1 系统特点

1. 整体软件功能包 为车床和加工中心提供各种用途丰富的CNC功能，作为整体标准的功能软件包。
2. 清晰的显示器 高对比度8.4英寸彩色TFT的LCD显示器，也可提供9英寸单色CRT显示器。
3. 高性能的交流伺服电动机和放大器 有高性能的αi系列、α系列、αC系列、β系列伺服电机，高性能的αi系列、α系列、αP系列、αC系列主轴电动机，以及高性能的α系列伺服放大器。
4. 丰富的先进功能
   • 高速高精度控制功能。
   • 零件程序多段预读控制，实现切削速度的最佳加速度和减速度。
   • 伺服采用HRV控制，提高系统的鲁棒性和实现高增益的速度控制。
   • 大大降低位置指令的延时，缩短定位时间。
   • 高性能的PMC功能：采用PMC-SA3，梯形图程序运行时间为0.15µs/步，最大容量为16000步，并且可在显示器上显示和编辑梯形图。
   • 与PC机通信：CNC通过无噪声HSSB高速串行总线(光缆)与商用PC机连接，PC机可显示各种CNC数据，也可运行高速DNC功能。
   • Power Mate CNC管理：除CNC控制轴外，通过I/O link最多可控制8台β系列伺服电动机，并可在CNC上进行设定和显示。还可用PMC方便地控制电动机的运动。
5. 强力个性化功能
   • 利用用户宏程序/宏程序执行器，机床厂家可以进行个性化的作业，比如编制适合于机床专用加工和测量的循环程序。
   • 用户还可以利用宏程序编制自己的CNC显示程序。
   • 操作面板的键顶端可拆移，用户可以重新刻上符号安排布置自己的操作面板。
   • I/O link的接口可以减少机床操作面板的连线。
6. 丰富的维修功能
   • 报警历史记录/操作历史记录：报警信息自动地存到CNC存储器内，并且可以显示：也可自动记录所有的操作。这两项功能可方便地检查故障。
   • 伺服波形显示：各种伺服数据，如位置误差、指令脉冲、转矩指令以波形显示在CNC的显示屏上，不用示波器就可方便地检查伺服故障。
   • 采用存储卡进行信息交换：系统具有PCMCIA存储卡接口，CNC系统的数据如参数、零件程序、偏置数据、PMC的程序和宏程序执行器的程序等可以通过简单的操作存储到PCMCIA卡，也可重装到系统。
7. 高可靠性和世界性支持
   • 高可靠性：在CNC系统设计阶段考虑到CNC机床的运行环境：在制造阶段进行严格的测试和质量控制。
   • 世界性支持：通过世界各地的FANUC子公司对系统进行高质量和快速反应的服务。

2 技术交流

1. 什么是“整体软件功能包”?
   “整体软件功能包”(All in One Package)是把基本和主要的软件功能捆绑在一起，作为一个整体销售给用户。这样配置的系统功能比较齐全、价格比较合理，自然也就受到用户的欢迎。北京发那科的0D与0i就是这样配置的。
2. TFT、LCD、CRT是什么意义?
   显示器主要有两种类型：①CRT显示器：CRT(Cathode Ray Tube的简称)意思为“阴极射线管”。②FPD显示器：FPD(Flat Planer Display的简称)是“平面显示器”的意思。FPD是指显示器件的深度小于显示屏幕对角线1/4长度的显示技术，它有许多类型，LCD是FPD的一种。LCD(Liquid Crystal Display的简称)意思为“液晶显示”。TFT(Thin Film Transistor的简称)意思为“薄膜晶体管”，是LCD的一种，俗称“真彩”。
3. αi系列、α系列、αC系列、β系列伺服电动机有什么特点?
   αi 系列的日本FANUC公司最近才开发的一种交流伺服电动机，它具有小型、高速、高精、高输出功率等特点。α系列的伺服电动机在整个低速到额定高速的过程中具有变化较小的输出额定转矩。αC系列的伺服电动机在整个低速到额定高速的过程中其输出额定转矩约降低一半。β系列伺服电动机适用于高输出功率、全功能数控机床：αC系列的伺服电动机适用于普及型数控机床：β系列伺服电动机适用于经济、小型的数控机床和控制主机外围的一些辅助机械。
4. αi系列、α系列、αP系列、αC系列的主轴电动机有什么特点?
   αi 系列是日本FANUC公司最近开发的一种交流主轴电动机，它具有高速、高输出功率等特点，最适合数控机床：α系列的主轴电动机具有较大的恒转矩范围，较大的输出功率，但恒功率范围较小：αP系列主轴电动机具有较大的恒功率范围，较小的额定输出功率，恒转矩范围较小：αC系列的主轴电动机不带位置编码器，低速时特性不如α系列和αP系列的主轴电动机，高速时输出功率不如α系列。α系列的主轴电动机适合于带机械变档的数控机床，αP系列的主轴电动机适合于机械变档少的数控机床，αC系列的主轴电动机适合于经济型数控机床。
5. “多段预读控制”是什么意义?
   在一般的数控系统中，执行程序是边输入、边运算、边执行，当正执行某段程序时，CNC也计算出下段的数据(如图1所示)。如果一个程序段执行过快，比如移动距离短、进给速度快，那么就会产生运算和处理追不上运动的现象，这时机床就会出现中断运行，有人把这称为“数据饥饿”现象。因此，系统需要进行缓冲，这是数控系统的重要功能。为了使机床连续运行，在执行某个程序段时，读取另一个程序段并进行运算，把运算的结果存到缓冲器中。这样，当前运行的程序完成以后，下个程序段可以立刻进行。
   

