数控系统连接
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环增益(Kv)、速度/加速度、螺距补偿以及与轮廓监控有关的数据， 在维修中都有可能进行调整。 • 3.主轴数据 • 主轴数据是对主轴在不同传动级(变速挡)下的特性加以调整以及对主 轴控制功能进行选择的参数，在维修中都有可能进行调整。
• 3. 4. 2 PLC数据
• 数控系统参数的设定依据主要有两方面，一是系统生产厂家根据机床 生产厂家所需要的CNC功能，对系统的基本功能进行的设定;二是机 床生产厂按各机床的实际工作情况，对标准数控系统进行的设定与调 整。
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3. 4数控系统参数
• 与系统功能有关的参数直接决定了系统的配置和功能，设定错误可能 会导致系统功能的丧失;机床性能有关的系统参数设定错误，可能会 影响机床的动、静态性能、定位精度等。因此，保证系统参数的正确 设定对机床的正常工作至关重要。
• (5) CA114:系统参数维持电池接口(3V铿电池)。 • (6)~(12)分别为JA7A、JD1A、JA40、JD36B、JD36A、 JA2、
COP10A和JNBM接口。 • 数控系统显示装置为7. 2英寸的黑白LCD, MDI单元为FANUC的标准
键盘，显示器与键盘为垂直方式。 • 伺服放大器和电机采用标配的βi伺服单元和βis进给伺服电机。系统
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3. 1数控机床的组成及常见系统
• 2. SIEMENS系统的数控装置 • SIEMENS公司有SIN3 、8 、810、820 、850、880 、802、840等
系列数控装置，每个系列都是用于不同性能和功能的机床数控装置。 SIEMENS数控装置采用模块化结构，具有接口诊断和、数据通信能。 • 3.华中数控系统 • 华中公司有“世纪星”HNC-21/22 , HNC-18i/19i等数控系统。系统 采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置8. 4“或10. 4“彩色液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手 持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及 软驱、DNC、以太网等程序交换功能，具有低价格、高性能、配置 灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。
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3. 3 FANUC 0i Mate-TC数控系统
• (8 ) CE56C/CE57C ; I/O Link上的机床操作面板接口。 • (9)CPD1，分线盘I/O模抉。 • (10)SVU:进给伺服驱动放大器单元。 • (11)CB150A: I/O模块上输入/输出信号端子接口。 • 图3 -7为CAK6150Di数控车床配置2006年6月后生产的FANUC 0i
Mate-TC系统连接配置图。 • (1) 1A/1B (CA116A/CA116B):系统冷却风扇接口。 • (2) CN8; LCD视频显示屏插座。 • (3) CNM1A:外接系统存储卡插座。 • (4) CP1:DC24V插座。
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3. 3 FANUC 0i Mate-TC数控系统
• 3.4.1机床数据
• NC Machine Data (NC-MD)数据是使系统与具体机床相匹配所设置 的有关数据，其中包括:
• 1.通用数据 • 通用数据一般直接使用系统生产厂的出厂数据，机床厂、用户一般不
做调整。
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3. 4数控系统参数
• 2.进给轴数据 • 在这些参数中，坐标轴的漂移补偿、传动间隙补偿、复合增益、位置
定数据、刀补数据、R参数、零偏、补偿数据、零件程序、标准循环)， 用户程序和机床数据技术文件。 • (2)文本管理器和编程工具
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• 3)更新软盘 • (1)带操作提示的系统更新软件。 • (2)用更新程序可将压缩的802 Sbaseline系统软件装入
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• 计算机数控装置(以下简称数控装置)与数控系统的功能部件(主轴模块、 • 进给伺服模块、PLC模块等)和机床进行信息传递、交换和控制的端
口，称为接口。接口在数控系统中占有重要的位置。不同功能模块与 数控系统相连接，采用与其相应的输入输出(I/ O )接口。 • 数控装置与数控系统各个功能模块和机床之间的联系信息和控制信息， 不能直接连接，必须通过I/ 0O接口电路连接起来，接口电路的主要 任务有以下几个内容。 • (1)进行电平转换和功率放大。 • (2)提高数控装置的抗干扰性能，防止外界的电磁干扰噪声引起误动 作。
