内并不需要PC机的情况下,MC216可以独立运行.

MC216支持多任务程序执行.在控制器中可以同时执行多达14个的Trio BASIC应用程序. 编程

因为不同程序任务间可以互相共享数据以及控制各个轴的运动状态,所以MC216的多重任务能力可以将一个复杂的应用问题,分解到不同的程序加以实现,并且可以单独对每个程序进行开发,调试和运行. I/O能力

MC216有8个光电隔离数字式I/O(8个输入,8个双向功能的输入/输出).这些开关量可以作为系统内部的逻辑交换,或者可以根据实际需要用于连接控制器的限位信号,原点信号及一些进给保持信号.每个输入/输出通道都有一个LED指示灯与之相对应,方便用户观察它们的当前状态.此外,MC216还具有256个开关量输入/输出点的扩展能力,通过MC216的CAN总线可以将这些支持CAN总线的16点I/O扩展模块连接起来,这些扩展模块具有DIN导轨安装的功能. 通讯

MC216本体模块上有两个RS232的通讯接口,此外根据需要,还提供一个接口,用户可

以采用外接转换器的方式,将它转换为全双工的RS485接口(RS422接口).Trio的光纤网络系统作为选项也是可以采用的.

其中的一个RS232接口,可以配置为MODBUS协议,以便于PLC或HMI相连接. 如果没有连接Trio的CAN总线扩展模块,那么控制器的CAN总线接口可以被编程,用来连接其它的CAN总线设备;也可以通过设置,使其支持DEVICE-NET协议,作为从站加入到DEVICE-NET的网络中去.

此外通过添加相应的通讯子板,还可以支持USB,Ethernet以及Profibus网络的连接. 轴的控制功能

在控制器内,运动控制管理系统作为系统的内核在运行,它接收指令后,控制某一个轴的运动,这些运动指令是由运行在同一个处理器上的用户控制程序发出,这些程序是用Trio BASIC语言格式进行编写的.运动控制管理系统控制轴的动作,保证其根据用户的控制程序的设定,进行平滑而协调的动作.可以实现多轴的线性插补功能,其插补轴的数量即是控制器所控制的所有轴的总和.并且,任意两个轴都可以实现圆弧和螺旋线插补.控制器控制的每一个轴都可以独立运行,或是与其它任意轴链接,完成如凸轮曲线的插补功能或电子齿轮的同步功能等.

断续的运动可以被链接起来,从而形成一个连续的运动路径(设置MERGE参数为ON).并且用户根据实际的工程量值(比如mm,英尺,转等)来编写它们运动控制程序.当然,控制器也可以根据用户程序仅仅实现对速度的控制.此外,控制器会实时检测行程的各种运动条件和限位开关,一旦条件满足,控制器会自动取消当前进程的运动指令,因此会改变用户程序的运动控制结果,所以在实际调试及运行时注意. MC216的连接 MC216的串口连接

MC216具有连个串口,都为RS-232的标准接口.在下部的连接器除了PORT1外,还提供多个引脚以便外接RS485的适配器(PORT2).

Port0是连接运行Motion Perfect编程软件计算机的缺省端口.此外,Motion Perfect也可以通过USB口连接编程,此时需在控制器内配置USB的通讯子板(产品编号P295). 串行通讯连接电缆

推荐使用TRIO公司原装的串口电缆(产品型号P350).如需自行制作PC与控制器之间的通讯电缆,请按照以下接线图进行连接:

MC216采用RS485通讯,需要连接外部适配器到管脚1,2,6-8

在MC216的串口连接器B上,其管脚1,2,7和8可以用来连接光纤适配器 串口连接上没有用到硬件的握手信号.用到了XON/XOFF协议 网络连接

光纤网络是一种可选的方式,通过光纤网络可以将大型机器或一组机器设备上的Trio主控制器与触摸键盘连接起来.

系统软件支持在一个光纤网络上采用令牌环的方式,最多可达到15个节点.这些节点可以是Trio的运动控制器或是Trio的触摸键盘. 24V电源输入

MC216需要由24V电源供电.控制器内部采用DC-DC电路产生5V工作电压,除了向内部器件提供工作电源外,还可向外提供供编码器工作用的5V电源. 伺服放大器使能(Watchdog)的继电器输出

当控制器正常上电运行,并且系统和应用软件一切就绪的情况下,在控制器中有一个内部继电器触点可以与伺服驱动器的使能信号相连,用来使能外部伺服放大器.在控制器内采用的是一个固态继电器的常开触点.该使能继电器将在控制器没有供电或

伺服轴超出跟随误差限值或者用户程序用WDOF=OFF指令设定打开时断开. 控制器的使能继电器与伺服放大器的接线必须在3相供电开关打开之前完成.

注意:在控制器使能信号处于开路情况下,所有连接的步进和伺服放大器都应处于未 使能状态. CAN总线

MC216具有一个CAN总线的通讯接口.它主要目的是为了连接Trio的扩展I/O模块P315和P325.如果没有使用扩展模块,那么该接口可以用作其它目的的通讯连接. 24V 开关量输入通道

控制器模块上有16个24V的输入通道.通过添加CAN总线的扩展I/O模块,可以扩充至256路输入.

