典型数控系统介绍
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1 数控系统的基本知识及常见数控系统
华中数控
现代数控技术发展趋势
1 高速、高精加工 2 数控系统具有多轴控制、多轴联动和复合加工的控制功能 3 数控系统开放化、智能化和网络化
华中数控
二 、数控系统的组成
数字控制机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行 自动控制的一类机床，它是数控技术的典型应用。数控系统是 实现数字控制的装置，计算机数控系统是以计算机为核心的数 控系统。计算机数控系统的组成如图所示。
华中数控
四、常用数控系统简介
1、FANUC数控系统简介
1） FANUC公司创建于1956年；
2）1959年首先推出电液步进电机； 3）70年代，一方面从Gettes公司引进直流伺服
电机制造技术，一方面与西门子合作，学习 其先进的硬件技术；
4）1976年成功开发出5系统；后与西门子 联合开发出7系统。
(从这时，FANUC成为世界上最大的专业数控生产厂家)
FANUC公司目前生产的CNC装置：
1）F0； 2）F10／F11／F12、F15、F16、F18； 3）F00／F100／110 ／ 120／150。
F00／F100／110 ／ 120／150系列是在F0／10／11／12 ／15的基础上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位
ห้องสมุดไป่ตู้
计算机数控阶段也经历了三代:
1970年第四代—小型计算机数控系统； 1974年第五代—微处理器组成的数控系统 1990年第六代—基于PC的数控系统 。 华中数控
数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的 发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解 决了数控系统可靠性低，价格极为昂贵，应用很 不方便等极为关键的问题，因此即使在工业发达 国家，数控机床大规模地得到应用和普及也是在 上世纪的七十年代末、八十年代初以后的事情 ， 也就是说 数控技术经过了近三十年的发展才走向 普及应用。
现代数控技术发展趋势
1 高速、高精加工 2 数控系统具有多轴控制、多轴联动和复合加工的控制功能 3 数控系统开放化、智能化和网络化
华中数控
二 、数控系统的组成
数字控制机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行 自动控制的一类机床，它是数控技术的典型应用。数控系统是 实现数字控制的装置，计算机数控系统是以计算机为核心的数 控系统。计算机数控系统的组成如图所示。
华中数控
四、常用数控系统简介
1、FANUC数控系统简介
1） FANUC公司创建于1956年；
2）1959年首先推出电液步进电机； 3）70年代，一方面从Gettes公司引进直流伺服
电机制造技术，一方面与西门子合作，学习 其先进的硬件技术；
4）1976年成功开发出5系统；后与西门子 联合开发出7系统。
(从这时，FANUC成为世界上最大的专业数控生产厂家)
FANUC公司目前生产的CNC装置：
1）F0； 2）F10／F11／F12、F15、F16、F18； 3）F00／F100／110 ／ 120／150。
F00／F100／110 ／ 120／150系列是在F0／10／11／12 ／15的基础上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位
ห้องสมุดไป่ตู้
计算机数控阶段也经历了三代:
1970年第四代—小型计算机数控系统； 1974年第五代—微处理器组成的数控系统 1990年第六代—基于PC的数控系统 。 华中数控
数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的 发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解 决了数控系统可靠性低，价格极为昂贵，应用很 不方便等极为关键的问题，因此即使在工业发达 国家，数控机床大规模地得到应用和普及也是在 上世纪的七十年代末、八十年代初以后的事情 ， 也就是说 数控技术经过了近三十年的发展才走向 普及应用。
数控系统的结构和工作原理
FANUC 0iC FSSB伺服控制：NC上的口为 COP10A，接伺服放大器COP10B，如还有一个
伺服放大器，则再从COP10A 到 COP10B。 FANUC 0iC I/O：I/O Link NC上的口为JD1A， 接I/O单元上JD1B，如再有一个I/O单元，从上一
单元JD1A接至下一个单元JD1B。CB104— CB107为4根扁平电缆,每根50芯,通向机床面板和
机床
FSSB和I/O Link体现 FANUC 公司硬件结构思想, 主运动信息和辅助运动信息分离
四、SIEMENS（西门子）802D系统结构
一、数控系统主要部件
数控控制器 伺服（主轴）放大器、电机（反馈） I/O装置 机床
二、数控机床装配过程
1、机床厂选型购置 2、电器、机械连接 3、PLC编程（辅助功能） 4、参数确定（主运动） 5、联调
三、FANUC 0iC 系统的结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FSSB 主运动信息
I/O Link 辅助运动信息
伺服放大器，则再从COP10A 到 COP10B。 FANUC 0iC I/O：I/O Link NC上的口为JD1A， 接I/O单元上JD1B，如再有一个I/O单元，从上一
