第八章數(shù)控系統(tǒng)的連接本章著重介紹了三種典型數(shù)控系統(tǒng)——FANUC0系列、SIEMENS840系列、華中HNC系列數(shù)控系統(tǒng)的連接；數(shù)控系統(tǒng)的抗干擾措施。

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心。世界上生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的廠家很多，其中日本FANUC（法那克）公司、德國(guó)的SIEMENS（西門子）公司和美國(guó)的Alien-Brandley（艾倫-布拉得利）公司。FANUC公司的典型系統(tǒng)有0M、15M、16M、18M；SIEMENS公司的典型系統(tǒng)有6T、6M、7T、7M、8T、8M、8MC、850T、850M、850/880等，A-B公司的典型系統(tǒng)有7300系列、8200系列、8400系列、8600系列等。國(guó)內(nèi)的高檔數(shù)控系統(tǒng)有珠峰數(shù)控公司的CME988（中華Ⅰ型）系列，北京航天數(shù)控集團(tuán)的CASNUC911MC（航天Ⅰ型），華中科技大學(xué)的HNCI（華中Ⅰ型）及中科院沈陽(yáng)計(jì)算所的LT8520/30（藍(lán)天Ⅰ型）等。國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用較多的是日本FANUC公司和德國(guó)SIEMENS公司的數(shù)控系統(tǒng)。一、FANUC數(shù)控系統(tǒng)介紹日本FANUC公司創(chuàng)建于1956年，是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人的著名廠家。該公司自60年代生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來(lái)，已經(jīng)成功開發(fā)出40種左右的系列產(chǎn)品。20世紀(jì)60年代，F(xiàn)ANUC公司開發(fā)了以硬件為主的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代，它與德國(guó)SIMENS公司聯(lián)合研制了數(shù)控系統(tǒng)7，使其成為世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家。20世紀(jì)80年代，F(xiàn)ANUC公司先后推出系列產(chǎn)品數(shù)控系統(tǒng)10/11/12系列和數(shù)控系統(tǒng)0系列。數(shù)控系統(tǒng)0系列在硬件上采用了最新型高速高集成度的微處理器，使其運(yùn)算速度、控制能力都有了較大的提高。第一節(jié)FANUC數(shù)控系統(tǒng)二、FANUC數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)⒈系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易拆裝，各個(gè)控制板高度集成，便于維修和更換。⒉采用專用LSI（大規(guī)模集成電路）技術(shù)，以此提高芯片集成度、系統(tǒng)的可靠性，減小體積和降低成本。⒊產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。每一種CNC裝置可配多種控制軟件，適用于多種機(jī)床。⒋不斷采用新工藝、新技術(shù)：SMT（高密度表面安裝技術(shù)）、多層印制電路板、光導(dǎo)纖維電纜等。⒌CNC裝置體積減小，采用面板裝配式、內(nèi)裝式PMC以及多種形式結(jié)構(gòu)和尺寸規(guī)格的控制器，以適應(yīng)機(jī)電一體化的需求。

⒍在插補(bǔ)、進(jìn)給加減速、補(bǔ)償、自動(dòng)編程、圖形顯示、通信、控制和診斷方面不斷增加新的功能：⑴插補(bǔ)功能：除了直線、圓弧、螺旋線插補(bǔ)外，還有假想軸插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、圓錐面插補(bǔ)、指數(shù)函數(shù)插補(bǔ)、漸開線插補(bǔ)、樣條插補(bǔ)等。⑵切削進(jìn)給的自動(dòng)加減速功能：除插補(bǔ)后直線加減速，還有插補(bǔ)前加減速。⑶補(bǔ)償功能：除了螺距誤差補(bǔ)償、絲杠反向間隙補(bǔ)償之外，還有坡度補(bǔ)償、線性度補(bǔ)償以及各種新的刀具補(bǔ)償功能。⑷故障診斷功能：系統(tǒng)采用推理軟件，具有人工智能，能以知識(shí)庫(kù)為根據(jù)查找故障原因。⒎以用戶特定宏程序、MMC等功能來(lái)推進(jìn)CNC裝置面向用戶開放的功能。⒏支持多種語(yǔ)言顯示：日語(yǔ)、英語(yǔ)、德語(yǔ)、漢語(yǔ)、意語(yǔ)、法語(yǔ)、丹麥語(yǔ)等。⒐備有多種外設(shè)：FANUCPPR（Printer/Punch/Reader,打印/穿孔/閱讀機(jī)），F(xiàn)ANUCFA（FactoryAutomation,自動(dòng)化工廠）CARD，F(xiàn)ANUCFLOPPYCASSETE（卡式錄音帶），F(xiàn)ANUCPROGRAMEFILEMate等。⒑推出MAP（ManufactoryAutomationProtocol，制造自動(dòng)化協(xié)議）接口，使CNC通過該接口實(shí)現(xiàn)與上一級(jí)計(jì)算機(jī)通信。⒒根據(jù)用戶需要，不斷地更新CNC產(chǎn)品的功能，現(xiàn)已形成多種版本。三、FANUC0系列數(shù)控系統(tǒng)⒈主要產(chǎn)品F0系列是結(jié)構(gòu)緊湊、面板可裝配式的CNC裝置，易于組成機(jī)電一體化系統(tǒng)。FANUC公司先后開發(fā)出的F0-MA/MB/MC等系列，應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床。F0系列有多個(gè)品種，它適應(yīng)于各種中、小型機(jī)床F0-MA/MB/MEA/MC用于加工中心、鏜床和銑床F0-MF用于加工中心、鏜床和銑床的對(duì)話式CNC裝置F0-TA/TB/TEA/TC用于車床F0-TF用于車床的對(duì)話式CNC裝置F0-TTA/TTB/TTC用于單主軸雙刀架或雙主軸雙刀架的4軸控制車床F0-GA/GB用于磨床F0-PB用于回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)⒉FANUC0系統(tǒng)的基本配置FANUC0系統(tǒng)由數(shù)控單元本體、主軸和進(jìn)給伺服單元以及相應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、CRT顯示器、系統(tǒng)操作面板、機(jī)床操作面板、附加的輸入/輸出接口板（B2）、電池盒、手搖脈沖發(fā)生器等組成。⑴數(shù)控單元的基本配置FANUC0系統(tǒng)的CNC單元由主印制電路板（PCB）、存儲(chǔ)器板、圖形顯示板、可編程機(jī)床控制器板（PMC-M）、伺服軸控制板、輸入/輸出接口板、子CPU（中央處理器）板、擴(kuò)展的軸控制板、數(shù)控單元電源和DNC控制板等組成。主板采用大板結(jié)構(gòu)，其它為小板，插在主板上面，如圖8-1所示。(2)控制單元的連接圖8-2所示為FANUC0系統(tǒng)連接圖。