所有的24V输入通道都采用相同的电路结构,其中有8个通道由于具有双向功能,因此其作输出时的输出口与做输入功能时的输入口是同一管脚.这种双向功能的通道,可以根据应用需要任意作为输入或输出通道.如果已经连接外部器件作为输入功能用的通道,在程序编写时,将不能用程序设置其输出值. 24V 输入/输出通道

通道8..15是具有双向功能的I/O.输入和输出采用同一个管脚,其中输出口是一个有保护功能的24V源型输出.这些通道如果没有用作输出,那么就可在程序中用作一个输入.输入通道的电路结构与0..7输入通道的电路结构是一样的.输出电路中有过流保护和热量保护双重功能,当电流超过250mA时,保护电路会起作用将输出关闭. 必须注意输出回路电流不能超过250mA,8个输出口的总负荷不能超过1amp. MC216特性总结 外形尺寸(mm)

262(高)*68(宽)*198(厚) 重量 0.75kg 工作温度 0~45℃ 控制输入

正向/反向限位输入,原点输入,进给保持输入 通讯端口

2 个RS232C,1200~38400 的波特率 1 个RS485(需外配缓存适配器), 1 个CAN 总线接口, 1M波特率

(可扩展USB,Ethernet及Profibus接口) 位置解析度

32-bit 的位置计数 插补方式

1~16个轴直线插补,圆弧插补,螺旋线插补,轮廓控制,速 度控制,电子齿轮,电子凸轮 编程

Trio BASIC 多任务编程,(最多可同时执行14个用户程序) 速度解析度

32-bit 速度/加速度/减速度可随时调整,多段定位时,可平滑连接过渡(Merge 功能). 伺服更新率

250μs,500μs 或1ms (缺省状态下为1ms) 内存

带后备电池512K 的用户可编程内存,全部内容可闪存到EPROM 电源输入 直流24V,

(18—29V,500mA) 编码器电源输出

5V ,4个编码器电源总共600mA,扩展子板每个150mA 伺服使能输出

继电器常开触点,直流24V,250mA 开关量输入

8 个光电隔离,直流24V 输入 开关量输入/输出

8 个光电隔离输入/输出,24V,250mA ,可任意定义 LED 指示灯

OK 和状态指示灯,16个用户可编程的I/O 状态指示灯 连接方式

螺钉安装,2个8针mini_DIN 运动控制器MC224 概述:

运动控制器MC224是Trio公司目前功能最强大的组合式的运动伺服控制器.通过插入合适的\"轴板\"(具有轴控制功能的子板),实现对伺服或步进轴的控制,根据应用的需要,这些子板可以是伺服与步进方式的任意组合.如果利用数字总线连接的方式(SERCOS总线),可以最多达对24个轴的控制;如果是通过传统的模拟量指令输出+编码器反馈的方式,可以实现最多对16个轴的控制.该控制器外部机盒的金属部分与电路板之间采取了必要的隔离措施,使其适合于在工业环境中安装在各种设备上应用.控制器内部包含有电源滤波功能,采用直流24V电源供电,适合绝大多数工业控制柜内的安装.

通过PC机上的MotionPerfect软件,可以对MC224进行应用程序的编程和配置.如果最终的系统内并不需要PC机的情况下,MC224可以独立运行.

MC224支持多任务程序执行.在控制器中可以同时执行多达14个的Trio BASIC应用程序 编程

因为不同程序任务间可以互相共享数据以及控制各个轴的运动状态,所以MC224的多重任务能力可以将一个复杂的应用问题,分解到不同的程序加以实现,并且可以单独对每个程序进行开发,调试和运行. I/O能力

MC224有16个光电隔离数字式I/O(8个输入,8个双向功能的输入/输出).这些开关量可以作为系统内部的逻辑交换变量,或者可以根据实际需要用于连接控制器的限位信号,原点信号及一些反馈信号.每个输入/输出通道都有一个LED指示灯与之相对应,方便用户观察它们的当前状态.此外,MC224还具有512个开关量输入/输出点的扩展能力,通过MC224的CAN总线可以将这些支持CAN总线的16点I/O扩展模块连接起来,这些扩展模块具有DIN导轨安装的功能. 通讯

MC224本体模块上有两个RS232的通讯接口,一个全双工的RS485接口(RS422接口),以及一个USB接口.Trio的光纤网络系统作为选项也是可以采用的.

其中的一个RS232接口或RS485接口,可以配置为MODBUS协议,以便于PLC或HMI相连接.

如果没有连接Trio的CAN总线扩展模块,那么控制器的CAN总线接口可以被编程,用来连接其它的CAN总线设备;也可以通过设置,使其支持DEVICE-NET协议,作为从站加入到DEVICE-NET的网络中去;或者通过编程使其支持CanOpen协议.

此外通过添加相应的通讯子板,实现Ethernet及Profibus网络的连接,或者扩展一路CAN总线接口. 轴的定位控制功能

在控制器内,运动控制管理系统作为系统的内核在运行,它接收指令后,控制某一个轴的运动,这些运动指令是由运行在同一个处理器上的用户控制程序发出,这些程序是用Trio BASIC语言格式进行编写的.运动控制管理系统控制轴的动作,保证其根据用户的控制程序的设定,进行平滑而协调的动作.可以实现多轴的线性插补功能,其插补轴的数量即是控制器所控制的所有轴的总和.并且,任意两个垂直轴都可以实现圆弧和螺旋线插补.控制器控制的每一个轴都可以独立运行,或是与其它任意轴链接,完成如凸轮曲线的插补功能或电子齿轮的同步功能等.

