FANUC数控系统机床电气原理图教学提纲
FANUC0imateC数控铣床电气控制系统及PLC控制设计基础
FANUC 0i mate C 数控铣床电气控制系统及PLC控制设计基础
FANUC-Oi Mate MC系统 配置图
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FANUC 0i mate C 数控铣床电气控制系统及PLC控制设计基础
FANUC 0i mate C 数控铣床电气控制系统及PLC控制设计基础
FANUC 0i mate C 系统的配置
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FANUC-Oi Mate MC系统配置 系统功能选择:系统功能包括B包功能，具备3个CNC轴控制功能和3轴联 动。系统只有基本单元无扩展功能。 伺服放大器和电动机:系统伺服为βi伺服单元(电源模块、主轴模块和进 给模块为一体)驱动βi系列主轴电动机和βi 进给伺 服电动机 示装置和MDI键盘:系统显示装置为7.2 in黑白LCD,MDI键盘标准配 置为小键盘 I/O装置：根据机床特点和要求选择I/O装置 机床操作面板：可以选择系统标准操作面板或机床厂家的操作面板 附加伺服轴:只能选择一个附加伺服轴
FANUC 0i mate C 系统的 功能连接图
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FANUC 0i mate C 数控铣床电气控制系统及PLC控制设计基础
1、主轴电系机的统选硬型件配置
显卡:视频信号和图形/文字显示信号。 轴卡:电动机标准参数和伺服轴的控制信息等。 下层功能板
闪存FROM：FROM中装载了系统各种管理和控制软件及机床厂家 的PMC程序和宏管理文件
认识数控机床的电气图
【例1—4】
故障现象：一台数控机床，某天开机，主轴报警，显示器显示
“S axis not ready”(主轴没准备好)。 分析及处理：打开主轴伺服单元电箱，发现伺服单元无任何显示
。用万用表测主轴伺服驱动BKH电源进线供电正常，而伺服单元数
码管无显示，说明该单元损坏。检查该单元供电线路，发现供电线 路实际接线与电气图不符，该单元通电起动时，KM5先闭合，2～3s 后，KM6闭合，将电阻R短接。电阻与扼流圈L的作用是在起动时防 止浪涌电流对主轴单元的冲击。 故障排除：按电气图重新接线，更换新主轴单元后，机床恢复正常 。
上电源后，系统开始自检，当自检完毕进入基本画面时，
系统断电。 分析及处理：经检查，故障原因是X轴抱闸线圈对地短路
。系统自检后，伺服条件准备好，抱闸通电释放。抱闸线
圈采用24V电源供电，由于线圈对地：一台FANUC-0T数控车床，开机后CRT无画面
1.电气原理图一般分为主电路、控制电路和辅助电路三个部分。 2.电气原理图中所有电气元件的图形和文字符号符合国家标准。 3.在电气原理图中，所有电气元件的可动部分均按原始状态画出。 4.动力电路的电源线应水平画出；主电路应垂直于电源线画出；控 制电路和辅助电路应垂直于两条或几条水平电源线之间；耗能元件应接 在下面一条电源线一侧，而各种控制触点应接在另一条电源线上。 5.电气原理图中采用自左向右或自上而下表示操作顺序，同时应尽 量减少线条数量，避免线条交叉。
1．分析主回路
2．分析控制电路
3．分析辅助电路 4．分析连锁与保护环节
5．总体检查
一、数控机床电气线路的分析
1.主回路分析
TK40A强电回路
2.电源电路分析
TK40A电源回路图
TK40A交流控制回路图
数控技术提纲及课后习题
第一部分提纲1、数控机床的组成2、数控机床的分类与含义3、程序编制的步骤、首件试切的作用4、数控机床坐标系5、几个概念：数字控制、伺服系统、脉冲当量、数控机床的控制轴与联动轴6、什么是插补、插补方法分类，7、滚珠丝杠幅预紧的分类与原理8、进给系统中齿轮传动副、滚珠丝杠螺母副的间隙将会造成什么后果9、CNC装置硬件结构分类10、CNC装置软件结构分类11、M00、M01、M02、M03、M04、M05、M06、M30、M98、M9912、G00、G01、G02、G03、G40、G41、G42、G43、G44、G49、G90、G91、G92、G80、G81、G70、G71、G72、G7313、逐点比较法的公式、确定刀具进给方向的依据、直线、圆弧计算过程、插补轨迹图14、数字增量插补法的插补周期及其相关因素15、刀具补偿原理与方法16、在逐点比较法直线插补中，已知 f、δ、直线与X轴的夹角α，则V、Vmax、Vmin= mm/s17、数控机床上加工工件时所特有的误差是什么18、伺服系统的作用、分类、所采用的插补方法、使用的电动机19、旋转变压器的工作方式20、增量式光电编码器的组成、原理21、绝对值编码器的原理，能分辨的最小角度与码位数的关系22、光栅的组成、摩尔条纹的计算、特性、读数原理23、步进电机、交流伺服电机、直流伺服电机的应用场合，步进电机失步的类型。