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• (3)输入接口接收机床操作面板的各开关信号、按钮信号、机床上的 各种限位开关信号及数控系统各个功能模块的运行状态信号，若输入 的是触点输入信号，要消除其振动。
• (4)输出接口是将各种机床工作状态的信息送至机床操作面板上显示， 将控制机床辅助动作信号送至电柜，从而控制连接机床主轴、刀库、 液压、冷却等单元的继电器和接触器。
主轴为变频器驱动三相电动机。 • I/O装置采用CNC与I/O Link单元相连，手轮和I/O分线盘与I/O Link相
连。
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3. 4数控系统参数
• 一般来说，系统与机床生产厂家在提供系统与机床时，均应提供最终 的系统参数设定表。在进行维修工作时，维修人员应随时参考“系统 参数”的设置情况，对机床进行必要的调整与维修。特别是在更换数 控系统模块前，一定要事先记录数控系统的原始设置参数，以便机床 功能的恢复。
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3. 3 FANUC 0i Mate-TC数控系统
• FANUC 0iC/0i-Mate-C包括加工中心/铣床用的0iMC/0i Mate-MC和 车床用的0iTC/ 0i Mate-TC，各系统一般配置如表3-2。
• FANUC 0i MateTC数控系统是FANUC公司2004年在21i数控系统的 基础上开发的普及型高性能的数控系统，2006年6月又对系统的硬件 和软件进行了升级提升，在硬件方面进行了优化，集成度更高，系统 硬件故障诊断更加快捷，在软件方面对系统功能包参数进行了保护， 即使系统进行全清操作，也不会删除功能包参数，同时增加参数设定 画面进行人机对话，方便了参数调整。图3-6为FANUC 0i Mate-TC 数控系统连接。功能包为B包功能，可以控制2个CNC轴和2轴联动， 系统无扩展功能。
• 3.2.1西门子SINUMERIK 802S/C数控系统连接
• 1.西门子SINUMERIK802S的软件组成 • 1)位于CNC中永久存储器FLASH中的系统软件 • (1)引导软件(BOOT软件)把系统软件从永久存储器装载到用户存储器 • (DRAM)中，并启动系统。
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• 3.1.2常见数控系统
• 1. FANUC系统的数控装置 • FANUC公司的产品: • (1)FS-0;
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3. 1数控机床的组成及常见系统
• 每类可提供多种可选择的功能，从结构上看，数控装置已由大块板结 构来自百度文库向模块化结构，电路板采用多层板和高密度表面安装技术(SMT)， 使用专用大规模集成电路芯片(LEI) 。 LEI有总线仲裁控制器(BAC)、 输入/输出控制器(IOC)、位置控制MB87103 。MB87103包括了数字 积分法(DDA)插补、误差寄存器、基准计数器、脉宽调制和检测倍率 (DMR)。制造自动化协议(MAP)接口可实现与上级单元控制器或主计 算机通信。有些数控装置的故障诊断采用了专家诊断系统。
SIEMENS802S中。 • 2.西门子SINUMERIK 8025/C数控系统连接示例 • 802S/C由下列部分组成: • (1)操作面板(OPI) 。 • (2)机床面板(MCP) 。 • (3) NC单元(ECU):带全部接口(802S接口和802 C接口有区别)。
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• (2) MMC软件(人机通信)执行所有的功能。 • (3) NCK软件(数控主机)执行所有NC功能，该软件控制1个带最多三 • 个进给轴和一个主轴的NC通道。 • (4) PLC(可编程逻辑控制器)循环执行内装PLC用户程序。 • (5)内装PLC用户程序实例。 • 2)工件盒软件 • (1)用于PC/PG的WNPCIN传动软件，可传送用户数据(机床数据、设
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• 3.2.2西门子SINUMERIK 802S数控系统的接口
• 图3 -4所示为早期西门子SINUMERIK 8025数控系统ECU上接口布置。 • 图3 -5所示为2002年后8025数控系统ECU上接口布置，与早期系统
相比改进了驱动器接口，可以连接包括主轴在内最多4个模拟驱动的 功率模块，增加了PLC输入接口。 • (1) X1; DC24V电源接口。 • (2) X2; RS232通信接口，9芯D型插座。 • (3) X6:主轴编码器接口(ENCODER) , 15芯D型插座用于连接增量编 码器。
开关(BERG)信号或非触点传感器，作为进给轴的参考点开关。 • (7)X100~X105:数字信号输入接口;X200~X201:数字信号输出接口。 • (8)S3:调试开关;S2和D15用于内部调试;F1:保险。 • 图3 -4所示的SINUMERIK 8025的ECU上各接口引脚定义见表3-1。