断续的运动可以被链接起来,从而形成一个连续的运动路径(设置MERGE参数为ON).并且用户根据实际的工程量值(比如mm,英尺,转等)来编写它们运动控制程序.当然,控制器也可以根据用户程序仅仅实现对速度的控制.此外,控制器会实时检测行程的各种运动条件和限位开关,一旦条件满足,控制器会自动取消当前进程的运动指令,因此会改变用户程序的运动控制结果,所以在实际调试及运行时注意. MC224的连接 MC224的串口连接

MC224具有两个串口连接器,每个都有一个RS-232的标准接口.此外,在左边的连接器(skt A)还可以连接光纤适配器,右边的连接器(skt B)还提供RS485的接线端(PORT2).

在串口连接器下面的是USB接口.

Port0是连接运行Motion Perfect编程软件计算机的缺省端口.此外,Motion Perfect也可以通过USB口连接编程. 串行通讯连接电缆

推荐使用TRIO公司原装的串口电缆(产品型号P350).如需自行制作PC与控制器之间的通讯电缆,请按照以下接线图进行连接: 针脚 功能 备注 1

内部5v 2

内部0v 3

RS232传输 串口0 (Port 0) 4

RS232 GND 5

RS232接收 串口0 (Port 0) 6

+5v输出

串口3/4 (Port 3/4) 7

外部缓冲器输出(TTL) 8

外部缓冲器输入(TTL)

MC224的1,2,7,8管脚可以连接一个光纤适配器.

注意:串口0是连接运行Motion Perfect的PC机的默认接口. 串口连接器A

串口连接器B 针脚 功能 备注 1

RS485数据输入 A Rx+ 串口2 (Port 2) 2

RS485数据输入 B Rx- 3

RS232传输 串口1 (Port 1) 4

RS232GND 5

RS232接收 串口1 (Port 1) 6

+5V输出 7

RS485数据输出 Z Tx- 串口2 (Port 2) 8

RS485数据输出 Y Tx+

串口连接中没有硬件的应答.在此用到了XON/XOFF协议 网络连接

光纤网络是一种可选的方式,通过光纤网络可以将大型机器或一组机器设备上的Trio

主控制器与触摸键盘连接起来.

系统软件支持在一个光纤网络上采用令牌环的方式,最多可达到15个节点.这些节点可以是Trio的运动控制器或是Trio的触摸键盘. 24V电源输入

MC216需要由24V电源供电.控制器内部采用DC-DC电路产生5V工作电压,除了向内部器件提供工作电源外,还可向外提供供编码器工作用的5V电源. 伺服放大器使能(Watchdog)的继电器输出

当控制器正常上电运行,并且系统和应用软件一切就绪的情况下,在控制器中有两个内部继电器触点可以与伺服驱动器的使能信号相连,用来使能外部伺服放大器.在控制器内采用的是一个固态继电器的常开触点.该使能继电器将在控制器没有供电或伺服轴超出跟随误差限值或者用户程序用WDOF=OFF指令设定打开时断开. 控制器的使能继电器与伺服放大器的接线必须在3相供电开关打开之前完成.

注意:在控制器使能信号处于开路情况下,所有连接的步进和伺服放大器都应处于未 使能状态. CAN总线

MC224具有一个CAN总线的通讯接口.它主要目的是为了连接Trio的扩展I/O模块P315和P325.如果没有使用扩展模块,那么该接口可以用作其它目的的通讯连接. Can总线接口在电气协议层上与Device-Net协议相同,因此可以将控制器作为Device-Net的节点. 模拟量输入

在MC224控制器中,有两路12位精度的模拟量输入通道,它们采集信号的范围为0到10V.它们的接线端子位于面板的下部,用螺丝固定接线端,连接端子的标注为A-,A0和A1.CAN总线连接器上的24V电源必须连接,因为由其为模拟量输入控制电路进行供电.

24V 开关量输入通道

控制器模块上有16个24V的输入通道.通过添加CAN总线的扩展I/O模块,可以扩充至256路输入.

所有的24V输入通道都采用相同的电路结构,其中有8个通道由于具有双向功能,因此其作输出时的输出口与做输入功能时的输入口是同一管脚.这种双向功能的通道,可以根据应用需要任意作为输入或输出通道.如果已经连接外部器件作为输入功能用的通道,在程序编写时,将不能用程序设置其输出值. 24V 输入/输出通道

通道8..15是具有双向功能的I/O.输入和输出采用同一个管脚,其中输出口是一个有保护功能的24V源型输出.这些通道如果没有用作输出,那么就可在程序中用作一个输入.输入通道的电路结构与0..7输入通道的电路结构是一样的.输出电路中有过流保护和热量保护双重功能,当电流超过250mA时,保护电路会起作用将输出关闭. 必须注意输出回路电流不能超过250mA,8个输出口的总负荷不能超过1amp. MC224特性总结 外形尺寸(mm)

