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项目一：系统认知实训任务一：认知数控实验台结构及基本操作任务二：认知FANUC数控系统组成及硬件连接任务三：认识FANUC数控系统软件界面及基本操作任务一：认知数控实验台结构及基本操作1．1目的要求：1、了解NNC-RTF-AE数控机床综合实验台的组成和电缆连接；2、掌握NNC-RTF-AE数控机床综合实验台的开机方法及步骤。1．2相关知识：NNC-RTF-AE数控机床综合实验台由八块控制演示板和一台模拟车（铣）床组成。其控制演示板布置如图1-1所示，控制演示板各部分的组成如下：1）系统模块2）主板模块3）电器模块4）I/O模块5）换刀模块6）主轴模块7）进给模块8）电源模块图1-1在模拟车床后侧有8个电缆接插头，分别接着演示板。（图1-2）1系统2主板3主轴4I/O5换刀6进给X7进给Y8电源RTF实验台主电机X、Z动力X、Z反馈I/O光栅手轮/电磁阀刀架/工作灯编码器图1－21．3实训步骤：1)将系统板上的JA12插头插上。2)将I/O模块演示板左下方的CE56插头插上。3)电器模块演示板的上方有以下器件组成：4个空气开关（QS1~QS4）；1个接触器（KM0）1个直流24V小型继电器（KA0）。24V开关电源:AC220/DC24V电器模块板后方有：变压器:AC220/AC40V电桥:整流滤波电路4)连接并检查系统模块演示板与主轴演示板的连接：虚线为连接线。5)系统模块主轴模块SVC-----------------------2ES------------------------56)连接并检查I/O模块演示板与主轴模块演示板的连接：I/O模块主轴模块I/O模块主轴模块Y0.0STFY0.1STRSDSD7)为了给I/O模块提供24V电源，将电源模块演示板上的24V电源连接至I/O模块演示板的相应端子。8)检查I/O模块演示板与换刀模块演示板的连接：虚线为连接线。换刀板I/O板换刀板I/O板CWY0.4CCWY0.5（CE56）（CE56）1◎◎X4.02◎◎X4.13◎◎X4.24◎◎X4.35◎◎X4.46◎◎X4.5刀位信号(CE56)9)将电源总开关合上后，交流220V电源进入实验台，电压表和电流表将有显示，插座上有220V电压,可供外部测试仪器通电使用.10)将电器模块演示板上的QS1、QS2、QS3、QS4合上11)合上直流24V电源开关。按下NCON按钮,电器模块上KM0、KA0动作,驱动和变频器得电,数控系统得电。大约等待1分钟，数控系统启动完毕。12)系统引导以后进入位置显示画面。选择回参考点方式，按X+和Z+，待机床回完成参考点后，即可进行正常的的加工。图2-1说明：当有紧急情况时，可按下实验台电源模块上急停按钮，交流220V电源被切断，此时须将故障排除后，才能再次上电。如果有故障使总电源跳闸，排除故障后，须按下电源总开关上的兰色按钮，使其复位，才能再次上电。1.4任务训练通过查看实训设备的配置填写下表：所用元器件名称规格功能系统模块I/O模块电器模块主轴模块进给模块任务二：认知FANUC数控系统组成及硬件连接2.1任务要求：1、了解NNC-RTF-AE数控机床综合实验台的系统配置；2、掌握FANUC系统的硬件结构及各单元的接口；3、能对系统功能进行阐述；4、完成FANUC数控系统的FSSB总线的硬件连接；5、完成FANUC数控系统的I/Olink的硬件连接；6、完成发那科车床的电气连接。2.2相关知识：2.2.1FANUC系统介绍FANUC0i-C/0iMate-C系统是基于16i/18i-B的技术设计的，具有较高性价比的小型化系统，使用了HSSB高速串行伺服总线（用光缆连接）和串行I/O数据口以及以太网口，并可以使用PCMCIA卡传递数据。FANUC0iC系统具有扩展功能槽板和系统内置的I/O模块，除了使用βis伺服电动机和βi主轴电动机外，还可以使用αis伺服电机和αi主轴电机，最多可控制4个伺服轴和2个串行主轴，也可以采用模拟量控制的变频主轴。