일반적인 CNC 시스템 소개

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fanuc 시스템

신뢰도가 높은 BEIJING-FANUC CNC 시스템/2 BEIJING-FANUC0 시스템 CNC 장치의 하드웨어 구조/ 3 디스플레이/4PMC 제어/5 피드 서보 드라이브/./6 스핀들 드라이브/7RS-232C 포트 및 데이터 통신/8 기계 조정, 유지 보수 및 결함 진단/9 시스템 기능/

CNC 공작 기계는 장기간 연속 가공을 위해서는 CNC 시스템이 장시간 동안 문제 없이 연속적으로 작동할 수 있어야 합니다. 공작 기계의 장기간 안정적인 작동을 보장하려면 CNC 시스템은 열악한 환경을 견딜 수 있는 매우 안정적인 작동 특성을 가져야 합니다. 수년간의 작업 테스트를 통해 BEIJING-FANUC 0 시스템은 가장 신뢰할 수 있는 CNC 시스템 중 하나임이 입증되었습니다. 작업 현장의 실내 온도는 0~45℃, 상대 습도는 75%입니다. , 단시간에 95%에 도달할 수 있으며, 내진성은 0.5g이며, 사용 중인 시스템의 실제 통계에 따르면 BEIJING-FANUC의 고장률은 10%~15%입니다. 0 시스템은 0.008로 중국 시장의 요구 사항을 더 잘 충족합니다.

BEIJING-FANUC 0 시스템의 신뢰성이 매우 높은 이유는 주로 다음 요소에 기인합니다.

(1) 신뢰할 수 있는 고품질 부품 및 우수한 노화 선별 프로세스

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(2) 대규모 및 초대형 특수 목적 집적 회로 칩 BEIJING-FANUC 0 시스템은 Fujitsu에서 제조한 고집적 특수 목적 기능 칩을 많이 사용합니다.

(3) 다층 인쇄 기판의 완전 자동화된 공장 생산 및 제조, 부품 삽입, 용접, 인쇄 기판 검사, 시스템 조립, 모터 공급, 펀칭, 정밀 주조 및 기계 가공, 조립 및 완제품의 포장은 모두 자동화되어 생산 과정에서 외부(사람)의 불안정한 요인의 개입을 방지하므로 제품의 일관성이 좋고 신뢰성이 높아집니다. 베이징 FANUC는 CNC 장치를 조립하고 생산하기 위해 인쇄판을 구매합니다.

(4) 우수한 제어 소프트웨어 설계. BEIJING-FANUC 0 시스템은 전 세계에서 수년 동안 운영된 후 풍부한 데이터를 축적했습니다. 따라서 소프트웨어 설계 중에 발생할 수 있는 다양한 오류 조건이 많이 고려되었습니다. 시동 및 상태 전환 중 레이어별 감지, 과전압, 과전류, 피드백 단절 및 기타 알람과 같은 신뢰성을 보호하고 향상시키기 위한 조치가 추가되어 공작 기계 작동 중 오류가 발생하면 시스템이 이를 처리할 수 있습니다. 시기 적절하게 구성 요소의 손상을 방지합니다.

(5) 디지털 피드 서보 및 디지털 스핀들 드라이브 디지털 제어 및 데이터 직렬 전송은 작동 신뢰성을 크게 향상시킵니다. 스핀들 제어 신호 전송에는 광케이블을 사용하여 외부 간섭으로부터 신호를 보호합니다.

2 BEIJING-FANUC 0 시스템 CNC 장치의 하드웨어 구조

BEIJING-FANUC 0 시스템은 우수한 신뢰성과 높은 성능/가격 비율을 가지고 있으며 전 세계적으로 300,000개 이상이 판매되었습니다. . 대규모 집적 회로 칩의 개발로 BEIJING-FANUC 0 시스템의 하드웨어 구조가 여러 번 개선되었습니다. 현재 판매되는 0-C와 0-D의 하드웨어 구조는 제어축 수와 구성된 피드축 구동 모터를 제외하면 기본적으로 동일합니다.

