至今为止

1 系统的高可靠性1985年日本发那科公司开发出FANUC 0系统(以下简称FS-0)，至今为止，在全世界已销售了约33万台、是世界上最畅销的数控系统之一。为什么FS-0会受到用户如此的青睐呢? 主要的原因就是它具有高可靠性。 数控机床由数控系统控制，数控机床应能长期连续加上、其数控系统必须能够长期无故障连续运行为保证机床长期可靠地运行，数控系统必须有抵抗恶劣环境的能力，数控系统不同于家电，它是生产资料，不是消费资料，要耐受各种工业环境的考验。数控系统的高可靠性也是用户的要求，特别是在现代化生产线上采用的数控系统更是如此，因此数控系统的可靠性非常重要。可靠性在数控系统产品的研发、设计及制造链中最综合地体现质量、技术和管理水平。FANUC 在设计FS-0时，就把可靠性认为是最主要的设计目标之一。 FS-0可在一般车间工作．环境温度为0～45℃，相对湿度75% ，短时间内可达95%，抗振能力为0.5g，电网电压波动为-15%～10%，其故障率为0.008次/月·台，相当于平均无故障时间为100kh。再加上丰富的功能，因此受到用户的青睐。 FS-0系统的高可靠隆主要是由于： 严格的元件选择和制造工艺； 大量采用专用集成电路； 积累FS-5、7、6等系统的软件经验，设计出良好的控制软件： 发展新的交流数字伺服和主轴驱动系统； 全自动制造，减少了人为参与，大大提高了系统的可靠性。

图1 FS-0系统硬件摸块结构框图

2 硬件结构FS-0硬件为模块结构，基木配置为主板、存储器板、I/O板、伺服轴控制板和电源。此外，还有图形控制板、远程缓冲器板、PMC-M板供选用,如图1所示。 主板 主控用的主CPU装在主板上。原来CPU采用80386；1998年改为80486/DX2。此外，显示用的CRT控制电路也装在主板上。 存储器板 板上有系统控制软件ROM(共5片)；伺服控制软件ROM(1片)；控制机床强电的PMC-L的ROM (2片)；中间运算数据RAM；用于存储机床参数和零件加工程序的MOS RAM。 I/O板 该板为CNC单元与机床强电间的接口。 伺服轴控制板 伺服控制采用交流伺服装置。板上有2个DSP(TMS320) 用于伺服控制每个DSP控制两个轴，因此一块伺服板最多可以控制4个轴。 电源板 包括+5V及+24V两种电源。
高可靠的硬件：由于采用专用的LSI芯片和特殊的表面安装技术，使控制装置尺寸缩小．可靠性提高。 高效率加工：由于采用了高速微处理器．加强了PMC的处理能力．对于CNC的接口开发了高速M、S、T接口，进一步缩短了执行时间。另外，也可以通过PMC来实现对坐标轴的控制。 高精度加工：对于丝杠的螺距误差等传动链中的机械误差，可以通过存储型螺距误差补偿子以补正。加工拐角轮廓时，进给速度可以自动倍率。除此以外，系统还有其他一些提高加工精度的功能。 高速加工：由于采用了多CPU方式进行分散处理实现了高速连续切削。 高精度数字伺服系统：由于采用高分辨率位置检测器和高速微处理器以及软件伺服控制功能，实现厂高速、高精度的伺服控制。 丰富的控制功能：具有刀具寿命管理、极坐标插补、圆柱插补、多边形加工等特有的控制功能．并且提供了专用的定制型用户宏程序，从而能够容易地实现一些特殊的机械加工。 强有力的通信功能：除原有的串行接口(RS232C )之外，又增设了具有远程缓冲的高速串行传送，从ltrI 可以实现高速度的DNC 操作。

图2 FS-0系统的普及化

4 FS-0系统的普及化FS -0系统的全功能系列为FS-0C。可是有时用户的机床并不需要这么多的功能，但对FS-0的可靠性十分放心。因此，为了更好地满足用户的需要， FANUC又在FS-0的基础上，保待了FS-0系统的可靠性，经过普及化整合，开发出普及型的FS-0D。如图2所示，它分两个软件功能包，以满足不同档次机床的需要。 由于FS-0经过普及化的整合，因此系统可以适合各种层次的最终用户。FS-0TD最多可以控制4轴，联动4轴，适用于各种类型的数控车床；FS -0MD最多可以控制4轴，联动4轴，适用于加工中心、各种铣床。由于可靠性好，性能满足要求，价格合理，因此很受用户的欢迎。高可靠性、普及型的FS- 0D系列的应用如表3所示。
冲床FS-0PD5 采用不同档次的交流伺服电动机FS-0系统全功能电动机的基本配置为a系列的伺服和主轴电动机。在对CNC系统进行普及化的同时，为了更好地满足普及型数控机床的需要，FANUC还推出了经济的ac系列、b系列交流伺服电动机及ac 系列交流主轴电动机。伺服电动机采用交流同步电动机，主轴电动机为异步电动机。这些电动机以国际标准(IEC-1)为基准．密封良好(伺服电动机符合 IP55、主轴电动机符合IP54)，使用高性能的脉冲编码器。进给伺服单元采用DSP控制。伺服板输出控制指令到功率放大器。功率放大器为模块化结构，分为整流模块和逆变模块，使用IPM元件，接线及装 便。 FS-0可以同时控制2个主轴电动机，2个电动机可以都为全数字式的，也可以一个数字式、一个模拟式主轴驱动采用数字矢量控制，主轴控制方式有两种：速度控制和位置控制，主轴控制应用单独的CU控制。从CNC单元输出的控制指令用一条光缆送到主轴的控制单元，数据为串行传送．因此，可靠性很高。 6 方便的维修功能通过系统的CRT对伺服参数及主轴参数进行设定与调整。 系统有加工程序错误显示。 系统出现运行故障时，可进行显示。 梯形图可在CRT显示，方便用户进行调机及I/O信号的诊断。
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