24、步进电机步距角的计算25、交流伺服电机的种类、调速方法26、步进电动机功率驱动电路的种类27、主运动的传动形式28、车、铣数控加工编程，用绝对坐标或增量坐标编程，刀补的应用，进刀、退刀方式选择，粗车循环的应用，带公差尺寸的编程处理方法29.数控机床由哪几部分组成（用框图表示）30、有一台数控机床在进给系统每一次反向之后就会使运动滞后于指令信号，请分析产生这种现象的原因及消除的办法。
31、步进电机常用的驱动放大电路有哪几种它们在性能上各有何特点32、说说正式加工前的程序校验和空运行调试有什么意义33、数控加工编程的主要内容有哪些34、简述绝对坐标编程与相对编程的区别。
《FANUC数控系统》课件
与其他先进技术的融合与发展
与人工智能技术的融合：提高数控系统的智能化水平，实现自动编程、自 动优化等功能
与物联网技术的融合：实现数控系统与生产设备的互联互通，提高生产效 率和设备利用率
与云计算技术的融合：实现数控系统的远程监控和管理，提高生产过程的 安全性和可靠性
与3D打印技术的融合：实现数控系统与3D打印设备的无缝对接，提高生 产效率和产品质量
FANUC数控系统 的软件功能
数控编程
数控编程的基本概 念
FANUC数控系统 的编程语言
数控编程中的参数 设置
数控编程的实例演 示
加工过程仿真
功能介绍：模拟加工过程，预测加工结果 操作步骤：选择加工程序、设置加工参数、启动仿真 仿真结果：显示加工过程中的刀具轨迹、工件形状变化等 应用价值：提高加工效率、减少废品率、降低成本
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故 障 排 除 ： 介 绍 FA N U C 数 控 系 统 常 见 的 故 障 类 型 、 原 因 及 解 决 方 法 ， 包 括硬件故障、软件故障、电气故障等。
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维 护 保 养 ： 介 绍 FA N U C 数 控 系 统 的 日 常 维 护 、 保 养 及 定 期 检 查 项 目 ， 包 括清洁、润滑、紧固、调整等，以确保系统正常运行和延长使用寿命。
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FANUC数控系统 概述
FA N U C 数 控 系 统 的 定 义 与 特 点
FA N U C 数 控 系 统 的 定 义 ： FA N U C 数 控 系 统 是 一 种 由 日 本 FA N U C 公 司 开 发 的 数 控 系 统 ， 广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
加工过程中的监控与调整
机床电气控制基本电路-识图基础资料
（2）电路中开关元件受激状态为“1”状态，常态为“0”状态。
（3）基本逻辑关系：和，乘，非；线圈状态即逻辑运算结果。 特点：各电气元件之间的联系和制约关系在逻辑式中一目了然， 运算时一般不会看错电路控制功能，有助于故障分析和计算机分析， 但复杂电路逻辑关系表达式很繁琐，不如查线读图法直观。
各部分的功能及全电路的工作原理。
图区的编号一般写在图的下部
符号位置的索引
由于接触器、继电器的线圈和触头在电气原理图中 不画在一起，其触头也分布在图中所需的各个图区，为 中栏 便于阅读，在接触器、继电器线圈的下方画出其触头的 辅助常开触头所 右栏 索引表，阅读时可以通过索引很快地在相应的图区找到 在图区号 辅助常闭触头所 其触头。 左栏 在图区号 主触头所在图区号 对于继电器，索引表中各栏含义为： 对于接触器， 左栏 索引表中各栏含义为： 常开触头所在图区号 右栏
理时容易出错，对分析者经验水平要求较高。
3
继电器-接触器控制系统
3.1 机床电气控制原理图识图基础
4.电气控制原理图的阅读和分析方法 逻辑代数法
逻辑代数法是通过电路逻辑表达式的运算关系来分析控制电路
工作原理的。
主要内容：（1）接触器等的文字符号表示常开触头，如KM；文 字符号加上划线表示常闭触头，如KM。
3
继电器-接触器控制系统
3.1 机床电气控制原理图识图基础
1.继电器－接触器自动控制线路的构成
主电路 电气原理图 电气控制系统图 电气安装图 控制电路 照明和显示电路
电器安装图
电气互连图
CW6132型车床电气设备安装布置图
电气原理图示例
CW6132型车床电气原理图
电器安装图示例
CW6132型车床控制盘电器布置图
FANUC数控系统课件-文档资料
图7
控制单元的连接原理图3
项目 FANUC数控系统
二、主轴控制单元的连接
图8
高速串行总线接口板
项目 FANUC数控系统
图9
串行主轴连接
图10
模图11
串行主轴连接插座信号
项目 FANUC数控系统
图12
串行主轴连接插座信号
项目 FANUC数控系统
图13
模拟主轴连接位置编码器插座信号