BEIJING-FANUC 0 시스템의 CNC 장치는 대형 플레이트 구조를 가지고 있습니다. 기본 구성에는 마더보드, 메모리 보드, I/O 보드, 서보 축 제어 보드 및 전원 공급 장치가 포함됩니다. 각 보드는 마더보드에 연결되고 CPU 버스에 연결됩니다.

(1) 마더보드 메인 CPU가 이 보드에 있습니다. 메인 CPU는 시스템 메인 제어에 사용됩니다. 원래는 80386을 사용했으나 1998년부터 80486/DX2로 전환되었습니다. 또한 디스플레이용 CRT 컨트롤도 이 보드에 있습니다.

(2) 메모리 보드 이 보드에는 다음이 포함됩니다. ① 시스템 제어 소프트웨어 ROM(***5개). BEIJING-FANUC 0 시스템은 선반(0-T 시스템), 밀링머신(보링머신, 드릴링머신), 머시닝센터(0-M 시스템), 연삭기(0-G 시스템), 펀치머신(0-P 시스템)을 제어할 수 있습니다. ).

공작 기계 제어 소프트웨어의 종류는 다릅니다. ② 서보 제어 소프트웨어 ROM 1개, 공작 기계의 강력한 전력 제어 논리 프로그램을 저장하는 데 사용되는 PMC-L ROM 칩 2개, 저장에 사용되는 RAM 칩 필요에 따라 CPU의 중간 작업 데이터를 설치합니다. ⑤CMOS RAM은 시스템, 공작기계 매개변수, 부품 가공 프로그램을 저장하는 데 사용됩니다. 사용자 요구 사항에 따라 최대 128K 바이트까지 구성합니다. CMOS RAM은 4.5V 배터리에 연결되어 있으며 종료 시 정보를 저장합니다.

(3) I/O 보드 이 보드는 CNC 장치와 공작 기계 전원 캐비닛 사이의 인터페이스입니다. 24V DC 신호를 수신 또는 출력하며 입/출력 제어는 PMC에 의해 구현됩니다. 공작기계의 복잡도에 따라 I/O 점수를 선택할 수 있습니다. 표준 구성은 입력 104점, 출력 72점입니다.

(4) 피드 서보 제어 보드 BEIJING-FANUC 0 시스템은 모두 디지털 AC 서보로 제어됩니다. 제어 보드는 CNC 장치에 설치되고 메인 보드에 연결됩니다. 즉, CNC 장치와 피드 서보가 통합 설계되었습니다. 서보 보드에는 서보의 디지털 제어를 위한 2개의 CPU(TMS320)가 있습니다. 각 CPU는 2개의 축을 제어하고, 하나의 보드는 4개의 축을 제어할 수 있습니다. 보드는 메인 CPU가 할당한 서보 제어 명령을 받아 위상차가 60°인 6개의 펄스 폭 변조 신호(각 축)를 출력하고 이를 각 축의 서보 구동 전력 증폭기에 추가합니다.

0-D 시스템은 4축(최대 구성) 제어 및 4축 연결입니다. 하나의 서보 보드만 사용하십시오. 0-C는 최대 6개의 축을 제어할 수 있으며, 6개의 축을 제어하려면 2개의 보드가 필요합니다.

(5) 전원 공급 장치는 주로 각 보드에 전원을 공급하는 데 사용되는 5V DC를 포함합니다. 24V DC는 장치의 각 릴레이를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 위의 보드 외에도 그래픽 제어 보드, PMC-M 보드, 원격 버퍼(REMOTE BUFFER) 보드도 있습니다. 사용자는 자신의 요구 사항에 따라 이러한 보드를 선택할 수 있습니다.