   图1 一般CNC系统的运行顺序

   图2 HRV控制框图

   当控制系统应用在高速加工时，上面运行顺序不太合理，因为在高速的情况下，进给率大大提高，因此由于加速度、减速度产生的延迟和伺服产生的延迟引起的误差也大大增加。这就需要对进给率进行控制，使得运算处理的时间大大增加，更容易形成上面所说的运算追不上运动的现象。这就要求在不同的加工形状时对进给率和加减速进行“多段预读控制”，使得数控系统在程序编制以后和执行以前，预先读出和计算出各程序段的运动轨迹和运动速度：即对将要运行的程序进行预先处理，预先根据上面提到的控制进给率和加、减速度方法计算出程序段的进给率和加、减速度，进而计算出运动的几何轨迹，然后送到多段缓冲器。当运行时刀具按一定的速度高速运动，而加工形状的误差却仍然小，有时把这种控制原理称为“先行控制”(Advanced preview control)或“前瞻”(“look ahead”)控制。执行这种控制，需要以下的控制相配合：①先行补前加减速控制(包括以上伺服控制中的“预先前馈控制”)：②多缓冲器：由于加了多缓冲器，就可以避免连续很小程序段加工产生的中断：③如前面所述，在加工圆弧时，箝制进给率：④补后直线加减速：⑤RISC(精简指令集计算机)控制。
6. 什么是“HRV”控制?“鲁棒性”指什么性能?
   FANUC开发出一种称为HRV(highresponse vector control)控制的功能，即高响应矢量控制。意义如图2所示。
   FANUC 的CNC采用交流伺服电动机，实际流过绕组的电流为交流电。有两种方法可以进行控制：①电流控制环及其控制都为AC量：②通过坐标变换把电流变量转换为 BC量进行控制。现在一般采用后者进行控制，也称矢量变换控制，HRV就是基于这种控制方法。由于采用DC控制，它的控制特性不取决于电动机的速度(即电流的频率)，从速度控制的观点出发，这意味着由转矩指令决定的实际转矩与电动机速度无关，这对于高速、高精度是非常有利的。
   “鲁棒性”是英语“Robustness”的音译，意为“坚固性”、“刚性”。它是指控制系统在负载、干扰等外加因素作用下受影响的程度。
   

   (a)多点连接方式 (b)点对点连接方式 图3 DNC1的两种工作方式

   图4 DNC2工作方式

7. “HSSB”及“DNC”是什么意义?
   “HSSB”(High Speed Serial Bus的缩写)是FANUC开发的采用光纤作为转递媒介的高速串行总线。
   1980 年国际标准ISO2806把DNC定义为“direcr numerical conrrol(直接数控)”。其概念为：“此系统使一群数控机床与公用零件程序或加工程序存贮器发生联系。一旦提出请求，它立即把数据分配给有关机床”，有时也称为“群控”。20世纪70年代到80年代的研制及应用表明，由于系统复杂，可靠性差，因此这种技术得不到发展。在1994年颁布的 ISO2806定义DNC为“distributed numerical control(分布式数控)”。这样，其概念也发生了本质的变化，其意义为“在生产管理计算机和多个数控系统之间分配数据的分级系统。”实质上，DNC 就变为一个通信网络，允许在单元控制器与CNC机床之间交换信息。DNC标准内容概念的变化，说明技术的内涵也发生了变化。FANUC的系统有DNC1、 DNC2两种。DNC1有两种工作方式，如图3所示。图3a表示单元控制器为主站，以多点连接的方式控制多台CNC机床，此种方式一般用于小规模的FMS 控制。图3b单元控制器与CNC系统以点对点连接，它们共同起混合站的作用，这种方式主要用于传送连续多个小程序段的长程序，以实现模具加工。DNC2是一个通信协议，它由FANUC的CNC系统与PC计算机之间通过RS-232C接口进行通信。如图4所示。
8. 什么是“Power Mate CNC管理”?
   “Power Mate X”是FANUC的一种CNC产品，其中有一个功能是通过I/O接口在CNC和单元控制器之间传递信号，以PMC方式控制单元控制器，称为“Pow-er Mate CNC管理”功能。在Oi系统，用这个功能控制伺服电动机。
9. “PCMCIA存储卡接口”是什么意义?
   “PCMCIA” 是1989年成立的“PC存储卡国际组织”(Personal Computer MemoryCard International Association)的简称。该组织致力于发展一种只有信用卡大小的计算机存储外部设备，因其具有灵活性和可扩展性，称为PC卡。Flash Memory(快闪存储器)数据存储卡是其中的一种。具有这种卡的接口称为“PCMCIA存储卡接口”。