262(高)*68(宽)*198(厚) 重量 0.75kg 工作温度 0~45℃

控制输入

正向/反向限位输入,原点输入,进给保持输入 通讯端口

2个RS232C,1200~38400 的波特率 1个RS485,1个串行通讯适配端口

1个CAN 总线接口(与DeviceNet兼容), 1个USB接口 (可扩展Ethernet及Profibus接口) 内存

带后备电池1M 的内存,1M字节的Table数据区, Flash EPROM存储用户程序 记忆棒

具有\"Nexflash Mediastick\"记忆棒插槽,可用来传导程序及数据. 编程

Trio BASIC 多任务编程,(最多可同时执行14个用户程序) 伺服更新率

250μs,500μs 或1ms (缺省状态下为1ms) 位置解析度

32-bit 的位置计数 速度解析度

32-bit 速度/加速度/减速度可随时调整,多段定位时,可平滑连接过渡(Merge 功能). 插补方式

1~24个轴直线插补,圆弧插补,螺旋线插补,轮廓控制,速 度控制,电子齿轮,电子凸轮 电源输入

直流24V,(18—29V,450mA),最大800Ma+数字输出电流 编码器电源输出

5V ,4个编码器电源总共600mA,扩展子板每个150mA 伺服使能输出

2个固态继电器常开触点,直流24V.最大负载100mA,最大电压29V 开关量输入

16 个光电隔离,直流24V 输入 (其中8个可作输出) 开关量输入/输出

8 个光电隔离输入/输出,24V,可任意定义,PNP型. 全部输出电流不能超过1A 模拟量输入

2路12 –bit 0..10V模拟电压输入 运动控制器技术参考手册 硬件概述 2- -

运动控制器技术参考手册 运动控制器技术参考手册

第三篇

FANUC系统简明安装与调试

学 习 重 点

1,以FANUC 0i-B系列数控系统为例学习其控制单元,电源模块,伺服模块,显示单元,MDI单元等硬件是如何进行连接的.

2,数控系统的参数的调出,设置等方法,并了解重要参数的作用.

3,FANUC的PMC功能,包括PMC的接口,PMC程序的分级,PMC的地址,PMC的指令以及PMC屏幕画面功能的使用. 一,典型系统简介 FANUC CNC 产品 高性能数控系统 FS15-B FS15i

中档性能数控系统 4-24轴 复合机床 纳米加工机床 高精密加工机床 3-8轴

0.0001mm加工机床 一般性能数控系统 2-4轴

一般的加工机床 0.001mm

运动控制系统 1-6轴直线插补 传送线或滑台 通用运动控制器 FS16-C FS 16i FS18-C FS18i FS0-C FS21-B FS 21i FSOi-A FSOiB/C FSOi Mate Power Mate

1 FANUC Series 0i - MODEL B

售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最多控制轴数 4 轴

最多控制主轴电机数 2个

可连接的伺服电机 αi , αCi 伺服电机

可连接的主轴电机 αi , αPi , αCi 主轴电机 伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2\" 单色LCD/ 9\" 单色CRT 8.4\" /10.4\"彩色CRT/LCD 显示单元具备PC功能 简单的操作编程支持工具 MANUAL GUIDE 0i

针对磨床的独特控制功能 以太网功能

数据服务器功能 系统主模块

主模块上层功能板 主模块下层功能板

(1)FANUC—OiB系统主模块

CB104/CB105,CB106/CB107:为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口. (2)系统内置I/O模块

JA3:机床手摇脉冲发生器接口.

JD1A:系统I/O LINK 串行输入/输出信号接口 . CD38T:以太网卡(为系统选择件)接口. (3)FANUC—0iB系统连接图

售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最大控制轴数 4 轴

最大控制主轴电机数 2个

可连接的伺服电机 αi S 伺服电机 可连接的主轴电机 αi 主轴电机

伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2\" 单色LCD 8.4\" /10.4\"彩色LCD 显示单元具备PC功能 简单的操作编程支持工具 MANUAL GUIDE 0i

针对磨床的独特控制功能 以太网功能

数据服务器功能

Series 0i - MODEL C是一款具有很高性价比 的超薄一体型CNC系统.该系统功能强大,最多可控制四轴.

2 FANUC Series 0i - MODEL C

1 —_CP1 2—FUSE 3— 电源单元 4— JA7A 5— JD1A 6— JA40 7— JD36B 8—JD36A 9— CN2 10— CA55 11— CA69 12—系统电源风扇 13— 系统存储器电池 (1) FANUC—OiC系统接口

CP1:系统直流24V输入电源接口. FUSE:系统DC24V输入熔断器(5A).

JA7A:串行主轴/主轴位置编码器信号接口.

JA40:模拟量主轴的速度信号接口(0~10V).

JD44A:外接的I/O卡或I/O模块信号接口(I/O LINK控制). JD36A:RS-232-C串行通信接口(0,1通道). JD36B:RS-232-C串行通信接口(2通道). CA69A:伺服检测板接口.

CA55A:系统MDI键盘信号接口. CN2:系统操作软键信号接口. (2)FANUC—OiC系统接口功能 (3)FANUC—Oi MC系统实际连接 MDI键盘接口 伺服接口 RS-232接口 DC24V输入 串行主轴接口 I/O Link接口

售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最大控制轴数 3 轴 (MB) 2 轴 (TB)

最大控制主轴电机数 1个

可连接的伺服电机 αCi , β/ βi伺服电机 可连接的主轴电机 αi , αCi主轴电机

伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2寸黑白LCD 9寸单色CRT

0i Mate - MODEL B 是一款具有很高性价比 的CNC系统.该系统功能强大,最多可控制三轴.

3 FANUC Series 0i Mate - MODEL B (1) 接口功能

(2) FANUC-Oi Mate TB实际接线

售价低廉的功能包提供了很多高效的 CNC功能 最多控制轴数 3 轴

最多控制主轴电机数 1个

可连接的伺服电机 βi S 伺服电机 可连接的主轴电机 βi 主轴电机

伺服接口 FANUC 串行伺服总线 (FSSB) 显示单元 7.2\" 单色LCD

FANUC—Oi Mate系统是一款具有很高性价比的超薄一体型CNC系统.该系列产品有用于车床的FANUC—Oi Mate TC,2轴2联动;用于铣床,加工中心的FANUC—Oi Mate TC,3轴3联动.