3 디스플레이

BEIJING-FANUC 0 시스템의 디스플레이는 CRT나 액정 디스플레이(LCD)를 사용할 수 있으며, 표준은 9인치 흑백 CRT, 고밀도 문자 디스플레이입니다. . 컬러 디스플레이도 가능합니다.

BEIJING-FANUC 0 시스템에는 그래픽 표시 기능이 있습니다. ① 가공 전에 컴파일된 처리 프로그램의 그래픽 시뮬레이션을 수행하여 공구 팁의 궤적 또는 공작물의 3차원 솔리드 형상을 시뮬레이션합니다. ② 가공 과정 중 공구 표시 뾰족한 궤적을 통해 작업자는 절단 과정을 모니터링할 수 있습니다. 세부 사항을 쉽게 관찰할 수 있도록 그래픽을 부분적으로 확대할 수 있습니다. 그래픽을 표시하려면 그래픽 제어 보드를 사용해야 합니다. 이 보드는 특수 마이크로컴퓨터이며 CPU는 80186을 사용합니다.

4 PMC 제어

PMC는 프로그래밍 가능한 공작기계 컨트롤러로 공작기계를 제어하기 위해 특별히 사용되는 PLC입니다. BEIJING-FANUC 0 시스템의 PMC에는 명령어가 47개(기본 명령어 12개, 기능 명령어 35개)만 있습니다. 기본 명령어는 이진 비트 논리 연산이며 기능 명령어에는 주로 데이터 정의, 데이터 변환, 디코딩 및 대수 연산이 포함됩니다.

BEIJING-FANUC 0 시스템은 래더 다이어그램을 사용하여 PMC 순차 논리 프로그램을 준비합니다. 기능적 지침으로 인해 PMC 프로그래밍은 매우 쉽고 간단합니다.

래더 다이어그램은 다음 두 가지 방법으로 편집할 수 있습니다. ① 특수 편집 카드를 사용하여 CRT 디스플레이 화면을 사용하는 시스템에서 현장을 편집합니다. ② 전용 소프트웨어를 컴퓨터에 로딩하여 컴퓨터로 컴파일한 후 RS-232C 포트를 통해 래더 다이어그램 프로그램을 CNC 시스템으로 전송합니다. 디버깅된 프로그램은 기록기를 사용하여 EPROM에 작성해야 합니다.

BEIJING-FANUC 0 시스템 PMC 제어에는 PMC-L과 PMC-M의 두 가지 유형이 있습니다. PMC-L의 프로세서는 호스트와 호환되며 처리 시간은 6μs/단계, 최대 단계 수는 5000입니다. PMC-M은 전용 프로세서로 마이크로프로세서가 80186이고 메인보드에 전용 보드가 삽입되어 있으며 처리 시간은 2μs/step, 최대 스텝 수는 8000이다. 두 PMC의 스캐닝 기간은 16ms입니다.

5 피드 서보 드라이브

BEIJING-FANUC 0 시스템 피드 축 드라이브는 현재 α 시리즈인 AC 동기 모터를 사용합니다. 부하 특성과 속도에 따라 α(표준형), αM(고가속도 특성), αC(경제형), αL(저관성형)으로 구분됩니다. 최대 토크는 400N.m입니다.

0-C는 α 유형으로 구성되고, 0-D는 αC 유형으로 구성됩니다. αM은 가속 특성이 좋고, 0에서 최대 속도까지의 기동 프로세스가 24ms이므로 고속 처리에 사용됩니다.

모터 샤프트에는 위치 피드백 및 속도 피드백에 사용되는 회전당 65,536 펄스(회로 곱셈)를 방출하는 펄스 인코더가 장착되어 있습니다. 이러한 종류의 위치 피드백은 작업대의 선형 변위를 간접적으로 측정하므로 이를 반폐쇄 루프 서보 시스템이라고 합니다. 그러나 해당 매개변수가 설정되어 있는 한 BEIJING-FANUC 0 시스템은 선형 격자 눈금자를 사용하여 시스템을 완전 폐쇄 루프에 연결할 수 있습니다. 또한 이중 위치 피드백에도 연결할 수 있습니다. 즉, 위의 두 개의 폐쇄 루프가 동시에 있습니다. 이를 통해 시스템의 안정성이 향상될 수 있으며, 시스템의 속도와 처리 정확도도 향상될 수 있습니다.