单元JD1A接至下一个单元JD1B。CB104— CB107为4根扁平电缆,每根50芯,通向机床面板和
机床
FSSB和I/O Link体现 FANUC 公司硬件结构思想, 主运动信息和辅助运动信息分离
四、SIEMENS（西门子）802D系统结构
一、数控系统主要部件
数控控制器 伺服（主轴）放大器、电机（反馈） I/O装置 机床
二、数控机床装配过程
1、机床厂选型购置 2、电器、机械连接 3、PLC编程（辅助功能） 4、参数确定（主运动） 5、联调
三、FANUC 0iC 系统的结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FSSB 主运动信息
I/O Link 辅助运动信息
典型数控系统介绍-PPT课件
三菱数控系统典型产品
M700V系列三菱数控系统
■支持5轴联动，可加工复杂表面形状的工件多样的键盘规格（横向、纵向） 支持 ■支持触摸屏，提高操作便捷性和用户体验 ■支持向导界面（报警向导、参数向导、操作向导、G代码向导等），改进用 户使用体验 ■标准提供在线简易编程支援功能（NaviMill、NaviLathe），简化加工程序编 写 ■NCDesigner自定义画面开发对应，个性化界面操作，提高机床厂商知名度 ■标准搭载以太网接口（10BASE-T/100BASE-T），提升数据传输速率和可靠 性 ■PC平台伺服自动调整软件MSConfigurator，简化伺服优化手段 ■支持高速同期攻牙OMR-DD功能，缩短攻牙循环时间，最小化同期攻牙误差 ■全面采用高速光纤通信，提升数据传输速度和可靠性
(2)接口诊断 1)报警记录存储 2)轮廓监视 3)主轴监视 4)PLC内部状态显示 5)可编程工作区域限制
六、CNC编程
(1)程序的编辑
(2)程序的输入 (3)程序的删除
DIN 66025标准 高级语言编程特色
(4)程序的拷贝
(5)PLC报警文本的编辑 (6)程序中插入注释语句 (7)绝对值及增量值编程
SINUMERIK的功能特点
1、SIEMENS系列数控系统在功能上，特别是在多轴控制、通信、PLC 及编程方面具有特色。SIEMENS公司为了适应柔性制造系统FMS和计算 机制造系统CIMS的需要，在810/820、850/880系统中采用通道结构， 使控制轴数可达20～30个，其中包括多主轴控制，并可实现12个工位的 联动控制。产品采用模块化结构，模块由多层印制电路板制成，在一种 CNC系列中采用标准硬件模块，用户可选择不同模块组合来满足各种机 床的要求。 2、CNC产品中采用了通信中央处理单元，使其具有很强的数据管理、 传送和处理能力，以及与上级计算机通信的功能，易于进入FMS，数据 传送用RS-232C/20mA接口（V24）。 3、SIEMENS公司开发了总线结构的SINEC H1工业局部网络，可连接 成FMC和FMS。SIEMENS公司的CNC产品采用SIMATIC S5、S7系列可 编程控制器或内装式可编程序控制器，用STEP5、STEP7编程语言。功 能很强的PLC可以满足各种机床与CNC之间的大量信息交换要求，同时 显著提高了信息传递的速度。
典型数控系统简介
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7.2 SIEMENS数控系统
SINUMERIK 802D为全数字数控系统，最多可控制 四个数字进给轴和一个主轴。CNC通过PROFIBUS总线于 I/O模块和数字驱动模块相连接，主轴通过模拟接口控制。
SINUMERIK 802S/802C/802D采用SIMATIC S7-200PLC指令集对系统内部的PLC进行编程。
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7.2 SIEMENS数控系统
（1）全功能键盘有竖直结构和水平结构可选择。 （2）I／O模块PP72／48与PROFIBUS连接，提供72点数
字输人和48点数字输出(+24V，0．25A)。 PLC功能相 当于SIMATICS7-200，有2048个标志位，32个定时器 和32个计数器。 （3）机床控制面板除了操作机床所需的全部按键和开关外，还 提供了六个用户定义键。 机床控制面板用两个扁平电缆连 接到I／O模块上。 （4）增量式光电编码器输出信号为sin／cos 1VPP， 0~65535脉冲/r，最高频率350kHz，主轴编码器输出 TTL差分信号。
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7.2 SIEMENS数控系统
操作面板(OP020)采用液晶显示屏幕，可独立安装在便 于操作的位置上，操作面板和ECU之间由专门的电缆连接起 来。机床控制面板(MCP)可以和操作面板(OP020)安装在 一起，也可以独立安装，它们之间由专门的电缆相连接， MCP上有六个自由定义键，用户可根据需要设定机床功能。 图7-7所示为SINUMERIK802S连接图。
第七章 典型数控系统简介
7.1 华中数控系统 7.2 SIEMENS数控系统 7.3 FANUC数控系统
7.1 华中数控系统
7.1.1 华中数控系统介绍
7.2 SIEMENS数控系统
SINUMERIK 802D为全数字数控系统，最多可控制 四个数字进给轴和一个主轴。CNC通过PROFIBUS总线于 I/O模块和数字驱动模块相连接，主轴通过模拟接口控制。
SINUMERIK 802S/802C/802D采用SIMATIC S7-200PLC指令集对系统内部的PLC进行编程。
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7.2 SIEMENS数控系统