0i-C取消了内置的I/O卡，使用I/O模块或I/O单元，最多可连1024个输入点和1024个输出点。另外，该系统还可以使用经I/OLink口连接的ß伺服放大器驱动的βis电动机，用于驱动外部机械。FANUC0iMate-C系统为性价比较高的数控系统，是在FANUC0iC系统的基础上开发的，有如下功能特点：1．基于基本规格，在配置上重视性价比，取消了扩展功能槽板和系统内置的I/O模块，机床的输入/输出信号通过外置I/O卡和PMC与系统进行串行数据通信控制。使整个系统的体积大大减小。2．进给伺服单元采用βi伺服放大器和βis伺服电动机。该系列用于机床的进给轴和主轴，性能和功能能满足实际需要，与αi系列一样具有ID信息和电动机温度信息等智能化功能，有助于提高系统的维修性。3．主轴驱动单元可以采用模拟量主轴控制（变频器），也可以采用βi伺服的串行数字控制，FANUC0iMate-C系统一般采用电源模块、主轴模块、进给伺服模块为一体的βi伺服放大器。4．显示装置一般采用经济型的黑白液晶LCD显示装置或单色CRT显示装置。FANUC0iMate-C系统产品主要有数控车床用的FANUC0iMate-TC系列（两轴联动）和数控铣床用的FANUC0iMate-MC（三轴三联动）。2.2.2数控系统接口信号因为使用调试机床前先要在机床不通电的情况下，按照电气设计图纸将CRT/MDI单元、数控系统、放大器、I/O板、机床操作面板、主轴电机和伺服电机等安装到正确位置，所以下面简述数控系统的主要接口信号。数控系统的接口如图2-1所示。图2-1数控系统接口示意图1．伺服/主轴放大器的连接COP10A：FANUC伺服串行通信(FSSB)接口（光缆），与伺服放大器的CP10B连接，数控系统对进给轴的指令信号及各轴的反馈信号均通过该接口传递，接线简单、可靠传输速JA7A度快。对于FANUC0iMate-C系统，配套的伺服放大器是一体型(SVPM)。数控系统经的COP10A－1接口（一般接左边的）通过FSSB光缆接伺服放大器的COP10B接口，如图2-2所示。图2-2数控系统与伺服/主轴放大器的连接示意图JA7A：使用串行主轴时，JA7A与主轴放大器相连，传递数控系统对主轴的控制信号。2．模拟主轴的连接JA40:模拟量主轴的速度信号接口。数控系统经JA40接口连接模拟主轴，CNC系统输出的速度信号（0～10V）与变频器的模拟量频率输入端相连接，如图2-3所示。当主轴为模拟主轴时，上述的JA7A接口是主轴位置编码器的主轴位置反馈信号接口。图2-3数控系统JA40接口的连接示意图3．I/O单元的连接JD1A:外接的I/O卡或I/O模块信号接口（I/OLink控制），包括机床操作面板用的I/O卡、分布式I/O单元、手脉、PMM等。图2-4为连接示意图。图2-4I/O的连接示意图图2-5MDI单元的连接示意图4．MDI单元的连接CA55：数控系统主板与MDI键盘的连接接口。连接示意图如图2-5所示。5．数据输入输出接口1）0i-C系统可以经JD36A、JD36B通过RS232通讯电缆和个人计算机相连，实现DNC加工、数据备份与数据恢复。2)0i-C系统有专门的存储卡插槽可以使用M-CARD传输参数及加工程序。另外，数控系统通过CA69接伺服检测板，CN2接系统操作软键信号。1.3实训步骤：1)FANUC0IMATETC系统构成见图2-6。FANUC0IMATETC系统可控制2个伺服电机电机轴和一个开环主轴（为变频器）。伺服电机控制由动力和反馈构成。FANUC0IMATETC由下列各部分组成：①显示器和MDI键盘②机床面板(自制)③控制单元(NC)④输入/输出单元(I/O)图2-6FANUC0IMATETC系统构成2)掌握FANUC0IMATETC系统的接线系统连线.见图2-7：图2-7系统连线①、数控系统工作电源CP1插头1脚接直流24V,2脚接24V地。DC.24V由外部提供。