一、FANUC数控系统的发展概况 日本FANUC公司自50年代末期生产数控系统以来， 已开发出40多种系列的数控系统，特别是70年代中期开 发出FS5、FS7系统以后，所生产的系统都是CNC系统。 从此，FANUC公司的CNC系统大量进入中国市场，在 中国CNC市场上处于举足轻重的地位。 80年代，FANUC公司较有代表性的系统是F6和F11 系列。 80年代，其主要产品有F0和F15系列。 目前，以F0i与F16i、18i最为常见。
数控机床工作流程
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。
（9）与0MD系统相比，0i系统的PMC程序基本指令执行周期短，容量 大，功能指令更丰富，使用更方便。
（10）0i系统的界面、操作、参数等与18i、16i、21i基本相同。 （ 11 ）0i系统比0M、0T等产品配备了更强大的诊断功能和操作信息显 示功能，给机床用户使用和维修带来了极大方便。 （12）在软件方面0i系统比0系统也有很大提高，特别在数据传输上有很 大改进。
《数控机床电气原理》幻灯片
80年代，其主要产品有F0和F15系列。 目前，以F0i与F16i、18i最为常见。
工程六 FANUC数控系统
一、FANUC数控系统的开展概况
FANUC数控系统的特点： 〔1〕系统在设计中大量采用模块化构造。 〔2〕具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力 。 〔3〕有较完善的保护措施 。 〔4〕FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐 全的根本功能和选项功能。 〔5〕提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令 。 〔6〕具有很强的DNC功能 。 〔7〕提供丰富的维修报警和诊断功能 。
工程六 FANUC数控系统
图6-12 串行主轴连接插座信号
工程六 FANUC数控系统
图6-13 模拟主轴连接位置编码器插座信号
工程六 FANUC数控系统
三、伺服放大器模块的连接
图6-14 伺服放大器模块的接口信号
工程一 数控系统概述 如果采用别离型增量式检测装置〔通常用光栅尺〕，需按以下图方式连接。
图6-15 别离型增量式检测装置的连接
工程六 FANUC数控系统
四、各模块的LED状态显示
控制单元主板的LED状态显示位于控制单元主板的上方位置 1、电源模块的LED显示 1〕当未接通控制电源或控制电源出现异常时，如图6-16 2〕电源模块未准备好。即主回路电源未接通、系统处于急停状态， 如图6-17
工程六 FANUC数控系统
(a)按功能键一次或几次后，再按软键[SETTING]，可显示参数 设定页面。 (b)将光标移至“PARAMETER WRITE〞处 (c)设定“PARAMETER WRITE〞=1，按软键[ ON:1 ]，或者直 接输入1，再按软键[输入]，这样参数成为可写入的状态。同时 CNC产生P/S100报警〔允许参数写入〕。 (d)如果参数设定完毕，需将参数设定页面的“PARAMETER WRITE=〞设定为0，制止参数设定。 (e)复位CNC，解除P/S100报警。此时需关断电源再开机。
数控机床强电控制电路2
（1）降压起动控制线路 常用的降压起动方法有定子绕组串接电阻降压起动、星形─三角形 降压起动和自耦变压器降压起动。 ① 定子绕组串接电阻降压起动控制线路
在定子绕组串接电阻降压起动控 制线路中，电动机起动时在定子绕组 上串接电阻或电抗器，起动电流在电 阻或电抗上产生电压降，使定子绕组 上的电压低于电源电压、起动电流减小。 待电动机转速接近额定转速时，再将电 阻或电抗器短接，使电动机在额定电压 下运行。
4.照明及指示电路
照明电路由控制变压器供给 交流24V安全电压，经照明开 关Q控制照明灯EL。指示电路 由变压器供给6V电压，指示 灯HL作为电源指示，当机床 引入电源后HL亮。
5.保护环节
熔断器FUl、FU2作为各部分的短路 保护;热继电器KRl、KR2分别为电动 机Ml、M2的过载保护;断路器QF对机 床供电回路实现总的保护。 为了保护人身安全，通过行程开 关SQl、SQ2进行断电保护。当SA2左 旋打开电器控制盘璧笼时，SQ2行程 开关闭合，QF自动断开;当打开主轴 箱后，SQl断开，使主拖动电动机停 止，以确保人身安全。 当需要打开控制壁笼门进行带电 维修时，只要将SQ2的传动杆拉出， QF仍可合上。关上壁笼门后，SQ2复 原，保护作用正常。
第二章
数控机床强电控制电路
第一节 机床常用低压电器的工作原理与选用
第二节 机床强电控制系统的基本环节
第三节 典型机床电气控制线路分析
2.2
机床强电控制系统的基本环节
一、电气控制线路的绘制 电气控制系统图有三类：电气原理图、电器元件布置图 和电气安装接线图。 1、电气原理图 电气原理图是表达所有电气元件的导电部件和接线端子 之间的相互关系。电气原理图一般分为主电路和辅助电路 两部分。