피드 서보 장치는 앞서 언급한 축 제어 보드에 의해 제어되며, 제어 명령 신호를 전력 증폭기로 출력합니다. 전력 증폭기는 모듈형 구조로 되어 있으며 IPM 부품을 사용하여 정류기 모듈과 인버터 모듈로 구분됩니다.

LSI는 위치 제어 전용 대규모 집적 회로 칩입니다. ROM에 저장되는 제어 프로그램에는 주로 동기 모터의 빠른 응답 벡터 제어, IP 조정기, 속도 및 위치의 피드백 제어, 피드포워드 및 사전 피드포워드 제어, 상태 관찰자가 포함됩니다. 또한 단일 펄스 억제, 오버슈트 억제, 백래시 가속 보상, 공작 기계 속도 피드백 등과 같은 많은 비선형 보상 및 제어가 있습니다. 운영 프로세스를 모니터링하고 보호하는 기능도 있습니다. 이러한 제어 덕분에 BEIJING-FANUC 0 시스템은 안정적이고 빠르고 원활하며 높은 정밀도로 작동합니다.

6개의 스핀들 드라이브

BEIJING-FANUC 0 시스템은 동시에 2개의 스핀들 모터를 제어할 수 있습니다. 이는 2개의 디지털 제어 모터이거나 하나는 디지털이고 다른 하나는 아날로그일 수 있습니다. . 제어 모터. 아날로그 제어 명령은 0~10V의 DC 전압입니다.

이 시스템의 스핀들 모터는 현재 α 시리즈이며 다음과 같은 종류가 있습니다. α: 표준 유형, 정전력 속도 조절 범위 4:1 αP: 정전력 넓은 속도 조절 범위 유형 (8 ∶1), αC: 경제적인 유형, αT: 스핀들에 직접 연결됩니다. 스핀들 모터의 최대 출력은 37kW이고 최대 속도는 15,000r/min에 도달할 수 있으며 디지털 벡터로 제어됩니다.

스핀들 드라이브에는 속도 제어와 위치 제어의 두 가지 작동 모드가 있습니다. 속도 피드백을 위해 스핀들 모터 샤프트에 원형 자기 센서가 설치됩니다. 위치 제어는 스핀들 동기화, 스핀들 오리엔테이션, 리지드 태핑 및 Cs 축 윤곽 제어에 사용됩니다. 따라서 형상제어 시 스핀들의 회전각도나 인덱스를 제어하고, 다른 축과 보간하는 작업이 필요합니다. 이때 위치 엔코더는 공작 기계의 스핀들에 설치되어야 합니다. 위치 엔코더에는 광전 센서와 자기 센서가 있습니다. 일반적으로 1회전당 1,024펄스를 내보내며, 고정밀도에서는 1회전당 360,000펄스를 보냅니다.

스핀들 제어는 별도의 CPU로 제어하며 프로세서는 TMS-320이다. CNC 장치에서 출력되는 제어 명령은 광케이블을 통해 스핀들 제어 장치로 전송되므로 데이터가 상대적으로 높습니다.

7개의 RS-232C 포트 및 데이터 통신

BEIJING-FANUC 0 시스템에는 2개의 직렬 포트(RS-232C)가 있으며 4개 채널로 나누어져 시스템과 외부 간의 데이터에 사용됩니다. 장치 교환. 교환되는 데이터에는 시스템 및 공작 기계 설정 매개변수, PMC 매개변수, 부품 처리 프로그램, 도구 보정 값, 공작물 좌표계 설정, 나사 피치 보정 값 등이 포함됩니다. 컴퓨터에 연결하는 경우 데이터 전송 소프트웨어를 컴퓨터에 설치해야 합니다. 가장 빠른 전송 속도는 9600bps입니다.