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3. 3 FANUC 0i Mate-TC数控系统
• (1) CP1:外接DC24V直流稳压电源输出端口。 • (2) COP10A:系统伺服高速总线FSSb光缆接口，与伺服放大器的
COP10B相连。 • (3 )JA7 A:串行主轴/主轴位置编码器接口。 • (4) JA40:模拟量主轴速度控制接口/高速跳转信号接口。 • (5)JD36A/JD36B ; RS232 -1 ( 0 , 1通道)/RS232 -2 (2, 3通道)接口， • 电脑和数控系统接口(可以不接)。 • (6) JA2:系统MDI单元接口。 • (7) JD1A:外接I/0卡或I/O模块装置接口。
第3章数控系统连接
• 3. 1数控机床的组成及常见系统 • 3. 2西门子SINUMERIK 802S数控系统 • 3. 3FANUC 0i Mate-TC数控系统 • 3. 4数控系统参数 • 3. 5数控系统参数异常故障诊断
3. 1数控机床的组成及常见系统
• 3.1.1数控机床的组成
• 数字控制机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的 机床，它是数控技术的典型应用。数控系统是实现数字控制的装置， 计算机数控系统是以计算机为核心的数控系统。计算机数控系统由输 入/输出装置、CNC装置、可编程控制器、驱动装置和I/O接口组成， 如图3-1所示。
• (4)输入输出模块(DI/O) ; 16路输入和16路输出(ECU最多可以配置4 • 个DI/O模块)。 • (5)驱动系统:8025使用STEPDRIVEC或STEPDRIVEC+驱动系统，使
用两相混合式步进电机;802 C使用611 A驱动系统(由反馈模块，功率 模块和控制模块组成)，使用西门子1 FTS系列交流伺服电机。 • (6)电源系统:工作电源为直流24 V 。 • (7)通信接口(RS232)在使用外部PC/PG与西门子SINUMERIK802 S/ • 802C base line进行数据通信WINPCIN)或编写PLC程序时，使用 RS232接口。 • 早期的西门子802数控系统其部件连线如图3-2和图3-3所示。
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• (4)x7:驱动接口(AXIS), 50芯D型插座，用于连接具有包括主轴在内 • 最多4个模拟驱动的功率模块。 • (5)X10:手轮接口(MPG) , 10芯插头。 • (6)x20:数字输入高速接口，用于连接NC-READY继电器和接近感应
• 3. 4. 2 PLC数据
• 数控系统参数的设定依据主要有两方面，一是系统生产厂家根据机床 生产厂家所需要的CNC功能，对系统的基本功能进行的设定;二是机 床生产厂按各机床的实际工作情况，对标准数控系统进行的设定与调 整。
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3. 4数控系统参数
• 与系统功能有关的参数直接决定了系统的配置和功能，设定错误可能 会导致系统功能的丧失;机床性能有关的系统参数设定错误，可能会 影响机床的动、静态性能、定位精度等。因此，保证系统参数的正确 设定对机床的正常工作至关重要。
• (5) CA114:系统参数维持电池接口(3V铿电池)。 • (6)~(12)分别为JA7A、JD1A、JA40、JD36B、JD36A、 JA2、
COP10A和JNBM接口。 • 数控系统显示装置为7. 2英寸的黑白LCD, MDI单元为FANUC的标准
键盘，显示器与键盘为垂直方式。 • 伺服放大器和电机采用标配的βi伺服单元和βis进给伺服电机。系统
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3. 1数控机床的组成及常见系统
• 2. SIEMENS系统的数控装置 • SIEMENS公司有SIN3 、8 、810、820 、850、880 、802、840等
系列数控装置，每个系列都是用于不同性能和功能的机床数控装置。 SIEMENS数控装置采用模块化结构，具有接口诊断和、数据通信能。 • 3.华中数控系统 • 华中公司有“世纪星”HNC-21/22 , HNC-18i/19i等数控系统。系统 采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置8. 4“或10. 4“彩色液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手 持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及 软驱、DNC、以太网等程序交换功能，具有低价格、高性能、配置 灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。
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3. 3 FANUC 0i Mate-TC数控系统