⒊S系列進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本配置在α系列交流伺服電動(dòng)機(jī)出臺(tái)之前，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)配用S系列交流伺服電動(dòng)機(jī)。常用的S系列交流伺服放大器的電源電壓為200/230V，分一軸型、二軸型和三軸型三種。

K1

為NC到伺服單元的指令電纜K2S

為脈沖編碼器的位置反饋電纜K3

為AC230/200V電源輸入線K4為伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力線電纜K5

為伺服單元的AC100V制動(dòng)電源電纜QF和MCC

分別為伺服單元的電源輸入斷路器和主接觸器，用于控制伺服單元電源的通和斷K6

為伺服單元到放電單元和伺服變壓器的溫度接點(diǎn)電纜⒋S系列主軸伺服系統(tǒng)的基本配置K1

為從伺服變壓器副邊輸出的AC200V三相電源電纜K4

為主軸電動(dòng)機(jī)的編碼器反饋電纜，PA，PB，RA和RB用做速度反饋信號(hào)，0H1和0H2為電動(dòng)機(jī)溫度接點(diǎn)，SS為屏蔽線K3

為從主軸伺服單元的端子T1上的R0、S0和T0輸出到主軸風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力線，應(yīng)使風(fēng)扇向外排風(fēng)K5

為從NC和PMC輸出到主軸伺服單元的控制信號(hào)電纜，接到主軸伺服單元的50芯插座CN1

K6

為從主軸伺服單元的20芯插座CN3輸出的主軸故障識(shí)別信號(hào)

第二節(jié)SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)72第三節(jié)華中數(shù)控系統(tǒng)一、華中數(shù)控系統(tǒng)介紹武漢華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司成立于1994年，是一家從事數(shù)控系統(tǒng)研究、開發(fā)和經(jīng)營(yíng)的中外合資企業(yè)。1997年，華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司以工業(yè)PC機(jī)為硬件平臺(tái)，以PC+軟件完成全部的NC功能，開發(fā)出“華中I型”數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)外高檔系統(tǒng)的功能，具有優(yōu)良的性能／價(jià)格比，具有國(guó)際先進(jìn)水平。二、華中數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)⒈以通用工控機(jī)為核心的開放式體系結(jié)構(gòu)⒉獨(dú)創(chuàng)的曲面直接插補(bǔ)算法和先進(jìn)的數(shù)控軟件技術(shù)⒊系統(tǒng)配套能力強(qiáng)三、華中數(shù)控系統(tǒng)典型系列⒈“華中I型”數(shù)控系統(tǒng)HNC-1M銑床、加工中心數(shù)控系統(tǒng)HNC-1T車床數(shù)控系統(tǒng)HNC-1Y齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)HNC-1P數(shù)字化仿形加工數(shù)控系統(tǒng)HNC-1L激光加工數(shù)控系統(tǒng)HNC-1G五軸聯(lián)動(dòng)工具磨床數(shù)控系統(tǒng)HNC-1P鍛壓、沖壓加工數(shù)控系統(tǒng)HNC-1MM多功能小型銑床數(shù)控系統(tǒng)HNC-1MT多功能小型車床數(shù)控系統(tǒng)HNC-1S高速組縫機(jī)數(shù)控系統(tǒng)⒉華中-2000型高性能數(shù)控系統(tǒng)HNC-2000M銑床、加工中心數(shù)控系統(tǒng)HNC-2000T車床數(shù)控系統(tǒng)HNC-2000Y齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)HNC-2000P數(shù)字化仿形加工數(shù)控系統(tǒng)HNC-2000L激光加工數(shù)控系統(tǒng)HNC-2000G五軸聯(lián)動(dòng)工具磨床數(shù)控系統(tǒng)⒊華中“世紀(jì)星”系列數(shù)控系統(tǒng)HNC-21T車床系統(tǒng)HNC-21/22M銑床系統(tǒng)圖8-17HNC-21/22數(shù)控單元外部接口示意圖圖8-18HNC-21/22數(shù)控設(shè)備連接示意圖第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的抗干擾一、干擾的形式與來(lái)源數(shù)控系統(tǒng)的干擾一般是指那些與信號(hào)無(wú)關(guān)的，在信號(hào)輸入、傳輸和輸出過程中出現(xiàn)的一些不確定的有害的電氣瞬變現(xiàn)象。干擾因素：⑴供電條件非常惡劣⑵嚴(yán)重的噪聲環(huán)境⑶