위의 정보 교환 외에도 직렬 통신을 사용하여 다음과 같은 공작 기계의 온라인 처리 및 DNC 관리 방법을 실현할 수 있습니다.

(1) 종이 테이프 처리 복잡한 부품 가공 프로그램이 매우 길면 CNC의 메모리 용량이 충분하지 않아 프로그램을 컴퓨터 플로피 디스크와 같은 주변 장치에 저장할 수 있습니다. PC와 CNC를 케이블로 직렬 포트를 통해 연결한 후 CNC가 15개의 프로그램 세그먼트를 미리 읽고 처리를 시작합니다. 그런 다음 한 단락을 처리하고 끝까지 한 단락을 읽으십시오.

(2) 리모트 버퍼(REMOTE BUFFER) 위의 방법은 긴 프로그램의 저장 문제를 해결하지만, 데이터를 읽어들이고 동시에 처리하고 처리하기 때문에 처리 속도가 느립니다.

작은 프로그램 세그먼트와 빠른 처리를 위해 도구 공급이 일시 중지될 수 있습니다. 이러한 이유로 REMOTE BUFFER 기능이 개발되었습니다.

이 기능은 데이터 블록의 전송을 실현할 수 있으며 두 가지 작업 모드가 있습니다. ① 컴퓨터에 저장된 처리 프로그램은 일반적인 처리 코드 명령 모드입니다. 버퍼에 의해 승인된 후 바이너리가 된 다음 실행을 위해 CNC로 전송됩니다. ②컴퓨터에 저장된 처리 프로그램은 바이너리 시스템으로 컴파일되어 있습니다. 버퍼가 수신된 후 변환 없이 실행되도록 CNC로 전송됩니다. 이 두 가지 방법은 종이 테이프 방식보다 빠르며, 가장 빠른 데이터 전송 속도는 77900bps입니다. 최대 처리 속도는 15m/s이고 케이블 길이는 최대 100m(모뎀 제외)까지 가능합니다.

(3)DNC2 8개의 CNC 공작 기계를 메인 컴퓨터와 원격으로 연결하여 여러 공작 기계의 가공 모니터링 및 관리를 실현할 수 있습니다. 연결 방법은 지점 간이며 데이터 전송 프로토콜은 LVS2이며 전송 속도는 최대 19200bps입니다.

시스템 및 공작 기계 매개변수, 가공 절차, 가공 설정 외에도 CNC와 호스트 컴퓨터 간에 교환되는 정보를 통해 자동 가공 시작 등 공작 기계의 작동 상태를 전송할 수도 있습니다. , 중지, 처리 및 일시 중지, 알람 등. DNC2***는 60개 이상의 명령어를 설계했습니다. 호스트 컴퓨터는 이러한 명령어 형식에 따라 해당 처리 프로그램을 준비해야 하며 프로그래밍 언어는 C입니다. 사용자의 편의를 위해 매크로 라이브러리를 제공합니다.

8 기계 조정, 유지 보수 및 고장 진단

(1) 서보 매개변수 설정 및 조정 기계 조정을 용이하게 하기 위해 시스템의 CRT에는 피드 서보 매개변수 설정 화면과 조정 기능이 있습니다. 화면. 매개변수 설정 화면에서는 초기화 비트, 모터 코드 및 기타 매개변수만 설정하여 사용되는 모터의 표준 매개변수를 설정하면 모터가 안정적으로 작동할 수 있습니다. 유연한 변속비는 모터, 볼스크류 및 위치 피드백 센서(펄스 엔코더) 사이의 기어 변속비를 설정할 수 있습니다. 변환 비율은 정수일 필요는 없습니다.