• (8 ) CE56C/CE57C ; I/O Link上的机床操作面板接口。 • (9)CPD1，分线盘I/O模抉。 • (10)SVU:进给伺服驱动放大器单元。 • (11)CB150A: I/O模块上输入/输出信号端子接口。 • 图3 -7为CAK6150Di数控车床配置2006年6月后生产的FANUC 0i
Mate-TC系统连接配置图。 • (1) 1A/1B (CA116A/CA116B):系统冷却风扇接口。 • (2) CN8; LCD视频显示屏插座。 • (3) CNM1A:外接系统存储卡插座。 • (4) CP1:DC24V插座。
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3. 3 FANUC 0i Mate-TC数控系统
• 3.4.1机床数据
• NC Machine Data (NC-MD)数据是使系统与具体机床相匹配所设置 的有关数据，其中包括:
• 1.通用数据 • 通用数据一般直接使用系统生产厂的出厂数据，机床厂、用户一般不
做调整。
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3. 4数控系统参数
• 2.进给轴数据 • 在这些参数中，坐标轴的漂移补偿、传动间隙补偿、复合增益、位置
定数据、刀补数据、R参数、零偏、补偿数据、零件程序、标准循环)， 用户程序和机床数据技术文件。 • (2)文本管理器和编程工具
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• 3)更新软盘 • (1)带操作提示的系统更新软件。 • (2)用更新程序可将压缩的802 Sbaseline系统软件装入
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• 计算机数控装置(以下简称数控装置)与数控系统的功能部件(主轴模块、 • 进给伺服模块、PLC模块等)和机床进行信息传递、交换和控制的端
口，称为接口。接口在数控系统中占有重要的位置。不同功能模块与 数控系统相连接，采用与其相应的输入输出(I/ O )接口。 • 数控装置与数控系统各个功能模块和机床之间的联系信息和控制信息， 不能直接连接，必须通过I/ 0O接口电路连接起来，接口电路的主要 任务有以下几个内容。 • (1)进行电平转换和功率放大。 • (2)提高数控装置的抗干扰性能，防止外界的电磁干扰噪声引起误动 作。
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• (3)输入接口接收机床操作面板的各开关信号、按钮信号、机床上的 各种限位开关信号及数控系统各个功能模块的运行状态信号，若输入 的是触点输入信号，要消除其振动。
• (4)输出接口是将各种机床工作状态的信息送至机床操作面板上显示， 将控制机床辅助动作信号送至电柜，从而控制连接机床主轴、刀库、 液压、冷却等单元的继电器和接触器。
主轴为变频器驱动三相电动机。 • I/O装置采用CNC与I/O Link单元相连，手轮和I/O分线盘与I/O Link相
连。
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3. 4数控系统参数
• 一般来说，系统与机床生产厂家在提供系统与机床时，均应提供最终 的系统参数设定表。在进行维修工作时，维修人员应随时参考“系统 参数”的设置情况，对机床进行必要的调整与维修。特别是在更换数 控系统模块前，一定要事先记录数控系统的原始设置参数，以便机床 功能的恢复。
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3. 3 FANUC 0i Mate-TC数控系统
• FANUC 0iC/0i-Mate-C包括加工中心/铣床用的0iMC/0i Mate-MC和 车床用的0iTC/ 0i Mate-TC，各系统一般配置如表3-2。
• FANUC 0i MateTC数控系统是FANUC公司2004年在21i数控系统的 基础上开发的普及型高性能的数控系统，2006年6月又对系统的硬件 和软件进行了升级提升，在硬件方面进行了优化，集成度更高，系统 硬件故障诊断更加快捷，在软件方面对系统功能包参数进行了保护， 即使系统进行全清操作，也不会删除功能包参数，同时增加参数设定 画面进行人机对话，方便了参数调整。图3-6为FANUC 0i Mate-TC 数控系统连接。功能包为B包功能，可以控制2个CNC轴和2轴联动， 系统无扩展功能。
• 3.2.1西门子SINUMERIK 802S/C数控系统连接
• 1.西门子SINUMERIK802S的软件组成 • 1)位于CNC中永久存储器FLASH中的系统软件 • (1)引导软件(BOOT软件)把系统软件从永久存储器装载到用户存储器 • (DRAM)中，并启动系统。
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• 3.1.2常见数控系统
• 1. FANUC系统的数控装置 • FANUC公司的产品: • (1)FS-0;
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3. 1数控机床的组成及常见系统
