发那科（FANUC）系统详解

FANUC公司创建于1956年，1959年在市面上率先推出了电液步进电动机，在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。进入20世纪70年代，微电子技术、功率电子技术，尤其是计算技术得到了飞速发展，FANUC公司一方面毅然舍弃了使其发家的电液步进电动机数控产品，另一方面从GETTES公司引进直流伺服电动机制造技术。1976年FANUC公司研制成功数控系统5，随后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家，产品日新月异，年年翻新。进入20世纪90年代后，其生产的大量数控机床以极高的性价比进入中国市场。此外，FANUC还和GE公司建立了合资子公司GE-FANUC公司，主要生产工业机器人。

1979年研制出的数控系统6，它是具备一般功能和部分高级功能的中档CNC系统，其中6M适合于铣床和加工中心，6T适合于车床。与过去机型比较，该数控系统使用了大容量磁泡存储器，专用于大规模集成电路，元件总数减少了30%。它还备有用户自己制作的特有变量型子程序的用户宏程序。

1980年FANUC公司在数控系统6的基础上同时向低档和高档两个方向发展，研制了数控系统3和数控系统9。数控系统3是在数控系统6的基础上简化而成的，体积小，成本低，容易组成机电一体化系统，适用于小型、廉价的机床。数控系统9是在数控系统6的基础上强化而成的，具有高级性能的可变软件型CNC系统，通过变换软件可适应任何不同用途，尤其适合于加工复杂而昂贵的航空部件、要求高度可靠的多轴联动重型数控机床。

1984年FANUC公司又推出新型系列产品数控系统10、11和12。该系列产品在硬件方面做了较大改进，凡是能够集成的都做成大规模集成电路，其中包含了8 000个门电路的专用大规模集成电路芯片有3种，其引出脚竟多达179个，另外，专用大规模集成电路芯片有4种，厚膜电路芯片22种；还有32位的高速处理器、4 Mb的磁泡存储器等，元件数比前期同类产品又减少30%。由于该系列采用了光导纤维技术，使过去在数控装置与机床以及控制面板之间的几百根电缆大幅度减少，提高了抗干扰性和可靠性。该系统在分布式数控（Distributed Numerical Control，DNC）方面能够实现主计算机与机床、工作台、机械手、搬运车等之间各类数据的双向传送。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，能促使强电柜的半导体化。此外PLC的编程不仅可以使用梯形图语言，还可以使用PASCAL语言，便于用户自己开发软件。数控系统10、11、12还充实了专用宏功能、自动计划功能、自动刀具补偿功能、刀具寿命管理和彩色图形显示CRT等。

1985年FANUC公司又推出了数控系统0，它的目标是体积小、价格低，适用于机电一体化的小型机床，因此它与适用于中、大型的系统10、11、12一起组成了这一时期的全新系列产品。在硬件组成方面以最少的元件数量发挥最高的效能为宗旨，采用了最新型高速高集成度处理器，共有专用大规模集成电路芯片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3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电路等都在一块大型印制电路板上，与操作面板CRT组成一体。数控系统0的主要特点有：彩色图形显示、会话菜单式编程、专用宏功能、多种语言（汉语、德语、法语）显示、目录返回功能等。FANUC公司推出数控系统0以来，得到了各国用户的高度评价，成为世界范围内用户最多的数控系统之一。

1987年FANUC公司又成功研制出数控系统15，其被称为划时代的人工智能型数控系统，它应用了MMC（Man Machine Control）、CNC、PMC的新概念。数控系统15采用了高速度、高精度、高效率加工的数字伺服单元，数字主轴单元和纯电子式绝对位置检出器，还增加了MAP（Manufacturing Automatic Protocol）、窗口功能等。FANUC公司是生产数控系统和工业机器人的著名厂家，该公司自20世纪60年代生产数控系统以来，已经开发出40多种系列产品。

1.FANUC主要产品的介绍

FANUC现有产品分为两类，具体情况如下。

CNC产品系列主要有：16i/18i/21i系列；FANUC PowerMate i。

伺服产品系列有：FANUC交流伺服电动机 βi系列；FANUC直线电动机LiS系列；FANUC直线电动机LiS系列；FANUC 同步内装伺服电动机DiS系列；FANUC内装主轴电动机Bi系列；FANUC-NSK 主轴单元系列。(www.xing528.com)

2.系统分类

FANUC数控系统主要分类如下。

FANUC系统早期有3系列系统及6系列系统，现有0系列、10/11/12系列、15、16、18、21系列等，而应用最广的是FANUC 0系列系统。

FANUC系统的0系列型号划分及适用范围：

0D系列：0—TD用于车床；0—MD用于铣床及小型加工中心；0—GCD用于圆柱磨床；0—GSD用于平面磨床；0—PD用于冲床。

0C系列：0—TC用于普通车床、自动车床；0—MC用于铣床、钻床、加工中心；0—GCC用于内、外磨床；0—GSC用于平面磨床；0—TTC用于双刀架、4轴车床；POWER MATE 0：用于2轴小型车床。

0i系列：0i—MA用于加工中心、铣床；0i—TA用于车床，可控制4轴；16i用于最大8轴，6轴联动；18i用于最大6轴，4轴联动；160/18MC用于加工中心、铣床、平面磨床；160/18TC用于车床、磨床；160/18DMC用于加工中心、铣床、平面磨床的开放式CNC系统；160/180TC用于车床、圆柱磨床的开放式CNC系统。

FANUC系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。FANUC系统设计了比较健全的自我保护电路，且其性能稳定，操作界面友好，系统各系列总体结构非常类似，具有基本统一的操作界面，可以在较为宽泛的环境中使用，对于电压、温度等外界条件的要求不是特别高，因此适应性很强。