演示板上的电源已连接好。当合上电源总开关QS1、变频器电源开关QS2,伺服驱动电源开关QS3,开关电源开关QS4,按下小面板上的NCON，数控系统得电。②、AMP1和AMP2为系统至伺服的连线。其各脚号见表一。③JA12为主轴编码器输入（20芯）。其各脚号定义见表二。表二：来自主轴编码器的信号接入演示板下方的15芯插座JA12上，接至JA12蓝色框中的相应检测端子，再接入系统。见图2-8：编码器15芯针插座检测端子系统图2-8编码器输入④、JA11为模拟主轴接口。其各脚号定义见表三：表三：⑤JD14为CRT接口。其各脚号定义见表四：表四：⑥JD1A1为I/O接口。其各脚号定义见表五：表五：1.4任务训练1、对实训设备进行观察，找出系统的型号及规格，并对各控制端口的作用进行说明填写下表：型号及规格CNC伺服放大器主轴驱动器系统各控制端口名称作用2、连接控制框图。任务三：认识FANUC数控系统软件界面及基本操作3.1任务要求：1、了解FANUC数控系统软件界面；2、掌握FANUC数控系统的基本操作；3、掌握FANUC数控系统的工作方式及面板按键作用。3.2相关知识：3.2.1常用操作界面对机床及数控系统进行故障诊断，离不开对机床的操作，数控维修人员必须具备操作数控机床的技能。FANUC0i-C系统提供了丰富的操作方式来满足对不同类型数控机床进行不同操作的需要。其中，手动操作常用的有手动返回参考点、JOG进给（手动连续进给）、手轮进给等；自动运行有存储器运行、MDI运行等；安全功能有急停、超程检查。数控机床操作者通过数控系统操作面板和机床操作面板实现对数控机床的操作。3.2.1.1、数控系统操作面板和机床操作面板1．数控系统操作面板FANUC0i-C的数控系统操作面板有横形和竖形，下图中为横形7.2单色/8.4彩色LCD/MDI操作面板。图3-1LCD/MDI操作面板操作面板的左侧是显示器，设在显示器下面的一行键称为软键；操作面板的右侧是MDI键盘，MDI操作面板上键的位置分布如下，各键盘的用途标识在图中。图3-2MDI操作面板上键的位置分布其中，功能键用于选择显示的屏幕功能类型，功能键和软键配合使用就可以打开所需要的界面，按了功能键之后，再按一软键，所选功能对应的屏幕就显示出来。下面简单介绍功能键的作用，各操作界面的切换可参照操作说明书。按此键显示位置画面；按此键显示程序画面按此键显示刀偏/设定画面按此键显示系统画面按此键显示信息画面按此键显示会话式宏画面或显示图形画面2．机床操作面板这里仅介绍机床操作面板上与操作方式选择有关的部分按键。下图为机床面板示例中的部分按键，其中左边的为方式选择键，中间的为快速倍率选择键，右边的为进给轴及运行方向键。图3-3机床面板上的部分按键FANUC系统把机床的操作方式分为以下几种，分别由上图中的方式选择键选择，即编辑、存储器运行、DNC运行方式、手动数据输入、手轮、手动连续进给、回参考点和手动示教。3.2.1.2基本操作1．手动操作1）手动返回参考点CNC机床上确定机床位置的基准点叫做参考点，在这点上设定坐标值。通常上电后，机床要返回参考点以建立机床坐标系，手动返回参考点就是用操作面板上的开关或按钮将刀具移动到参考点。手动返回参考点的步骤如下:①按方式选择键中的返回参考点开关“ZERORETURN”；②为了减小速度，按快速移动倍率开关；③按与返回参考点相应的进给轴和方向选择开关。按住开关直至刀具返回到参考点。如果设定相应的参数，刀具可以沿三个轴同时返回参考点。刀具以快速移动速度移动到减速点，然后按参数中设定的FL速度移动到参考点。下图为返回参考点的过程示意图：图3-4返回参考点的过程示意图2）JOG进给（手动连续进给）在JOG方式中，持续按机床操作面板上的进给轴方向选择开关，机床便会沿选定轴的选定方向移动，这里要注意各轴之间、刀具与各轴之间是否有干涉。JOG进给步骤如下：①按手动连续开关“JOG”；②持续按进给轴方向选择开关，机床沿对应轴的相应方向移动。开关一释放，机床就