4 FANUC Series 0i – Mate C (1) FANUC-Oi Mate C系统组成 βi系列伺服放大器

(2) FANUC-Oi Mate MC系统的连接 αi系列电动机

FANUC 交流伺服电机αis系列 FANUC 交流主轴电机αi系列 二,FANUC 0i B连接 及诊断手段

1. FANUC系统硬件构成

FANUC0i数控系统中的主要部件: 控制单元, 电源模块, 主轴模块, 伺服轴模块 控制单元

1)\"BATTERY\"

用后备电池可以使存储器中的内容保存一年.

当电池电压降低时,在CRT 上就会出现\"BAT\" 字样的系统报警,并且电池报警信号输出给PMC.当这一报警信息出现时,请尽快更换电池.

通常,电池应该在2-3 周内更换,这依据系统的配置而定.如果电池电压下降很多,存储器的内容就不能继续被保持.在这种情况下接通控制单元的电源,就会因为存储器的内容的丢失而出现935 报警(ECC 错误) 1)\"BATTERY 换电池的步骤 ①使用锂电池;

②数控系统通电30秒以上,然后关掉电源; ③系统断电;

④从控制单元的前面板取下电池,首先拔下插头,然后从电池盒中取出电池; ⑤更换电池,重新插入连接插头.

注意:上述3-5步操作必须在10分钟内完成.否则存储器中的所有数据将会丢失. 2)\"STATUS\"(状态)LED灯 3)\"ALARM\"(报警)LED灯 七段码LED灯

4)\"MEMORY CARD CNM1B\"

PMC编辑卡与数据备份存储卡的接口 5)\"JD5A,JD5B\" RS232串行接口.

接口主要用于与外部设备相连,将加工程序,参数等数据通过外部设备输入到系统中或从系统中输出给外部设备(如计算机).

PC可以通过此接口与数控系统相连接,进行数据的传送操作. 6)JA40

模拟主轴插座,此接口与模拟主轴放大器连接,控制模拟主轴电机运转. 7)JA7A

串行主轴或位置编码器接口.

该接口是通过电缆与串行主轴伺服模块(JA7B接口)连接.

当数控系统连接模拟主轴时,位置编码器的主轴反馈信号与此接口(JA7A)相连.

8)\"JA1\"

9\"CRT插座,用于连接数控系统的显示器.显示器端的接口为\"CN1\". 9)\"JA2\"

MDI(手动数据输入装置接口).该接口用于连接MDI单元.

MDI单元是一个键盘,用来手动输入数据,如NC加工程序,设置参数等. 10)\"COP20A\" LCD插座.

当数控系统使用LCD显示器而不是CRT显示器时,使用此接口. 1 1)选配卡微型插槽

这些微型插槽只在0i系列数控系统中有,插槽中可以插接 HSSB板, 以太网板, DeviceNet板, PROFIBUS板, FL-net板, DNC2板等. 12)\"CP1,CP2\"

CP1是电源输入接口,该接口与外部直流+24V电源连接,为控制单元提供电源.CP2是电源输出接口,给外部I/O板供电. 13)\"COP10A\"

FSSB(FANUC Serial Servo Bus ,FANUC 串行伺服总线)接口,是CNC单元与伺服放大器间的信号高速传输总线,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. 14)\"CD38T\"

数据服务器的以太网插座. 15)\"CB104,CB105\"

机床接口插座.它是0i系统内置的I/O板接口,用于机床接口I/O.内置I/O板DI/DO的点数为96/64点.内置DI/DO板必须根据下表用PMC梯形图指定为I/O LINK的第一从属装置. 17)\"JD1A\"

I/O Link接口,它是一个串行接口,用于NC与各种I/O单元进行连接,如操作面板,I/O扩展单元或Power Mate连接起来,并且在所连接的各设备间高速传送I/O信号(bit数据).

三,FANUC伺服系统 1 电源模块

电源模块主要是将三相交流电转换成直流电,为主轴模块和伺服轴模块提供直流电源.

FANUC的α系列电源模块主要分为PSM,PSMR,PSM-HV,PSMV-HV四种,输入电压分为交流200V和交流400V两种. 要点:辨识电源模块型号 PSM -

(1) (2) (3) (4)

(1) 电源模块(Power supply module).

(2) 制动形式.\"无\"――再生制动,\"R\"――能耗制动,\"V\"――电压转换型再生制

动,\"C\"――电容模块. (3) 输出功率(KW).

(4) 输入电压,\"无\"――200V,\"HV\"――400V.

例如:PSM-15 表示输入电压为200V,输出功率为15KW,再生制动的电源模块. 2 伺服模块

伺服模块接受从控制单元发出的进给速度和位移指令信号.伺服模块对控制单元传送过来的数据作一定的转换和放大后,驱动伺服电机,从而驱动机械传动机构,驱动机床的执行部件实现精确的工作进给和快速移动 2 伺服模块

FANUC的α系列伺服模块主要分为SVM,SVM-HV两种 SVM型一个单独模块最多可带三个伺服轴

SVM-HV型一个单独模块最多可以带两个伺服轴. 要点:辨识伺服模块型号 SVM

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

伺服模块(Servo amplifier module) 轴数

第一轴最大电流 第二轴最大电流 第三轴最大电流

6.输入电压,\"无\"=200V,HV=400V

FANUC 0i-MA数控系统属于B型接口类型 3 主轴模块

NC数控系统中的主轴模块用于控制驱动主轴电动机.

FANUC的α系列主轴模块主要分为SPM,SPMC,SPM-HV三种. 要点:辨识主轴模块型号 SPM -

(1) (2) (3) (4)

(1) 主轴模块(Spindle amplifier module). (2) 电动机类型.\"无\"=α系列,\"C\"=αC系列. (3) 额定输出功率.