（1）全功能键盘有竖直结构和水平结构可选择。 （2）I／O模块PP72／48与PROFIBUS连接，提供72点数
字输人和48点数字输出(+24V，0．25A)。 PLC功能相 当于SIMATICS7-200，有2048个标志位，32个定时器 和32个计数器。 （3）机床控制面板除了操作机床所需的全部按键和开关外，还 提供了六个用户定义键。 机床控制面板用两个扁平电缆连 接到I／O模块上。 （4）增量式光电编码器输出信号为sin／cos 1VPP， 0~65535脉冲/r，最高频率350kHz，主轴编码器输出 TTL差分信号。
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7.2 SIEMENS数控系统
操作面板(OP020)采用液晶显示屏幕，可独立安装在便 于操作的位置上，操作面板和ECU之间由专门的电缆连接起 来。机床控制面板(MCP)可以和操作面板(OP020)安装在 一起，也可以独立安装，它们之间由专门的电缆相连接， MCP上有六个自由定义键，用户可根据需要设定机床功能。 图7-7所示为SINUMERIK802S连接图。
第七章 典型数控系统简介
7.1 华中数控系统 7.2 SIEMENS数控系统 7.3 FANUC数控系统
7.1 华中数控系统
7.1.1 华中数控系统介绍
典型数控系统介绍FANUC西门子广州数控华中数控
典型数控系统介绍（1）FANUC数控系统日本FANUC公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点，在我国市场的占有率远远超过其它的数控系统，主要体现在以下几个方面：①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，使可靠性大大提高，而且便于维修、更换。
②具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。
其工作环境温度为0～45℃，相对湿度为75%。
③有较完善的保护措施。
FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。
④FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。
对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。
⑤提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。
这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。
⑥具有很强的DNC功能。
系统提供串行RS232通讯接口，使通用计算机PC和机床之间的数据传输能方便、可靠地进行，从而实现高速的DNC操作。
⑦提供丰富的维修报警和诊断功能。
FANUC维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。
FANUC的新一代NGC(NEXT GENERATION CONTROLLERS) 数控系统(以下简称为NGC系列)包括3个系列：0i系列：高可靠性和高性能价格比的CNC，该系列包括FS0i/0i mate D；16i系列：适合于各种数控机床的高速、高精、纳米CNC，该系列包括FS16i/18i/21i；30i系列：适合于先进、复合、多轴、多通道、纳米CNC，该系列包括 FS30i/31i/32i。
这三个系列的CNC数控系统是FANUC公司新近开发的数控系统。
涵盖低端到高端，并配合开发各种规格的高性能、高精度的旋转和直线移动的伺服电机(包括传感器)、伺服放大器，构成了完整的系列。
（2）SINUMERIK数控系统SINUMERIK数控系统是西门子集团旗下自动化与驱动集团的产品，目前在广泛使用的主要有802、810、840等几种类型。
典型数控系统介绍课件
应用领域
发展历程
FANUC系统广泛应用于加工中心、数控车 床、磨床和铣床等机床设备。
FANUC系统自上世纪70年代推出以来，不 断进行技术升级和产品迭代，始终保持其 在数控领域的领先地位。
Siemens数控系统
技术特点
Siemens数控系统以其强大的 计算和控制能力著称，能够实
现复杂零件的高效加工。
03
应用领域
高效化发展的数控系统将广泛应用于汽车、航空航天、模具制造等领域
，满足这些行业对高效率和高精度的加工需求。
数控系统的智能化发展
智能化发展
随着人工智能和物联网技术的快速发展，数控系统的智能化成为未来的重要趋势。通过引 入人工智能算法和大数据技术，数控系统可以实现自适应加工、智能故障诊断等功能。
应用软件
根据具体的加工需求，开发用于实现特定加工功能的 软件。
支撑软件
提供软件开发和运行的支撑环境，如操作系统、数据 库管理系统等。
数控系统的功能特点
高精度加工
数控系统采用数字化控制方式，能够实现高 精度的加工。
自动化程度高
数控系统能够实现加工过程的自动化，减少 人工干预，提高生产效率。
加工灵活
数控系统可以通过改变加工程序实现不同零 件的加工，具有很高的灵活性。
故障排除
根据故障分析结果，采取相应的措施进行故障排 除，如更换部件、调整参数、修复软件等。
ABCD
故障分析
根据故障的表现和特征，分析故障产生的原因和 可能的影响范围。
预防措施
针对故障产生的原因，采取相应的预防措施，以 降低故障发生的概率和影响程度。
05
数控系统的未来发 展趋势
数控系统的高效化发展
伺服系统
数控系统概述
数控机床
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ .
数控系统：
1）一种采用数字信号进行工业控制的系统； 2）数控机床的核心部分； 3）整个数控机床的运算中心和控制中心；
图 2.1 计算机群控系统
.
图 2.1 计算机群控数控系统
.
功能：
1）多坐标轴联动控制 2）刀具位置补偿 3）系统故障诊断 4）在线编程
.
5） 加工、编程并行作业 6）加工仿真 7）刀具管理和监控 8）在线检测 9） 网络加工
称实时中断服务程序； 后台程序（又称背景程序）--循环执行的主程序。
● 中断型
图 2.6 前后台程序执行时间的关系
.
图 2.6 前后台程序执行时间的关系
.
功能模块
图 2.7 系统软件功能模块 图 2.8 华中数控世纪星数控软件功能图
.
图 2.7 系统软件功能模块
.
图 2.8 华中数控世纪星数控软件功能图
.
1.1 数控系统的硬件组成
组成 ● 微机基本系统 ● 人机对话界面接口 ● 通信接口 ● 进给轴控制接口 ● 主轴控制接口 ● 辅助控制接口等
图 2.2 数控系统的硬件组成
.
图 2.2 数控系统的硬件组成
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1.2 数控系统的软件功能及实现
两种结构
● 前后台型结构： 前台程序--与机床控制直接相关的实时控制部分，又
数控机床
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ .
数控系统：
1）一种采用数字信号进行工业控制的系统； 2）数控机床的核心部分； 3）整个数控机床的运算中心和控制中心；
图 2.1 计算机群控系统
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图 2.1 计算机群控数控系统
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功能：
1）多坐标轴联动控制 2）刀具位置补偿 3）系统故障诊断 4）在线编程
.
5） 加工、编程并行作业 6）加工仿真 7）刀具管理和监控 8）在线检测 9） 网络加工
称实时中断服务程序； 后台程序（又称背景程序）--循环执行的主程序。
● 中断型
图 2.6 前后台程序执行时间的关系
.
图 2.6 前后台程序执行时间的关系
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功能模块
图 2.7 系统软件功能模块 图 2.8 华中数控世纪星数控软件功能图
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图 2.7 系统软件功能模块
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图 2.8 华中数控世纪星数控软件功能图
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1.1 数控系统的硬件组成
组成 ● 微机基本系统 ● 人机对话界面接口 ● 通信接口 ● 进给轴控制接口 ● 主轴控制接口 ● 辅助控制接口等
图 2.2 数控系统的硬件组成
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图 2.2 数控系统的硬件组成
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1.2 数控系统的软件功能及实现
两种结构
● 前后台型结构： 前台程序--与机床控制直接相关的实时控制部分，又
数控机床
第二章-典型数控系统介绍-张英杰
年代
1976 年
系统的种类
FS-5 、 FS-7 、 POWER MATE 系列、F200C， F330D FS-2 系列、FS-3 系列、 FS-6 系列、FS-9 系列 FS 10 系列、FS 11 系 列、FS 12 系列 FS 0 系列 FS 15 系列 FS 16 系列 FS 18 系列 FS 20 系列 FS 21 系列 FS 16i 系列 FS 18i 系列 FS 21i 系列
FANUC 系统 的发展历史
1987 年 1990 年 1991 年 1992 年 1993 年 1996 年
1998 年 2001 年 2003 年 2004 年
FS 15i 系列 FS 0i-A 系列 FS 0i-B 系列 FS 0i MATE- B 系列 FS 0i-C 系列 FS 0i MATE-C 系列 FS 30i/31i/32i 系列
典型数控系统简介
西安交通大学机械工程学院
张英杰 2013.5
典型数控系统介绍
1. FANUC数控系统 2. SIEMENS数控系统
3. FAGOR数控系统
4. 华中HNC-21T/MM数控系统
1. FANUC数控系统
FANUC数控系统 功能完善，品种齐全， 稳定可靠，性能价格 比高，在机械制造领 域拥有较大的市场份 额。