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YL-569型0i mate MD数控机床实训设备控制柜原理图版本：V14.41、本设备贯彻中华人民共和国机械行业标准JB/T.2739-2008 “工业机械电气图用图形符号”的规定2、本设备贯彻中华人民共和国机械行业标准JB/T.2740-2008 的“项目代号四段标志法”2.1 项目代号采用下列四段标记：第一段 高层代号 前缀符号为 = 例如=D00第二段 位置代号 前缀符号为 + 例如+A1第三段 种类代号 前缀符号为 - 例如-QF1第四段 端子代号 前缀符号为 ：例如：103.本图纸还采用了JB2740标准的图区索引法4.代号意义B 总体设计布局及安排，接线板互连图D 电源系统，交流驱动系统N 直流控制系统P 交流控制系统5.斜体下划线表示线号如“5”表示5号线，用于智能化考核系统的输入。
F EDC B F ED图纸说明电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记CBAAF 3029285648U 44W 42润滑输出刀库后位输入刀库后位输出刀库前位输入刀库前位计数3813646362616059585756555453冷却排屑5049525351超程刀松刀夹松刀超程5251D E F DE标 记标 记更 改 文 件 号签 字日 期设备型号电气图号编 码电 气 原 理 图XT1表W 4117排屑电机W72V72U72风扇电机W34V34U34321控变380伺变220伺变380冷却电机U 41W32V32U32W31V31U31W1V1U116151413121110987654XT1BC BC输入公共端急停175416气压液位208206气密松刀抱闸24V200204I/O-24V 05CX362616CX41514控变24W 46U 465049启动急停系统24V 伺服24V继板24V 伺服220CX3控变110控变22076555W33V33U331U 43W 43U 43W 42U 42484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181.71.61.51.41.31.21.11.032313029202443.2F 2062021061042024342414039383736353433 2.72.52.32.1 2.62.42.22.03.03.1EDF 5620220420229202108202381360595857565554535251504948474645 3.33.43.53.63.7注：1、①表示端子号,例：①表示XT2：1XT2图电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记ED-KA1391.00.7304828PCB2009194681754535251-KA12-KA11XT22726252423222120876543211.21.42.62.42.22.01.61.51.72.12.32.52.71.3 1.1CB162650498167618060-KA18-KA17-KA16-KA15-KA1428191817161514131211100.60.50.40.30.20.10.0B010V24V 24V CBX2.1手摇倍率-XT1055F X2.0Y7.7手摇灯急停2423KP24启动停止222120194321KP24KP24*1RC-L+L DEF 17X11.5X2.5X2.4X2.3X2.2手摇轴选-XT106251816X4.7X11.6X11.7注：1、①表示端子号,例：①表示XT3：11514131211109876Y ZA24V0VX2.6X2.7X4.2XLC*10DE标 记标 记更 改 文 件 号签 字日 期设备型号电气图号编 码电 气 原 理 图XT3图XT3控制面板B C BCY2.5Y2.7Y2.6Y2.4Y2.3Y2.2Y2.1Y2.0F 41U439O 99C 272625EDF 39U43U47U46U422U42U44U4246U4344U434U4348478O 88C 7O 77C 6O 66C 5O 55C 4O 44C 3O 33C 2O 22C46454443424140393837363534333231302928注：1、①表示端子号,例：①表示XT2：1XT2电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记EDKA8242322XT5CBKA7KA5KA4KA6Y27Y26Y25PCB2009197Y24Y23Y22Y21KA2KA1KA3Y20500521201918171615141312111098765431010112345678921CB1--接地2--刀库U 