• 每类可提供多种可选择的功能，从结构上看，数控装置已由大块板结 构来自百度文库向模块化结构，电路板采用多层板和高密度表面安装技术(SMT)， 使用专用大规模集成电路芯片(LEI) 。 LEI有总线仲裁控制器(BAC)、 输入/输出控制器(IOC)、位置控制MB87103 。MB87103包括了数字 积分法(DDA)插补、误差寄存器、基准计数器、脉宽调制和检测倍率 (DMR)。制造自动化协议(MAP)接口可实现与上级单元控制器或主计 算机通信。有些数控装置的故障诊断采用了专家诊断系统。
SIEMENS802S中。 • 2.西门子SINUMERIK 8025/C数控系统连接示例 • 802S/C由下列部分组成: • (1)操作面板(OPI) 。 • (2)机床面板(MCP) 。 • (3) NC单元(ECU):带全部接口(802S接口和802 C接口有区别)。
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• (2) MMC软件(人机通信)执行所有的功能。 • (3) NCK软件(数控主机)执行所有NC功能，该软件控制1个带最多三 • 个进给轴和一个主轴的NC通道。 • (4) PLC(可编程逻辑控制器)循环执行内装PLC用户程序。 • (5)内装PLC用户程序实例。 • 2)工件盒软件 • (1)用于PC/PG的WNPCIN传动软件，可传送用户数据(机床数据、设
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• 3.2.2西门子SINUMERIK 802S数控系统的接口
• 图3 -4所示为早期西门子SINUMERIK 8025数控系统ECU上接口布置。 • 图3 -5所示为2002年后8025数控系统ECU上接口布置，与早期系统
相比改进了驱动器接口，可以连接包括主轴在内最多4个模拟驱动的 功率模块，增加了PLC输入接口。 • (1) X1; DC24V电源接口。 • (2) X2; RS232通信接口，9芯D型插座。 • (3) X6:主轴编码器接口(ENCODER) , 15芯D型插座用于连接增量编 码器。
开关(BERG)信号或非触点传感器，作为进给轴的参考点开关。 • (7)X100~X105:数字信号输入接口;X200~X201:数字信号输出接口。 • (8)S3:调试开关;S2和D15用于内部调试;F1:保险。 • 图3 -4所示的SINUMERIK 8025的ECU上各接口引脚定义见表3-1。
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3. 3 FANUC 0i Mate-TC数控系统
• (1) CP1:外接DC24V直流稳压电源输出端口。 • (2) COP10A:系统伺服高速总线FSSb光缆接口，与伺服放大器的
COP10B相连。 • (3 )JA7 A:串行主轴/主轴位置编码器接口。 • (4) JA40:模拟量主轴速度控制接口/高速跳转信号接口。 • (5)JD36A/JD36B ; RS232 -1 ( 0 , 1通道)/RS232 -2 (2, 3通道)接口， • 电脑和数控系统接口(可以不接)。 • (6) JA2:系统MDI单元接口。 • (7) JD1A:外接I/0卡或I/O模块装置接口。
第3章数控系统连接
• 3. 1数控机床的组成及常见系统 • 3. 2西门子SINUMERIK 802S数控系统 • 3. 3FANUC 0i Mate-TC数控系统 • 3. 4数控系统参数 • 3. 5数控系统参数异常故障诊断
3. 1数控机床的组成及常见系统
• 3.1.1数控机床的组成
• 数字控制机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的 机床，它是数控技术的典型应用。数控系统是实现数字控制的装置， 计算机数控系统是以计算机为核心的数控系统。计算机数控系统由输 入/输出装置、CNC装置、可编程控制器、驱动装置和I/O接口组成， 如图3-1所示。
• (4)输入输出模块(DI/O) ; 16路输入和16路输出(ECU最多可以配置4 • 个DI/O模块)。 • (5)驱动系统:8025使用STEPDRIVEC或STEPDRIVEC+驱动系统，使
用两相混合式步进电机;802 C使用611 A驱动系统(由反馈模块，功率 模块和控制模块组成)，使用西门子1 FTS系列交流伺服电机。 • (6)电源系统:工作电源为直流24 V 。 • (7)通信接口(RS232)在使用外部PC/PG与西门子SINUMERIK802 S/ • 802C base line进行数据通信WINPCIN)或编写PLC程序时，使用 RS232接口。 • 早期的西门子802数控系统其部件连线如图3-2和图3-3所示。
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3.2西门子SINUIVIERIK 802S数控系统
• (4)x7:驱动接口(AXIS), 50芯D型插座，用于连接具有包括主轴在内 • 最多4个模拟驱动的功率模块。 • (5)X10:手轮接口(MPG) , 10芯插头。 • (6)x20:数字输入高速接口，用于连接NC-READY继电器和接近感应