案例：FANUC 0i Mate-D

在日本超过150年历史的企业多达26000家，FANUC公司在日本算不上历史最悠久的，但它却可以称得上是数控技术发展的教科书。其历史自不必多言，戳蓝字…。

这里先说说“i”。FANUC系列产品都带个“i”，why？原来“i”=

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FANUC 0i Mate-D系统是日本FANUC公司于2008年推出的产品，是中档闭环CNC控制系统，采用与显示器成为一体的CNC控制单元。

▲ FANUC 0i Mate-MD

型号含义说明如图1所示。

图1 FANUC 0i Mate-D系统型号含义说明

▲ 听工程师介绍FANUC 0i Mate-MD

FANUC 0i Mate-D能控制：

• 5个进给轴（servo）（联动轴数为3轴）
• 1个主轴（spindle）
• 配置βi SVSP（或βi SV）伺服放大器
• 配置βi系列伺服电机（servo motor）和主轴电机（spindle motor）
• 配置I/O单元

FANUC 0i Mate-D系统配置如图2所示，主要包括了与显示器一体的CNC控制单元、伺服放大器、伺服电机、I/O单元等组件。

图2 FANUC 0i Mate-D系统配置

下面从主板组件、主要接口、系统总连三个方面来介绍FANUC 0i Mate-D系统。

就如PC机的发展一样，计算机技术的发展使得数控系统体积也是越做越小，FANUC 0i Mate-D为LCD/MDI、CNC、PMC集成一体化结构的CNC控制单元。拆开操作面板背面黄颜色的外壳是一块主板（如图3所示），主板上包括了轴控制卡（axis card）、显示控制卡、CPU卡、FROM/SRAM芯片、模拟主轴选件、PMC、MDI单元、电源单元等基本组件。

图3 FANUC 0i Mate-D内部主板

印制电路板上层从左到右排列分别为轴卡、显卡、CPU卡，下层排列着FROM/SRAM芯片、模拟主轴选件、电源单元。从图3中可以看出，主板下方中间排着一排插座接口。下面就对这些接口详细说明。

FANUC 0i Mate-C/D的主要接口有：（“/”后的标识为D系列的接口标识）

① COP10A: 伺服接口

也就是轴控制器的FANUC专用高速串行伺服总线FSSB（FANUC Serial Servo Bus）的连接端口，不可连接其他公司的伺服控制单元。串行数据传输型伺服控制单元的特点是CNC控制单元与伺服放大器之间的数据传送是双向。与进给轴运动相关的指令数据、伺服数据和报警信号是通过相应的时钟信号线、选通信号线、发送数据线、接收数据线、报警信号线传送。

同时，该接口也负责传送从位置编码器返回CNC控制单元的有关运动轴的实际位置和状态等信息。如图4所示。

图4 FSSB双向传输数据

FSSB总线采用光缆，使用一根光缆可以传递4~8个轴的控制信号，显著减少了机床电气的电缆使用量，传送速度比以往提高2倍以上。

② JA7A/JA41: 串行主轴/位置编码器接口

如果采用FANUC专用串行主轴单元（数字主轴），则该接口输出主轴指令，而主轴电机编码器的反馈信号是直接接到FANUC的主轴驱动模块上的，然后通过主轴串行总线传送给CNC。如图5所示。

图5 串行主轴配置

但如果采用通用变频器（模拟主轴），则其主轴电机的位置编码器的反馈信号就需要接到此端口上。

③ JA40:  模拟主轴或高速跳过信号接口

此端口可以接非FANUC的模拟主轴单元，比如在一些精度要求不太高的场合，为了降低数控系统的成本，可以采用其他公司的主轴控制单元和匹配的主轴驱动器。此时其主轴的位置编码器的反馈信号就需要接到JA41端口上。如图6所示。

图6 模拟主轴配置

④ JD1A/JD51A: I/O Link接口

FANUC的CNC与I/O单元采用标准的I/O Link串行接口连接，处理开关量，属于机床的辅助功能范畴。I/O单元连接机床传感器或执行器信号，I/O Link是把各类I/O单元与PMC以串行通信方式连接起来的I/O网络。如图7所示。

图7 I/O LINK连接

⑤ JD36A: 标准的串行RS232C通信接口

主板上可以配置两个这样的端口，分别是RS232C-1（对应JD36A接口）和RS232C-2（对应JD36B接口）。有了RS232接口，可进行机床数据的备份与恢复、DNC加工等操作。与外部计算机通信需要相关的软件，如WinPCIN通信软件、FANUC的专用PMC软件FAPT LADDER-Ⅲ Version 6.3等。如图8所示。

图8 RS232连接

不过，由于在FANUC 0i Mate-C/D系统的正面、屏幕的左侧有用于数据输入/输出的存储卡接口（PCMCIA）和U盘接口（USB），RS232接口已经较少使用。

⑥ CP1/CPD1：系统电源输入接口

FANUC 0i Mate-C/D工作电源采用直流（DC）24V。

系统总连图指的是FANUC 0i Mate-D通过以上各接口与机床电气系统中其他配置组件之间的连接图，如图9所示。

图9 典型的FANUC 0i Mate-D系统总连图

连接FSSB光缆时，从控制单元的COP10A接口连接到伺服放大器的COP10B接口。连接多个伺服放大器时，总是从伺服放大器的COP10B接入，再从当前伺服放大器的COP10A接出，连接到下一个伺服放大器的COP10B接口。

（文/汤彩萍）

在断电的条件下，检查您的数控设备，在表1中列出数控系统的主要组件。

表1 数控系统实训台组件一览表

备注：

为了培养细致严谨的工作精神，为后续章节学习提供案例信息，请在机床断电条件下完成本作业！！！

现场作业步骤如下：

1. 先抄空表（笔记本横过来）
2. 识别数控系统组件所在部位
3. 拍摄铭牌（不可在铭牌上乱涂乱画）
4. 填表1（用铅笔写，采用一体式伺服放大器时请合并单元格）
5. 按组交老师批改

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