1.基本说明
FS-0iMateD和FS-0iD是目前使用最为广泛的典型系统,本书将以此为例,来介绍FANUC数控系统的PMC程序设计方法和实例。由于不同系列FANUC系统的控制要求、接口信号十分类似,因此,书中的设计方法、典型程序也可直接或稍加改动后,用于其他FANUC系统,对此不再一一说明。
操作面板是任何设备都必需的部件。数控机床的操作面板实际包括CNC的手动数据输入/显示面板(MDI/LCD面板)和机床操作面板两大部分。
(1)MDI/LCD面板
MDI/LCD面板主要用于CNC加工程序、参数、坐标轴位置、CNC工作状态、PMC程序等数据的输入、编辑、监控、显示,它是CNC的基本组件,由CNC生产厂家设计并提供。在绝大多数场合,MDI/LCD面板与CNC集成一体,组成完整的CNC/MDI/LCD单元。MDI/LCD面板通常由CNC操作系统直接控制,一般情况下无须进行PMC编程。
(2)机床操作面板
机床操作面板是操作、控制机床运动必备的部件,由于机床、CNC系统的控制要求各不相同,因此,它原则上由机床生产厂家(用户),根据机床的实际控制要求设计和制作。但为了方便用户使用,FANUC、SIEMENS等数控系统生产厂家,也可提供通用的标准机床操作面板,作为数控系统的附加部件,供机床生产厂家选择。机床操作面板上的按钮、指示灯绝大多数属于PMC的输入/输出信号,其控制需要通过PMC程序实现。
在配套FANUC系统的机床上,机床操作面板既可选配FANUC标准部件,也可由机床生产厂家自行设计、制作,两者的结构、连接要求有较大的不同。FANUC标准面板的规格基本统一、程序设计要求相同,本章将对此进行全面的说明;用户自行设计的机床操作面板的形式多样,本章选择了一种使用相对较广的典型面板,对其进行了详细的介绍,其他操作的结构布局可能有所区别,但其基本操作器件及PMC程序设计的要求和方法相近,使用时可参照进行。
2.MDI/LCD面板
FS-0iD数控系统的CNC单元有CNC/LCD/MDI集成一体型和CNC/LCD集成、MDI分离型两种基本结构,前者为FS-0iD、FS-0iMateD的常用结构,其LCD为8.4in彩色;后者多用于性能、价格相对较高的数控机床,其LCD为10.4in彩色。FS-0iMateD不能选用分离型结构。
8.4in、CNC/LCD/MDI集成单元可用于FS-0iD、FS-0iMateD的所有规格,它有图4-1a所示的水平布置和图4-1b所示的垂直布置两种形式。

图4-1 CNC/LCD/MDI集成型CNC
10.4in、MDI分离型CNC由图4-2a所示的CNC/LCD基本单元和分离型MDI单元组成。MDI单元可选择图4-2b所示的垂直布置或图4-2c所示的水平布置两种不同的结构。

图4-2 MDI分离型CNC
3.FANUC机床操作面板
FANUC机床操作面板是FANUC针对铣床(加工中心)、数控车床的控制要求,专门设计的通用机床操作面板,这种面板集成有PMC的I/O-Link总线接口,可与PMC直接进行总线连接,使用时无须进行按钮、指示灯等I/O器件的接线,其使用简单、连接方便、外形美观、可靠性高,但价格相对较贵。(https://www.xing528.com)
需要注意的是,目前也有较多的国内厂家设计、生产了与FANUC机床操作面板外形类似的产品,但此类面板无PMC的I/O-Link接口,它不能和PMC进行总线连接,因此,使用时必须选配FANUC-I/O单元,面板上的按钮、指示灯需要连接到I/O单元上,其连接工作量较大,可靠性和外观与FANUC产品相比,也有一定的差距。
FANUC机床操作面板总体可分为机床主操作面板(简称主面板)、机床子操作面板(简称子面板)和手持操作单元3大类。
(1)主面板
FANUC主面板设计有机床操作所必需的CNC操作方式选择、手动进给轴选择、程序运行控制等操作按键和指示灯,并集成有I/O-Link总线接口,故能够以I/O-Link从站的形式,链接到PMC的I/O-Link总线上。
FS-0iD常用的主面板有图4-3所示的主面板和小型主面板两种,每种又有A/B型、英文标注/符号标注型、车床/铣床控制型等规格,不同规格的作用和功能类似。

图4-3 FS-0iD主面板
(2)子面板
子面板为附加的机床操作面板,面板上主要布置有进给速度倍率、主轴转速倍率等调节开关和存储器保护、CNC-ON/OFF、急停等操作按钮。子面板无I/O-Link总线接口,但它可直接与主面板连接,通过主面板的I/O-Link总线,将倍率等调节开关、存储器保护按钮的信号转换为PMC的I/O信号;而CNC-ON/OFF、急停按钮则可通过统一的电缆,引入到电气柜的强电控制线路中。
FANUC子面板同样有多种规格,图4-4为两种数控机床的常用产品,其他形式的子面板作用和功能与此类似。

图4-4 FS-0iD子面板
(3)手持操作单元
手持操作单元是可移动式操作装置,它可方便操作者的对刀、测量等调整操作,在大中型数控机床上一般都需要安装。FANUC公司的简易手持操作单元简称手轮盒(Manual Pulse Generator),其外形如图4-5a所示。手轮盒上安装有手轮、手轮轴选择和手轮倍率调节开关,手轮盒可直接与FANUC主面板连接,通过主面板的I/O-Link总线,将轴选择、倍率调节开关的信号转换为PMC的I/O信号。手轮盒的连接简单,因此,即使是用户自行设计、制作的手轮盒,也可与FANUC主面板进行连接。
FANUC公司的标准手持操作单元称为手持面板(Handy Machine Operator’s Panel),其外形如图4-5b所示。手持面板的功能相当于一个微型的机床主面板,它不但安装有手轮等操作件,且还安装有操作方式选择、手动进给轴选择、主轴起/停、倍率调节、程序运行控制等常用按键和调节开关,并带有液晶显示器和急停按钮。手持面板需要通过专门的I/O接口模块与PMC的I/O-Link总线链接,其价格较高,故通常只用于大型、高档数控机床,普通数控机床一般较少使用。

图4-5 手持操作单元
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