3--刀库V 4--刀库W1--空脚2--抱闸0V 3--打刀缸4--抱闸24V 5--主轴气密封F XP1润滑、抱闸E DF XS31刀库电机接插件定义电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记ED1--0V2--刀库前位输入3--刀库前位输出4--刀库后位输入5--刀库后位输出6--计数7--空脚8--空脚9--24VWS20-5-KZXS1刀库信号CBWS20-9KZAWS28-12-kZ1--空脚2--主轴风扇U 3--主轴风扇V 4--主轴风扇W 5--冷却电机U 6--冷却电机V 7--冷却电机W 8--排屑电机19--排屑电机210--排屑电机311--照明电源112--照明电源2WS28-4-kZXS41主轴风扇 冷却电机 排屑电机CBA1--空脚2--空脚3--输入公共端4--气压5--松刀6--刀紧7--刀松8--空脚9--空脚10--空脚11--空脚12--空脚1--排屑输入信号2--照明输出信号3--冷却输入信号4--排屑反输出信号5--排屑正输出信号6--冷却输出信号7--M30断电信号8--24V-9--0V-10--刀库反转输出信号11--刀库正转输出信号12--润滑输出信号13--CX314--CX315--抱闸24V 16--抱闸0VF XS81 PLC信号EDF XS71 刀库输入信号接插件定义电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记EDWS28-16-kZXS51伺服主电源1--伺服电源1（驱动风扇）2--伺服电源23--伺服电源3（驱动风扇）4--地线CBTYP-5618-k1--空脚2--超程3--超程4--X05--Y06--Z07--X限位8--Y限位9--Z限位10--输入公共端WS24-10-kZXS91 限位信号WS24-12-kZCBWS28-16KTD WS24-10JTD F WS24-12KTD WS24-12-JZXS72 刀库输入信号XS42主轴风扇、润滑电机、冷却电机WS28-12KTD WS28-12-JZWS20-9KTD XS2刀库信号WS20-9JZWS24-10KTD XS92 限位信号WS24-10-JZ XS32刀库电机WS28-4KTD WS28-4-JZ WS20-5KTD XP2润滑、抱闸WS20-5-JZXS82PLC信号WS28-16-JZ备用XS91 限位信号WS24-10-kZ机床侧EDF 备用备用XS52伺服主电源接插件连接图电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记EDXS41主轴风扇、排屑电机、冷却电机WS28-12JTD WS28-12-kZXS43主轴风扇、润滑电机、冷却电机WS28-12JTD WS28-12-kZWS28-16JTD WS28-16-kZXS83PLC信号XS33刀库电机WS28-4JTD WS28-4-kZ备用WS28-16JTD WS28-16-kZXS31刀库电机WS28-4JTD WS20-5JTD WS20-9JTD WS28-4-kZXS81PLC信号XP1润滑、抱闸XS1刀库信号WS20-5-KZWS20-9KZCBTYP-233-J XS53伺服主电源TYP-5618-k接线柜侧备用控制柜侧TYP-233-K TYP-233-J WS24-12JTD WS24-12-kZXS71 刀库输入信号TYP-5618-jXS51伺服主电源TYP-5618-kCB技术要求：黑色--交流或直流动力线红色--交流控制线蓝色--直流控制电路白色--直流0V F A电源输入端子NNU422U42W42-KA18=N00/18.D9S9分励脱扣DE-W1L3L2L140A-QS0BC1L11L21L350HZ 40A3相5线 380V 设备总电源（电气控制单元）F 标 记标 记更 改 文 件 号签 字日 期编 码A短路保护NDE设备型号电气图号电 气 原 理 图电路图总电源保护接地铜排L11L12L13BC2L12L22L3=D01/1.B2-QS1 -FU1D40A 32A6mm 2黑色漏电保护F 编 码日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记F 单片机电源AA故障板电源、YL-015-GS3E D CBNL1=D00/1.C94L12A-Q2+5V0V单片机板考核系统电源图电 气 原 理 图电气图号设备型号ED+12V0V故障板CB20.75mm 黑色设故系统电源控制F =P01/1.D8D EF 标 记标 记更 改 文 件 号签 字日 期编 码DE设备型号电气图号电 气 原 理 图伺服主电源图伺服主电源AXS52XS51220V～220V～220V～=D01/2.F5U33V33W33B CA24mmBC。