FANUC公司CNC装置优化：提升制造效率

在FANUC数控系列产品中，最有代表性的常用系统主要有FS6（FANUC 6系列数控系统的简称，下同）、FS11、FS0、FS15、FS16/18、FS0i/PM0等。

1.系统简介

1）FS6系列数控系统。1979年推出的FS6系列数控系统，是具备一般功能和部分高级功能的中级型CNC系统。其中，6M适用于铣、镗床和加工中心；6T适用于车床。系统使用了大容量磁泡存储器、专用大规模集成电路，备有由用户自行制作的变量型子程序的用户宏功能。

2）F10/11/12系列数控系统。1984年推出的F10、F11和F12系列数控系统为多微处理器控制系统，其主CPU采用68000，在图形控制、对话式自动编程控制、轴控制等方面有各自的CPU。F10/11/12在硬件方面作了较大的改进，其中包括专用大规模集成电路4种，厚膜电路22种，4Mbit的磁泡存储器等。由于该系统采用光导纤维，使数控装置与机床以及操作板之间的数百根电缆数大幅度减少，提高了抗干扰性和可靠性。该系统在工厂自动化DNC方面能够实现主计算机与机床、工作台、机械手、搬运车等之间各种数据的双向传递。它的PLC装置使用了独特的无触点、无极性输出和大电流、高电压输出电路，简化了强电柜。此外，PLC的编程不仅可以使用梯形图语言，还可使用PASCAL语言，便于用户开发软件。F10/11/12系列数控系统还充实了专用宏功能、自动计划功能、自动刀具补偿功能、刀具寿命管理、彩色图形显示CRT等。

F10/11/12系列数控系统有很多规格，可用于各种机床，规格型号有M型、T型、TT型和F型。其中，M型用于加工中心、铣床和镗床；T型用于车床；TT型用于双刀架车床；F型是具有对话功能的数控系统。F10/11/12系列数控系统适用于大、中型数控机床。

3）F0系列数控系统。1985年FANUC公司推出F0系列数控系统，它的主要特点是体积小，价格低，适用于机电一体化的小型数控机床。F0系列数控系统是一个多微处理器系统。0A系列主CPU为80186，0B系列主CPU为80286，0C系列主CPU为80386。F0系列在已有的RS-232C串行接口之外，又增加了具有高速串行接口的远程缓冲器，以便实现DNC运行。F0系列数控系统在硬件组成上以最少的元件数发挥最高的效能为宗旨，采用了最新型高速和高集成度微处理器，共有专用大规模集成电路6种（其中4种为低功耗CMOS专用大规模集成电路），专用的厚膜电路9种。三轴控制系统的主控制电路包括输入、输出接口，PMC（Programmable Machine Control）和CRT电路等都装在一块大型印制电路板上，与操作面板、CRT组成一体。F0系列数控系统的主要功能有彩色图形显示、会话菜单式编程、专用宏功能、录返功能等。自FANUC公司推出F0系列数控系统以来，得到了各国用户的高度评价，成为广泛采用的数控系统之一。

F0系列数控系统有多种规格，其中，F0-MA/MB/MEA/MC/MF用于加工中心、铣床和镗床；F0-TA/TB/TEA/TC/TF用于车床；F0-TTA/TTB/TTC用于一个主轴双刀架或两个主轴双刀架的4轴控制车床；F0-GA/GB用于磨床；F0-PB用于回转头压力机。

FANUC 0i系列是目前我国应用最多的系列之一，各机床生产厂家已大量采用，部分机床产品见表1-2。

表1-2 目前我国选用FANUC 0i系列的部分数控机床

4）FS15系列数控系统。1987年FANUC公司推出新的FS 15系列数控系统，称之为AI_- CNC系统（人工智能数控系统）。FS15系列采用模块式多主总线（FANUC BUS）结构，是多微处理器控制系统，主CPU为68020，还有一个子CPU（SUB CPU），在轴控制、图形控制、通信和自动编程等功能中也有各自的CPU。FS15系列可构成最小至最高系统，可控制2至15根轴，适用于大型数控机床、多轴控制和多系统控制。FS15系列使用了高速信号处理器（DSP），应用现代控制理论的各种控制算法在系统中进行在线控制。同时，FS15系列采用了高速度、高精度、高效率的数字伺服单元及绝对位置检测脉冲编码器（每周可分辨10万个等分），能使用在10000r/min的高速运转系统中。FS15系列还增加了制造自动化协议MAP（Manufacturing Automatic Protocol）、窗口功能等。

5）FS16系列数控系统。FS16系列是在功能上位于FS 15系列和F0系列之间的最新CNC系统，在作为控制用的32位复合指令集计算机CISC（Complex Instruction Set Computer）上又增加了32位精减指令集计算机RISC（Reduced Instruction Set Computer），用于高速计算，执行指令速度可达到20～30MIPS（Million Instruction Per Second，每秒100万条指令），处理一个程序段的时间可缩短到0.5ms，在连续1min的移动指令下能实现的最大进给速度可达120mm/min。FS16系列采用了三维安装技术，使电子元器件得以高密度地安装，大大缩小了系统的占用空间。同时，采用高速32位FANUC BUS和TFT彩色、液晶薄型显示器等新技术，使CNC系统进一步小型化，可更方便地将它们装到机械设备上。

6）FS18系列数控系统。FS18系列是紧接着FS16系列推出的最新32位CNC系统，在功能上位于FS15系列和FS0系列之间，但低于FS16系列。FS18系列采用了高密度三维安装技术，与FS0系列比较，其安装密度提高了三倍。该系列采用4轴伺服控制、2轴主轴控制，在操作性能、机床接口、编程等方面与FS16系列之间有互换性。

2.产品特点(www.xing528.com)

①从结构上看较长时间采用了大板结构，但在新的产品中已采用模块化结构。

②越来越多地采用专用LSI（大规模集成电路），以此提高集成度、可靠性，减小体积和降低成本。

③产品具有高可靠度。这是以现代化的生产和严密的质量保证体系实现的。

④性能/价格比高，是以大批量的规模生产和高效率的自动化生产以及较短的开发周期和高层次的CNC功能来实现的。

⑤产品的应用范围广。有多种系列CNC装置。每一系列CNC装置又提供诸多可供选择的功能。在一种硬件结构的CNC装置上配置多种控制软件，使它适用于多种机床。

⑥不断地采用新工艺、新技术。在近年生产的产品中已广泛应用高密度表面安装技术（SMT）、多层印制电路板、光导纤维电缆等。

⑦CNC装置的体积越来越小，采用面板装配式、内装式PMC（可编程机床控制器）以及多种形式结构和尺寸规格的控制箱，以此适应机电一体化的需求。

⑧推进CNC装置面向用户开放的功能。以“用户特定宏程序”、MMC功能等来实现。

⑨多种语言显示，例如日语、英语、德语、法语、西班牙语、意大利语、汉语、荷兰语、瑞典语、挪威语和丹麦语等。

⑩备有适用于多种用途的外部设备，有FANUC PPR、FANUC FA Card、FANUC FLOP_- PY CASSETE、FANUC PROGRAM FILE Mate等。

⑪⑪⑪FANUC已推出了MAP接口。FANUC CNC系统通过MAP接口可实现与上一线单元控制器或主计算机通信，进而实现FMS、CIMS。

⑪⑪⑫根据用户需要不断地更新CNC产品的功能，形成多种版本。