서보 조정 화면에서는 공작기계 테이블이 움직일 때 서보 게인, 서보 에러, 각 축의 변화를 정량적으로 읽어낼 수 있습니다. 이를 바탕으로 시스템이 안정적으로 실행되고 있는지, 크롤링이 있는지, 추종 정확도 등을 판단하고 상황에 따라 적절한 조정이 가능하다. 이 화면에는 오류가 있을 때 서보 알람도 표시됩니다.

(2) 스핀들 파라미터 설정 스핀들 모터의 코드와 초기화 비트를 입력하여 스핀들 모터의 표준 파라미터를 설정하면 모터가 안정적으로 작동합니다. 스핀들 작동에는 스핀들 모터 속도, 부하 비율 및 스핀들 속도를 읽을 수 있는 모니터링 화면이 있어 일반적인 회전 속도계와 부하 측정기가 필요하지 않습니다.

(3) 처리 프로그램 오류 표시 프로그램 오류가 발생하면 CRT에 알람 번호가 표시됩니다. 에러의 원인은 알람 번호에 따라 매뉴얼에서 찾을 수 있습니다. 알람 테이블은 다년간의 경험이 축적된 것입니다. 거의 모든 프로그래밍 오류는 테이블에서 찾을 수 있습니다.

(4) 작동 오류 표시 CNC 제어 소프트웨어, 하드웨어의 주요 구성 요소, 서보 제어, 스핀들 제어 등의 작동에 오류가 있는 경우 해당 알람 번호가 표시됩니다. CRT에서. BEIJING-FANUC 0 시스템은 이러한 결함에 대해 더 나은 보호 기능을 갖추고 있습니다. 예를 들어, 서보 피드백이 분리되어 큰 개방 루프를 형성하면 충돌이나 부품 손상이 발생하지 않습니다.

(5) I/O 신호 진단 CRT는 공작 기계의 래더 다이어그램을 표시할 수 있습니다. 강한 전기 신호로 작동하는지 확인할 수 있습니다. CRT에도 진단 화면이 있는데 이를 통해 신호의 주소에 따라 0/1 상태가 변하는 것을 확인하여 정상적으로 작동하는지 확인할 수 있습니다.

9 시스템의 기능

BEIJING-FANUC 0 시스템은 완벽하게 작동합니다. 다음 기능은 시스템의 적용 범위와 작동 편의성을 높입니다. ①Cs 축 윤곽 제어. Cf 축은 생략 가능하며 스핀들의 회전을 회전 좌표로 사용하여 다른 선형 축과 보간하여 윤곽 곡선을 처리합니다. ② 리지드 태핑. Z축 이송은 스핀들 회전과 동기화되어 스프링 척 없이 탭핑이 이루어지므로 나사 가공 정밀도가 향상됩니다. ③PMC 축 제어. 래더 다이어그램 프로그램을 사용하여 회전 축 인덱싱 또는 정량적 위치 공급을 위한 서보 피드 축을 제어합니다. 0-C 시스템 PMC는 2개의 이송축을 제어할 수 있습니다. ④스핀들 더블 툴 홀더. ⑤0.1μm 분해능. 시스템 분해능 표준은 1μm로 설정되어 있습니다. 사용 가능한 매개변수 설정은 그 중 1/10입니다. ⑥처리 프로그램의 백엔드 편집. 자동 절단 중에 새 프로그램을 편집할 수 있습니다. 7메뉴 프로그래밍. ⑧그래픽 세션의 온라인 자동 프로그래밍. 형태는 여러 가지가 있는데, 가장 최근의 것은 상징적 지시 형태이다. 배우고 작동하기 쉽습니다.

프로세스 매개변수 설명이 있습니다. 9유저 매크로 프로그램입니다. 가공 프로그램(그룹 프로세스에 적합)을 컴파일하거나 인터페이스 변수를 사용하여 PMC 프로그램을 컴파일하여 CNC의 실행 상태를 제어하는 ​​데 사용되는 파라메트릭 프로그래밍 소프트웨어 패키지입니다.