典型计算机数控系统
发那科(FANUC)数控系统的操作及有关功能
FANUC有多种数控系统，但其操作方法基本相同。
本文叙述常用的几种操作。
1 工作方式FANUC公司为其CNC系统设计了以下几种工作方式，通常在机床的操作面板上用回转式波段开关切换。
这些方式是:1.编辑(EDIT)方式在该方式下编辑零件加工程序。
2.手摇进给或步进(HANDLE/INC)方式用手摇轮或单步按键使各进给轴正、反向移动。
3.手动连续进给(MDI)方式用手按住机床操作面板上的各轴方向按钮使所选轴向连续地移动。
若按下快速移动按钮，则使其快速移动。
4.存储器(自动)运行(MEM)方式用存储在CNC内存中的零件程序连续运行机床，加工零件。
5.手动数据输入(MDI)方式该方式可用于自动加工，也可以用于数据(如参数、刀偏量、坐标系等)的输入。
用于自动加工与存储器方式的不同点是:该方式通常只加工简单零件，因此都是现编程序现加工。
6.示教编程对于简单零件，可以在手动加工的同时，根据要求加入适当指令，编制出加工程序。
操作者主要按这几种方式操作系统和机床。
2 加工程序的编制普通编辑方法将工作方式置于编辑(EDIT)方式，按下程序(PROG)键使显示处于程序画面，此方式下有两种编程语言:G 代码语言和用户宏程序语言(MACRO)。
常用的是G代码语言，程序的地址字有G**、M**、S**、T**、X**、Y**、Z**、F**、O**、N**、P**等。
程序如下例所示:00010：N1 G92 X0 Y0 Z0;N2 S600 M03;N3 G90 G17 G00 G41 D07 X250.0 Y550.0;N4 G01 7900.0 F150;N5 G03 X500.0 Y1150.0 R650.0;N6 G00 G40 X0 Y0 M05;N7 M30;编程时应注意代码的含义。
在车床、铣床、磨床等不同系列的系统中，同一个G 代码意义是不同的。
不同的机床厂用参数设定的G代码系及设计的M 代码的意义也不相同，编程时需查看机床说明书。
计算机数控装置概述
（1）CNC管理模 块
系统初始化、中断管理、总 线裁决、系统出错识别和处理、 系统软、硬件诊断等。
（2）CNC插补模块
译码、刀具半径补偿、 坐标位移量计算和进给速度处 理等预处理，插补运算。
（2）设置恒定线速度 刀具切削点的切削速度为恒速的控制功能。 为了提高加工工件的表面质量.
（3）主轴准停 主轴周向定位于特定位置控制的功能。---换刀
7、辅助功能(M)
主要用于指定主轴的正、反转 、停止、冷却液的打开或关闭，换 刀等动作。
8、刀具功能 T
用来选择刀具并且指定有效刀 具的几何参数的地址。
设备层
显示设备
其他设备
计算机系统 输入/出设备
接
口
人机控制 运动控制
PMC 其他I/O
机床 机器人 测量机 ...