(4) 输入电压,\"无\"――200V,\"HV\"――400V. 四,系统连接

1.5 FANUC系统综合连接图 五,急停信号的处理 急停信号处理

急停信号可使机床进入紧急停止状态.该信号输入至CNC 控制器,伺服放大器以及主轴放大器.

急停信号(*ESP)触点闭合时,CNC 控制器进入急停释放状态,伺服和主轴电机处于可控制及运行状态.

急停信号(*ESP)触点断开时,CNC 控制器复位并进入急停状态,伺服和主轴电机减速直至停止. 急停信号处理

当主轴电机正在运转时,关断电机动力电源,主轴电机由于惯性会继续转动,这是十分

危险的.

当急停信号(*ESP)触点断开时,在关断主轴电机电源之前,必须确认主轴电机已减速至停止.

急停信号处理

FANUC 控制放大器αi 系列产品是基于以上安全需求考虑而设计的.急停信号应输入电源模块(PSM).

PSM 输出电机动力电源的MCC 控制信号,用来控制加于电源模块的电源的ON/OFF.

急停信号处理

CNC 控制器通过软件限位功能来检测超程.通常情况下,不需要有硬件限位开关来检测超程,然而,如果由于伺服反馈故障致使机床超出软件限位时,则需要有一个行程限位开关与急停信号相连使机床停止.下图举例说明当使用CNC 控制器及αi 系列控制放大器时急停信号的连接. 急停信号处理

六,PMC语言及编程

1 PMC在数控系统中的作用 PMC:可编程机床控制器

(Programmable Machine Controller) 1 PMC在数控系统中的作用

PMC程序是用来控制数控机床的顺序动作的,常见的顺序程序的形式有:语句表,梯形图,流程图三类.

2 数控机床PMC程序完成的功能 :

(1)编译功能:编译接口信号,控制机床的动作.

①对机床控制面板的各个按键,旋钮输入信号进行编译处理,以控制数控系统运行状态.

②对辅助功能指令(M,S,T)的译码.对辅助功能的接口信号进行译码处理,将它转化为相应的控制指令,通过与其他状态的逻辑运算控制机床的运行,如刀具交换,冷却启停工作台交换等.

2 数控机床PMC程序完成的功能 :

(2)机床外部输入/输出信号的控制.将机床侧的各类开关信号送入PMC,经逻辑运算后将运算结果送入到输出口,控制机床侧的动作,如液压系统的启停,刀库(或转塔),机械手工作台交换机构等的控制.

(3)伺服控制.控制主轴和伺服进给驱动装置的使能信号,以满足伺服驱动的条件,控制制机床的运行.

(4)其他外围设备的控制.如测头,软盘驱动器等. 3 编制PMC控制机床的顺序程序的步骤

(1)控制系统开发开始,确定控制对象(机床,CNC,PMC).

(2)确定控制对动作的规格,算出输入/输出点数,估计控制规模. (3)制定接口规格,分配DI,DO. (4)编制梯形图,编制地址表.

(5)顺序程序的输入,调试,如果有仿真器可在仿真器上对程序进行先期的调试. (6)系统运行(RAM).

(7)程序运行正常,无须进行修改,用PMC写入器向ROM写入. (8)系统运行(ROM).

(9)顺序程序的保存,将程序存入软盘和ROM.

(10)将顺序程序的梯形图及索引打印出来,交付机床. 4 PMC接口信号 向PMC输入的信号:

从CNC来的输入信号(M功能,T功能信号)

从机床来的输入信号(循环启动,进给暂停信号等). 从PMC输出的信号:

向CNC的输出信号(循环启动,进给暂停信号等)

向机床输出的信号(刀架回转,主轴停止等).信号如图2-3所示. 5 地址

地址表示信号的位置,这些信号包括机床的输入/输出信号,CNC输入/输出信号,内部继电器,计数器,保持型继电器(PMC:用参数),数据表等,每个信号都有确定的地址. 5 地址

(1)地址的种类. 5 地址

2)地址的规定.地址由地址号(每8个信号)和位号(0～7)组成 地址中的字母的规定 : G0—G255,G1000—G1255

由PMC输出到CNC的信号(PMC CNC) G

F0—F255,F1000—F1255

来自CNC侧的输入信号(CNC PMC) F

Y0—Y127,Y1000—Y1008

由PMC输出到机床侧的信号(PMC MT) Y

X0—X127,X1000—X1011

来自机床侧的输入信号(MT PMC) X

PMC-SA3 PMC-SA1

型号及地址的划分 信号的种类 字 符

地址中的字母的规定 : P1—P512 —

子程序号 P

L1—L9999 — 标号 L

T0—T79

可变定时器 T

D0—D1859 — 数据表 D

K0—K19

保持型继电器 K

C0—C79 计数器 C

A0—A24

信号显示请求信号 A

R0—R1499 R9000—R9117 R0—R1999 R9000—R9090 内部继电器 R

6 基本指令

表2-3 Fanuc PMC 基本指令

将指定的信号状态取非后逻辑与. AN

AND.NOT 6

逻辑与 A AND 5

将逻辑运算结果(ST0的状态)取非后输出到指定的地址. WN

WRT.NOT 4

将逻辑运算结果(ST0的状态)输出到指定的地址. W WRT 3

将读入的指定信号的逻辑状态取非后设到ST0. RN

RD.NOT 2

读入指定的信号状态并设置在ST0中.

