数控机床故障诊断与维修第四章2.ppt
2023/6/28,1,模块三:典型数控系统的硬件结构 及硬件故障的诊断与维修,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,主讲:张红旗,黄冈科技职业学院机电汽车工程系,2023/6/28,2,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,FANUC-0iB 系统的硬件构成,系统的综合连线介绍,(2).系统与I/O设备的连接(重点介绍RS-232C接口),(3).系统与主轴单元的连接及控制信号,电源介诏,(1).系统与显示单元及MDI单元的连接,(4).数字伺服连接(进给单元),(5).PMC的物理输入/输出点的连接,本节学习内容,2023/6/28,3,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,.FANUC-0iB 系统的硬件构成,2023/6/28,4,CNC单元,显示装置与操作面板,1.FANUC系统硬件构成,CNC单元,显示装置与操作面板,2023/6/28,6,存储卡和编辑卡,主板,系统主模块,主模块上层功能板,主模块下层功能板,FANUCOiB系统主模块,2023/6/28,8,FANUC系统I/O模块,系统I/O模块及扩展功能板(选择件),CB104/CB105、CB106/CB107：为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口。,系统内置I/O模块,JA3：机床手摇脉冲发生器接口。,JD1A：系统I/O LINK 串行输入/输出信号接口。,CD38T：以太网卡（为系统选择件）接口。,2023/6/28,10,硬件的概要,主板 I/O板 提供主要功能,2023/6/28,11,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,数控装置组成结构回顾,2023/6/28,12,FANUC系统配置,计算机,显示装置和MDI键盘,机床操作面板,系列主轴模块系列进给模块,系列主轴电动机系列进给伺服电动机,CNC装置,FANUC 系统配置,显示装置和MDI键盘,机床操作面板,CNC装置,系列伺服单元,C系列伺服电动机,主轴电动机,变频器,计算机,2023/6/28,15,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,2.综合连线介绍,2023/6/28,16,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,2023/6/28,17,2.综合连线介绍,接口功能,2023/6/28,19,FANUC-Oi 系统实际接线,2023/6/28,20,FANUC系统连接图,2023/6/28,21,FANUC-Oi Mate TB实际接线,2023/6/28,22,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,数控装置电源介绍,2023/6/28,23,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,数控系统的电源连接(配合图3-2),2023/6/28,24,功能:主要提供5V、15V、24V、24E直流电源。,系统电源单元（POWER）,+24V:显示器电源 扩展板电源。+24E:系统24V电源。+5V:CPU、存储器电源及编码器电源。15V:位置模块电源。,AI电源单元,B2电源单元,2023/6/28,26,电源单元（POWER）的功能连接,CP3：机床面板的NC起动和NC停止开关,CP1：电源单元输入电压（交流200V、50Hz）,CP15：CRT直流电源接口(DC24V),图3-2 系统连接图,2023/6/28,28,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,(1).系统与显示单元及MDI单元的连接,2023/6/28,29,(1).系统与显示单元及MDI单元的连接,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,系统可以选配LCD液晶显示器(7.2寸.8.4寸.10.4寸)或CRT显示器(9寸),但两种的显示器和MDI接法不一样。(图3-2.图3-4)选用LCD时,LCD/MD通过光缆 与 COP20A接口相连接 选用CRT时,CRT和MDI分别与JA1.JA2接口用电气相连接,2023/6/28,30,FANUC0i多种显示装置,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,2023/6/28,31,系统显示器(CRT),2023/6/28,32,图3-2 系统连接图,MDI键盘控制电路,系统显示电路,2023/6/28,34,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,(2).系统与I/O设备的连接,2023/6/28,35,(2).系统与I/O设备的连接,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,系统主板的接口JD5A.JD5B用来连接串行通讯RS-232C接口的。硬件一样,可通过选择系统参数来确定使用几个或哪一个。,图3-2 系统连接图,2023/6/28,37,参数的备份1,RS232C接口,2接口的连接,3.