计算机基本系统：
CPU
EPROM或 E2PROM
RAM
输入/输出接口
主轴控制 通信接口
MDI接口
PLC接口 CRT
或液晶显示接口 位置控制
纸带阅读机接口
2、CNC装置的软件框图
CNC装置系统软件
集成的要求。
12、自诊断功能 CNC自动实现故障预报
和故障定位的功能。 开机自诊断；
在线自诊断；
离线自诊断；
远程通讯诊断。
13、人机对话编程功能
➢ 菜单结构操作界面； ➢ 零件加工程序的编辑环境； ➢ 系统和机床参数、状态、故障信息的
显示、查询或修改画面等。
第二节 CNC装置的硬件结构
9、补偿功能
刀具长度及半径补偿； 丝杆的螺距误差和反向间隙误差
的补偿； 可以在加工前输入到机床的存储
单元里,
10、字符图形显示功能
(一)数控技术介绍
数 控 装 置
辅助控制装置 伺服驱动
反馈装置
机 床 本 体
图1 数控机床的组成
由于先进的伺服都采用了数字式伺服驱动技术（称为数字 伺服），伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接；反 馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接，并通过总线传 送到数控装置。只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动 （称为模拟伺服）时，反馈装置才需要直接和数控装置进行连 接。 辅助控制装置的主要作用是根据数控装置输出主轴的转速、 转向和启停指令；刀具的选择和交换指令；冷却、润滑装置的 启停指令；工件和机床部件的松开、夹紧，工作台转位等辅助 提供的信号，以及机床上检测开关的状态等信号，经过必要的 编译和逻辑运算，经放大后驱动相应的执行元件，带动机床机 械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。它通常由 PLC和强电控制回路构成，PLC在结构上可以与CNC一体化（内 置式的PLC），也可以是相对独立（外置式的PLC）。 机床本体与传统的机床基本相同，它也是由主传动系统、 进给传动系统、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系
（2）数控装置 数控装置是数控系统的核心。它由输入/ 输出装置接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成。数 控装置的作用是将输入装置的数据，通过内部的逻辑电路或控 制软件进行编译、运算和处理，并输出各种信息和指令，以控 制机床的各部分进行规定的动作。 在这些控制信息和指令中，最基本的是坐标轴的进给速度、 进给方向和进给位移量指令。它经插补运算后生成，提供给伺 服驱动，经驱动器放大，最终控制坐标轴的位移。它直接决定 了刀具或坐标轴的移动轨迹。 此外，根据系统和设备的不同，如：在数控机床上，还可 能有主轴的转速、转向和起、停指令；刀具的选择和交换指令； 冷却、润滑装置的起、停指令；工件的松开、夹紧指令；工作 台的分度等辅助指令。在基本的数控系统中，它们是通过接口， 以信号的形式提供给外部辅助控制装置，由辅助控制装置对以 上信号进行必要的编译和逻辑运算，放大后驱动相应的
DNC系统简介
DNC系统简介DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control的简称，意为直接数字控制或分布数字控制。
⼀、DNC的历史20世纪60年代，⼈们最早提出DNC时其含义是直接式数字控制(Direct Numerical Control)。
当时计算机的⾼成本是阻碍数控机床普及的主要问题，为了降低数控设备的成本，将若⼲台数控设备直接连接在⼀台计算机上，由中央计算机负责数控程序的管理和传送，这就是直接数字控制。
20世纪70年代，由于计算机，特别是微处理机技术的发展和价格的下降，使得CNC硬件的成本不再是影响NC应⽤的主要问题，⽽且CNC的存储容量扩⼤，已可以存储简单零件的程序，这时DNC的基本功能发⽣了⼀些变化，数控程序不是以实时的⽅式传输给数控设备，⽽是⼀次完成全部传输，存储在数控机床的程序存储器中，在需要时可以启动运⾏。
这就是所说的分布式数字控制(Distributed Numerical control)，分布式数字控制除了具有直接数字控制的功能外，还有系统信息收集、系统状态监控和控制功能。
20世纪80年代后，随着信息技术和先进制造技术的发展，DNC的功能和内涵也在不断扩⼤，主要体现为以下两个⽅⾯:1.从传输的内容和实现的功能上⽬前DNC系统传输的不仅包括NC程序，⽽且包括执⾏特定⽣产任务所需的制造数据，如⼑具数据、作业计划、机床配置信息等。
部分DNC系统还具有机床状态采集和远程控制等功能。
2.车间的地位及其所发挥的作⽤利⽤DNC的通信⽹络可以把车间内的数控机床通过调度和运转控制联系在⼀起从⽽掌握整个车间的加⼯情况，便于实现加⼯物件的传送和⾃动化检测设备的连接，DNC系统连接数控设备和上层计算机，是实现CADC/AM和计算机辅助⽣产管理系统(CAPMS)集成的纽带，是实现设计制造⼀体化的桥梁。
相⽐与FMS，DNC更注重于信息流的集成，从⽽避免FMS在物流上的⾼投资，是机械加⼯车间实现制造⾃动化的较好⽅式。
数控 系统基本原理与结构
（4）正是由于只有一个微处理机集中控制，其功能将受微处理机字长、数据 宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制。
多微处理机（紧耦合、松耦合）的结构特点：