R RD 1

格式2 (键操作) 格式1 (代码) 功 能 指 令 序号

6 基本指令

ST0的状态取反后和指定地址中的信号逻辑与,将结果返回到指定的地址中. RST RST 14

ST0和指定地址中的信号逻辑或后,将结果返回到指定的地址中. SET SET 13

ST0和ST1逻辑或后,堆栈寄存器右移一位. OS

OR.STK 12

ST0和ST1逻辑与后,堆栈寄存器右移一位. AS

AND.STK 11

将寄存器的内容左移1位,把指定地址的信号状态取非后设到ST0 RNS

RD.NOT.STK 10

将寄存器的内容左移1位,把指定地址的信号状态设到ST0 RS

RD.STK 9

将指定的信号状态取非后逻辑或. ON

OR.NOT 8

逻辑或 O OR 7

7 PMC的显示

按下CRT上的功能键[SYSTEM]及[PMC]软键将屏幕转到PMC基本屏幕,在屏幕底部显示软键意义. [PMCDGN]-->[Title] [PMCDGN]-->[Status] [PMCDGN]-->[Alarm] [PMCDGN]-->[Trace] PMCPRM PMCLAD

[PMCDGN]-->[I/O] 8 PMC的备份及恢复

PMC可以在系统启动前备份到CF卡上,也可以在系统启动后通过RS232C串口JD5A或JD5B备份到计算机上或CF卡上.

备份出来的程序可以通用Fanuc LADDER III软件进行编辑,完了以后可以将之再传回到PMC,这个过程的具体操作方法详见实验指导书. 七,FANUC系统参数 1,参数的作用

CNC系统设置了许多初始参数来配合,适应相配套的数控机床的具体状况,部分参数还要经过调试来确定 2 , 参数的分类

数控机床的参数主要包括:

数控系统参数(CNC参数),机床可编程控制器参数(PMC参数).

果按照机床参数所具有的性质分类,分为普通型参数和秘密级参数. 3 , 参数的应用

1,利用机床的某些参数调整机床,

2,根据机床的运行状态对有些参数进行必要的修正.

3,由于参数不合适而引起故障也很常见,所以维修人员必须了解和掌握这些参数,并将整机参数的初始设定记录在案,妥善保存,以便维修时使用 4 , 参数画面的操作

按[SYSTEM]一次或几次,切换画面到[参数]或[PARAM] ] 5 , 查找想要的参数

(1) 用翻页键或光标移动键,显示需要的页面.

(2)从键盘输入想显示的参数号,然后按软键[NO.SRH].这样可显示包括指定参数所在的页面,光标同时在指定参数的位置(数据部分变成反转文字显示) No.SRH

6 , 参数的设定

1. 将NC置于MDI方式或急停状态. 2. 用以下步骤使参数处于可写状态.

(1) 按SETTING功能键一次或多次后,再按软键[SETTING],可显示SETTING画面的第一页.

(2) 将光标移至\"PARAMETER WRITE\"处.

(3) 按[操作]软键显示操作选择软键,如图3-2所示. 6 , 参数的设定 6 ,参数的设定

(4) 按软键[ON:1] 或输入1,再按软键[INPUT],使\"PARAMETERWRITE\" = 1.这样参

数成为可写入状态,同时CNC发生P/S报警100(允许参数写入) 6 , 参数的设定

3. 按功能键SYSTEM一次或多次后,再按软键[PARAM],显示参数画面. 6,参数的设定

4. 显示包含需要设定的参数的画面,将光标置于需要设定的参数的位置上. 5. 输入数据,然后按[INPUT]软键.输入的数据将被设定到光标指定的参数. 6. 若需要则重复步骤(4.)和(5.). 6 ,参数的设定

7. 参数设定完毕.需将参数设定画面的\"PARAMETER WRITE = \"设定为0,禁止参数设定.

8. 复位CNC,解除P/S报警100.但在设定参数时,有时会出现P/S报警000(需切断电源),此时请关掉电源再开机. 6 ,参数的设定 例12000 [INPUT] 6 ,参数的设定 注意:

希望从选择的参数号开始连续地输入数据时,可以在数据和数据之间用(;)分隔进行输入.

[例] 用按键输入 10;20;30;40 再按软键[INPUT]时,从光标所在位置的参数开始,按顺序设定10,20,30,40. 八,参数的备份与恢复 1 ,系统参数的备份方法

(1) 选择EDIT方式,或使系统处于急停状态.

(2) 按功能键SYSTEM一次或几次后,再按操作选择软键[PARAM],显示参数画面,如图3-3所示.

1 ,系统参数的备份方法

(3) 按[(OPRT)]软键,显示出操作选择软键后,按右边的连续菜单软键,显示出包含[PUNCH]的软键

(4) 按[PUNCH]软键,显示变为图3-4所示:

(5) 按[EXEC]软键,开始输出参数.正在输出参数时,画面下部的状态显示上的\"OUTPUT\"闪烁,如图3-5所示.

(6) 参数输出停止时,\"OUTPUT\"的闪烁会停止.按 RESET键停止参数的输出. 2 , 通过RS232C串口恢复系统参数的方法 (1)将CNC置于急停状态. (2)使参数处于可写状态.

①按[OFFSET SETTING] 功能键一次或多次,再按操作选择软键[SETTING],显示出参数设定画面.

②移动光标,将光标置于\"PARAMETER WRITE\"上. ③按软键[(OPRT)]显示出操作选择软键.