实验,2023/6/28,38,RS-232C 串行接口,RS-232C是一种早期出现的异步串行接口,美国电子工业协会标准,C代表最新一次修改,接口共有25条线(4条数据线,11条控制线,3条定时线,7条备用线和未定义线),常用只有9根。传输距离不超过50米。,2023/6/28,40,2023/6/28,42,串行通信、并行通信,计算机系统中两个功能模块之间的信息交换有两种方式：并行通信与串行通信。串行通信 是指数据通过一根数据线进行发送和接收，其特征是把各个二进制位连成串，一位一位地传送。并行通信是指数据的各位通过若干根数据线同时进行发送和接收。,2023/6/28,43,并行通信及并行接口 并行通信是指两个功能模块之间有多条数据信号传送线，这样两模块之间可以一次同时传送多位数据，传送速度快。由于所需的数据传送线较多，造价高，因此并行通讯适用于近距离、快速数据交换的场合，如微机系统中CPU与存储器、I/O端口之间。完成并行通信的接口电路称为并行接口。,2023/6/28,44,串行通信及串行接口 串行通信是指两个功能模块之间只通过一条或 两条数据线进行数据交换。发送方需要将数据按二进制位进行分解，一位、一位地分时经过单条数据线传送。接收方需要一位一位地从单条数据线上接收数据，并且将它们重新组装成一个数据。串行通信所需数据线少，在远距离传送时比并行通信的造价低。但是一个数据只有经过若干次以后才可以传送完，速度较慢。完成串行通信的接口电路称为串行接口。,2023/6/28,45,表 9芯D型连接器信号名称与引脚分配,MR 主复位信号用于对16550的初始化，它应该与系统的RESET信号相连。INTR 中断请求线用于向系统申请中断，如每收到或发出数据16个字节、或数据检测到出错、或线路出错等就向系统请求一次。RD、RD#读信号用于控制芯片中的RX缓冲器读出操作。两信号任选。,WR、WR#写信号用于将数据写入芯片的有关寄存器。两信号任选。SOUT、SIN 串行发送和接收数据线。RCLK、BAUDOUT#分别为接收时钟和发送器时钟输入信号RTS#、CTS#分别是请求发送和批准发送。均与调制解调器相连。,DTR#、DSR#分别是数据终端准备就绪、数据通信设备准备就绪。均与调制解调器相连。DCD#（CD#）载波检测线。来自调制解调器，该信号表明有一个设备与系统相连。RI#响铃指示。由调制解调器置发来的表明有电话铃响。DDIS#禁止UART写操作。表明系统正在读操作，用于进行读写两个方向的转换。,D0-D7 数据总线与系统连接，用于传递数据、命令和状态。XIN，XOUT 主时钟线是由18.432MHz晶振经过10倍分频后连接到芯片上的。OUT1、OUT2 用户自定义引脚。可供UART向调制解调器发命令信号。RXRDY#、TXRDY#分别为接收器与发送器准备就绪信号。,2023/6/28,51,RS-232C接口的应用,系统RS-232串行通信接口,2023/6/28,53,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,(3)数控系统与主轴单元的连接及控制信号,2023/6/28,54,系统提供两种控制方式(见书78页图3-6),）串行主轴接口：系统与主轴间采用串行电缆 通讯,）模拟主轴接口：系统向主轴单元提供指令电 压及其他控制指令，主轴单 元向系统输出其状态,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,(3)数控系统与主轴单元的连接及控制信号,主轴控制电路,图3-7 串行主轴接口:系统与主轴间采用串行电缆通讯,图3-2 系统连接图,图3-8 系统与模拟主轴的接口连接及信号,2023/6/28,59,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,(4).数控伺服连接,(见书80页图3-9),2023/6/28,60,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,(5).数控系统PMC的物理输入/输出连接,2023/6/28,61,(5).数控系统PMC的物理输入/输出连接,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,PMC物理输入/输出的连接点是I/O板的接口CB104CB107,见图3-10,图3-11,RV表示接收电路。DV表示驱动电路,即输出电路。,CB104/CB105CB106/CB107 为系统内置I/O模块的输入/输出信号接口。,系统内置I/O模块上PMC接口,2023/6/28,63,I/O连接,内装I/O卡上的接口CB104、CB105、CB106、CB107四个接口连接操作面板及机床的输入和输出，这些地址有确定的含义，在PMC编程时要使用到。,输入输出接口插针及地址对应表,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,插座号,2023/6/28,64,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,接口地址的意义及分配,接口是连接CNC系统-PLC-机床本体的节点，节点是信息传递和控制的通道,向PMC输入的信号有从NC来的输入信号（M功能，T功能信号），从机床来的输入信号（循环启动，进给暂停信号等）。从PMC输出的信号有向NC的输出信号（循环启动，进给暂停信号等），向机床输出的信号（刀架回转，主轴停止等）。,2023/6/28,65,课题二 FANUC-0iB 系统的硬件,(6).I/O Link串行接口介绍,系统内置I/O模块,JA3：机床手摇脉冲发生器接口。,JD1A：系统I/O Link 串行输入/输 出信号接口。,