1）性能价格比高。
2）采用模块化结构具有良好的适应性和扩展性。
3）可靠性高。
4）硬件易于组织规模生产。
多微处理机CNC装置的典型结构
输出至机床的
控制信号图2-18 双端口存储器结构框图
CRT （CPU2）
插补 （CPU3）
轴控制 （CPU4）
图2-19 多微处理机共享存储器结构框图
2.3.2 PC-based数控系统的硬件构成
1. PC-based数控系统的体系结构主要有以下3种形式 （1）专用数控加PC前端的复合式结构
串口
并口
模块 （CPU）
系统总线
操作面板 显示模块
CNC插补 模块
（CPU）
PC功能 模块
（CPU）
位置控制 模块
（CPU）
主轴控制 模块
图2-17 多微处理机共享总线结构框图
1）共享存储器结构
中断 控制
仲裁逻 辑控制
端口1 RAM
地址和数据多 路转换器
从机床来的 控制信号
I/O(CPU1) 共享存储器
端口2
第二章 数控系统基本原理与结构
2.3 计算机数控系统硬件结构
2.3.1 CNC系统的定义与结构
CNC系统: 是用一个存储程序的计算机，按照存储在 计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置 的一部分或全部功能，在计算机之外的唯一装置是接 口。
CNC控制器
指令 输入
计算机 (CNC软件)
硬件电路 (CNC硬件)
第六章机电一体化系统实例
四、数控机床的主传动系统
2. 数控机床主轴的变速方式
1)带有变速齿轮的主轴传动 大中型数控机床较常采用的配置方式，确保低速时有较 大的扭矩，滑移齿轮的移位大多采用液压拨叉或直接由液 压缸驱动齿轮来实现。
组成：按钮站、状态灯、按 键阵列（功能与计算机键盘 一样）和显示器；。
它是数控机床特有部件。
一、数控技术与数控机床
控制介质与输入输出设备
控制介质是记录零件加工程序的媒介
输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。 交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记录 在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调 试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相 应的控制介质上。
一、数控技术与数控机床
PLC、机床I/O电路和装置
PLC (Programmable Logic Controller)：用于完成与逻 辑运算有关顺序动作的I/O控制，它由硬件和软件组成；
机床I/O电路和装置：实现I/O控制的执行部件(由继电器、 电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路；
功能：
一、数控技术与数控机床
数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数控技术对机床的加工过程进行自动控制 的一类机床。它是数控技术典型应用的例子。
数控系统（Numerical Control System）实现数 字控制的装置。
计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为核心的数控系统。
FANUCOi_MD系统数控铣床编程设计
FANUC-Oi-MD系统数控铣床编程FANUC-Oi-MD系统数控铣床编程4.1 FANUC-Oi-MD数控系统概述数控系统是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control Syste m，早期是由硬件电路构成的称为硬件数控（Hard NC），1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。
计算机数控（Computerized numerical control,简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。
CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。
CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置（CNC装置）、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给（伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成。
CNC系统的核心是CNC装置。
由于使用了计算机，系统具有了软件功能，又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更小巧，其灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维护也方便，并具有与上位机连接及进行远程通信的功能。
一、机床技术十四大发展趋势1、机床的高速化随着汽车、航空航天等工业轻合金材料的广泛应用，高速加工已成为制造技术的重要发展趋势。
高速加工具有缩短加工时间、提高加工精度和表面质量等优点，在模具制造等领域的应用也日益广泛。
机床的高速化需要新的数控系统、高速电主轴和高速伺服进给驱动，以及机床结构的优化和轻量化。
高速加工不仅是设备本身，而是机床、刀具、刀柄、夹具和数控编程技术，以及人员素质的集成。