2003年开发，是具 有高可靠性，高性 能价格比的CNC， 和0i-A相比，0iB/0i mate-B 采用 了FSSB（串行伺服 总线）代替了PWM 指令电缆。
常见FANUC产品介绍
0i-C/0i mate-C 系列 2004年开发，是具有高可靠性，高性能价格比的 CNC，和0i-B/0i mate-B相比，其特点是CNC与 液晶显示器构成一体，便于设定和调试。
常用的数控机床系统你知道几个呢？这里有八个
常用的数控机床系统你知道几个呢？这里有八个！国产普及型数控系统市场占有率不断提高，但外国品牌依然占领国内市场。
在高档数控系统领域，国产数控系统与国外相比，确实还存在比较大的差距。
虽然国产五轴联动数控系统技术上已经取得了一定突破，但功能还不够完善，在实际应用中验证还不全面。
国产高档数控系统的差距，还表现在产品的系列化不全，如伺服电机、伺服驱动从小到大各种规格，国外都有，而我们的规格有限；在高速（快速进给速度40米/分以上）、高精（分辨率0.1微米以下）、多通道数控系统的功能、性能上，国产系统与国外系统有较大差距。
金属加工小编给大家整理了目前国内常见的数控系统主厂商包括：1、日本FANUC数控系统日本发那科公司(FANUC)是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业，总人数4549人(2005年9月数字)，科研设计人员1500人。
（1）高可靠性的PowerMate 0系列用于控制2轴的小型车床，取代步进电动机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便、中文显示的CRT/MDI，也可配性能/价格比高的DPL/MDI。
（2）普及型CNC 0-D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。
（金属加工微信提供）（3）全功能型的0-C系列0-TC用于通用车床、自动车床，0-MC用于铣床、钻床、加工中心，0-GCC用于内、外圆磨床，0-GSC用于平面磨床，0-TTC用于双刀架4轴车床。
（4）高性能/价格比的0i系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。
0i-MB/MA用于加工中心和铣床，4轴4联动；0i-TB/TA用于车床，4轴2联动；0i-mateMA 用于铣床，3轴3联动；0i-mateTA用于车床，2轴2联动。
图1 FANUC 数控系统（5）具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i/21i系列控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。
FANUC数控系统简介
FANUC数控系统简介FANUC数控系统简介FANUC是世界上最大的数控设备制造商之一，其数控系统被广泛应用于各种机械加工领域，例如飞行器制造、汽车工业、电子产业和医学设备等。
在本文中，我们将介绍FANUC数控系统的基本概念和其在数控机床上的应用。
一、FANUC数控系统FANUC数控系统是由FANUC公司开发的一种高性能、可靠的控制系统，它采用了最新的数控技术和计算机技术，能够实现各种复杂加工过程的自动化控制。
其主要组成部分包括数控系统主机、数控程序控制器、电机驱动器等。
FANUC数控系统具有多种功能，例如高速定位、高速插补、离散化控制等，能够满足各种加工要求。
二、数控系统主机数控系统主机是FANUC数控系统的核心部分，它包括计算机、控制器、显示器、键盘等。
为了保证计算机的高速性能，FANUC公司使用了最新的微处理器和操作系统，确保系统的高效工作。
控制器是数控系统的重要组成部分，负责对各种加工过程进行控制。
显示器显示加工的各项参数和控制信息，键盘用于输入加工程序和指令等。
三、数控程序控制器数控程序控制器是FANUC数控系统用于控制加工程序执行的部分，其主要功能是解释加工程序，进行插补计算，生成加工轨迹和产生控制信号等。
FANUC公司开发的数控程序控制器性能卓越，操作简单，可提高加工效率和加工质量。
四、电机驱动器电机驱动器是用于控制机床各个轴的电机驱动器，主要包括伺服驱动器和步进驱动器。
伺服驱动器用于控制机床的伺服电机，可以保证机床的高速、高精度加工。
步进驱动器用于控制步进电机，主要用于一些低速小力量的加工过程。
五、数控系统操作FANUC数控系统的操作相对简单，使用前需要进行简单的培训。
操作系统界面直观方便，一般分为程序编辑界面、参数设置界面和监控界面。
在程序编辑界面，用户可以输入自定义加工程序和指令。
在参数设置界面，用户可以对各项加工参数进行设置，例如每分钟进给量、转速、加工深度等。
监控界面可以实时监控机床的运行状态和加工质量，保证加工质量和生产效率。