④按软键[NO:1] 或用键输入1后,再按输入软键[INPUT],将\"PARMATER WRITE =\"设为1.于是,参数处于可设定状态.同时出现P/S报警100(参数可写入). 2 , 通过RS232C串口恢复系统参数的方法

(3)按SYSTEM一次或多次,再按[PARAM]软键选择参数画面.

(4)按[(OPRT)]软键显示操作选择软键,再按右边的继续菜单软键,显示出包含[READ]软键的另一组操作选择软键,如图3-6所示. 2 ,通过RS232C串口恢复系统参数的方法

(5)按[READ]软键,软键的显示变化如图3-7所示:

(6) 按[EXEC]软键,从输入/输出设备开始输入参数.正在输入参数时,画面下部状态显示上的\"INPUT\"会闪烁,如图3-8所示.

2 ,通过RS232C串口恢复系统参数的方法

(7) 当参数输入完成时,\"INPUT\"的闪烁停止.如果想中途停止输入,请按RESET键. (8) 当参数输入完成时,\"INPUT\"的闪烁停止,会出现P/S报警000,此时需要关断电源一次.

九,FANUC系统故障及恢复 故障的定位 何时发故障

进行了什么操作 故障内容

掌握的故障情况 妥善的处置 恢 复

1,系统故障报警的分类

1.P/S程序报警(000～253):在程序的编辑,输入,存储,执行过程中出现的报警,这些报警大多数是因为输入了错误的地址,数据格式或不正确的操作方法等造成的,根据具体报警代码,纠正操作方法或修改加工程序就可恢复.

2.APC(绝对脉冲编码器)报警(300～309):检测绝对脉冲编码器的通信参数保存的故障.由于采用电池保存编码器的数据,不正确的电池更换步骤或其他原因造成数据丢失,都会造成报警.

1,系统故障报警的分类

3.SV(伺服)报警(400～468,600～607):这类报警在后面有较详细的叙述. 4.超程报警(50O～515):通过一定的方法将机床的超程轴移出超程区即可. 5.PMC报警(600～606):PMC程序编辑及运行中出现的报警.

6.过热报警(700～704):系统温度传感器装置检测到系统温度过高. 7.系统错误(900～976):系统的硬件,软件故障. 8.后台编辑报警. 9.宏程序报警.

10.PMC程序运行报警(1000～) 2 ,典型系统故障分析和恢复 P/S00#报警 故障原因:

设定了重要参数,如伺服参数,系统进入保护状态,需要系统重新启动,装载新参数. 恢复办法:

在确认修改内容后,切断电源,再重新启动即可. 2 ,系统故障分析和恢复 P/S100#报警 故障原因:

修改系统参数时,将写保护设置PWE=1后,系统发出该报警. 恢复方法:

(1)发出该报警后,可照常调用参数页面修改参数. (2)修改参数进行确认后,将写保护设置PWE=0.

(3)按RESET键将报警复位,如果修改了重要的参数,需重新启动系统. 2 ,系统故障分析和恢复 P/S101#报警 故障原因:

存储器内程序存储错误,在程序编辑过程中,对存储器进行存储操作时电源断开,系统无法调用存储内容. 恢复方法:

(1)在MDI方式,将写保护设置为PWE=1. (2)系统断电,按着(DELETE)键,给系统通电.

(3)将写保护设置为PWE=0,按RESET键将101#报警消除. 2 ,系统故障分析和恢复

P/S85#～87#(串行接口故障) 故障原因:

在对机床进行参数,程序的输入时,往往用到串行通信,利用RS232接口将计算机或其他存储设备与机床连接起来.当参数设定不正确,电缆或硬件故障时会出现报警. 2 ,系统故障分析和恢复 P/S90#报警(回零动作异常) 故障原因:

返回参考点中,开始点距参考点过近或是速度过慢.

2 ,系统故障分析和恢复

4.2.6 300#报警(要求返回参考点报警) 故障原因:

绝对脉冲编码器的位置数据由电池进行保持,不正确的更换电池方法(在断电的情况下换电池)及更换编码器,拆卸编码器的电缆,可能造成此故障. 恢复方法:

该报警的恢复就是使系统记忆机床的位置. 2 ,系统故障分析和恢复

401#和404#报警(伺服准备完成信号断开报警) 故障原因:

401#:如果一个伺服放大器的伺服准备信号(VRDY)没有接通,或者在操作中信号关断,发生此报警.

404#:如果一个伺服放大器的伺服准备信号(VRDY)总保持接通,发生此报警. 2 ,系统故障分析和恢复

FANUC系统CNC与伺服放大器信号示意图 2 ,系统故障分析和恢复 恢复方法:

当发生报警时首先确认急停按钮是否处于释放状态.

(1)伺服放大器无吸合动作(MCCC)时,检查:伺服放大器侧或电源模块的急停按钮或急停电路故障;伺服放大器的电缆连接问题;伺服放大器或轴控制回路故障(可采用置

换法对怀疑部件进行置换分析).

(2)伺服放大器有吸合动作,但之后发生报警;伺服放大器本身有报警,可以参考放大器报警提示;伺服参数设定不正确,对照参数清单进行检查. 2 , 系统故障分析和恢复

700#报警(控制单元过热报警) 原因及处理:

如果CNC控制单元的环境温度过高,就发生此报警.作为安装条件,CNC的环境温度一定不能超过55℃.

在主CPU板上安装有温度监测回路,如果周围温度过高就会引发报警.采取正当有效的措施,使安装CNC控制单元的电器柜温度下降到0到55℃之间.如果周边温度并无异常,则主板(主CPU板)可能出了故障.