高速化的最终目的是高效化，机床仅是实现高效的关键之一，绝非全部，生产效率和效益在“刀尖”上。
2、机床的精密化按照加工精度，机床可分为普通机床、精密机床和超精机床，加工精度大约每8年提高一倍。
数控机床的定位精度即将告别微米时代而进入亚微米时代，超精密数控机床正在向纳米进军。
机床数控技术 第4版 第1章 概述
第一章 数控机床概述
辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构
计算机数控系统
操作面板
PLC
机床 I/O 电路和装置 主轴伺服单元 主轴驱动装置
键盘
输入输出 设备
计算机 数控 装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
第一章 数控机床概述
CNC装置(CNC单元)
➢组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口 板、特殊功能模块以及相应的控制软件。
辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构
计算机数控系统
机床 I/O 电路和装置
操作面板
PLC 主轴伺服单元 主轴驱动装置
键盘
输入输出 设备
计算机 数控 装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
第一章 数控机床概述
伺服单元、驱动装置和测量装置
伺服单元和驱动装置 ➢主轴伺服驱动装置和主轴电机 ➢进给伺服驱动装置和进给电机
➢ 数控技术（Numerical Control Technology）采用数字控 制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。
➢ 数控机床（Numerical Control Machine Tools）是采用数 字控制技术对机床加工过程进行自动控制的一类机床。是 数控技术典型应用的例子。
➢ 数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的 装置。
机床数控技术
2024年5月
第一章 数控机床概述
内容提要 本章主要介绍数控技术、数控机床的基本 概念、体系结构、工作原理及分类；数控机床 的应用范围及发展动向。
2
第一章 数控机床概述
第一节 数控技术与数控机床
《FANUC数控系统》课件
主轴参数设定软件
01
主轴参数设定软件是用于设置和控制FANUC数控系
统中主轴的软件。
02
通过该软件，可以对主轴的转速、转向、切削液等进
行精确的调整和控制，以满足不同的加工需求。
03
主轴参数设定软件也提供了图形化的界面，可以方便
地观察和控制主轴的状态和性能。
其他软件
01
其他软件包括FANUC数控系统 的诊断软件、远程维护软件等 。
可持续发展战略合
作
与相关企业合作，共同推进可持 续发展战略的实施，为全球环境 保护做出贡献。THANKS Nhomakorabea谢谢
02
诊断软件可以用于检测FANUC 数控系统的故障和异常，帮助 快速定位问题并进行修复。
03
远程维护软件可以通过互联网 实现对FANUC数控系统的远程 监控和维护，提高系统的可靠 性和稳定性。
04
CHAPTER
FANUC数控系统的应用领域
机械加工领域
机械加工是FANUC数控系统应用最 广泛的领域之一。
《FANUC数控系统》PPT课件
目录
CONTENTS
• FANUC数控系统简介 • FANUC数控系统的硬件构成 • FANUC数控系统的软件构成 • FANUC数控系统的应用领域 • FANUC数控系统的未来发展
01
CHAPTER
FANUC数控系统简介
FANUC公司简介
FANUC公司成立于1956年， 总部位于日本山梨县，是全球 领先的数控系统制造商之一。
1950年代
FANUC公司成立，开始研发数 控系统。
1970年代
FANUC推出世界上第一台全计 算机数控系统FANUC 7。
1990年代至今
数控系统基本概念PPT(30张)
（2）全闭环数控系统 带有位置检测反馈回路、位置检测装置直接安装在机床移动部件上的控制系 统。特点： ① 以直流电机或交流电机为驱动部件； ② 可以自动补偿电气控制误差和机械传动链的机械传动误差。 优点：控制精度高，运动速度高，驱动力矩大。 缺点：控制复杂，稳定性不好，调试维修困难，价格昂贵 。 应用：高精度数控机床。
最后，数控装置输出实际控制信号，使相应的执行部件产生相应的动作。
可见，数字控制系统都是由输入、决策与输出三个环节组成的。
（3）数控机床 数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床。 根据机床本体的不同类型，数控机床也被分为相应的类型。例如数控车床、
数控铣床、数控加工中心、数控线切割机床等等。 数控机床是典型的机电一体化产品。
（3）刀架相关点C 刀架相关点是刀架上的一个固定位置点，用于测量刀具参数，即刀具切削 点相对于刀架相关点的位置偏移量。
数控加工程序中指定的坐标值和系统显示的坐标值都是指刀架相关点的当 前坐标位置。当加工开始后，系统将根据刀具参数进行相应的刀具补偿计算。
当机床回参考点后，刀架相关点C将与机床参考点R重合。
制，换刀装置的换刀控制，工件装夹系统的装/卸控制，冷却、液压、气动、 润滑系统的逻辑控制以及机床的其他辅助功能。
机床电器控制装置的具体形式有两种：一是继电器控制装置；二是可 编程逻辑控制器。
（6）机床本体 根据不同的加工方式，机床本体可以是车床、铣床、钻床、镗床、磨床、 加工中心以及电加工机床等等。