１
FANUC CNC 功能
（V.3）
北京 FANUC 王玉琪
2006．7．
２
FANUC CNC 系统功能
1、 控制轨迹数（Controlled Path）
CNC 控制的进给伺服轴（进给）的组数（日文资料上称之为“系统数”），如下图所示。加工时 每组轴的合成运动（任意几个轴的组合）形成一条刀具轨迹。各组可单独运动，也可同时协调运 动。16i/18i 可有两个轨迹，30i 最多可有 10 个轨迹。
2、 控制轴数（Controlled Axes）
CNC 控制的进给伺服轴总数/每一轨迹。
3、 联动控制轴数（Simultaneously Controlled Axes）
每一轨迹同时插补（进给轴联动）的进给伺服轴数。
4、 用 PMC 控制进给轴（Axis control by PMC）
机床的进给轴的运动，如快速移动、轴的进给，不用 CNC 的 G00 和 G01 代码指令控制，而是由 PMC（可编程机床控制器）程序控制，这就是 PMC 的轴控制功能。PMC 轴控制的指令编在 PMC 程序（梯形图）中，编制方法与通常的 PMC 程序相同，按顺序（时序）将轴控制信号编入梯形 图，因此修改不便，故这种方法通常只用于移动量固定的进给轴控制，如换刀轴，分度轴等。
下表列出了有关 PMC 轴控制的一些信号，详细的请见连接说明书。
３ 可以实现的轴控制功能如下表所示：
这些控制功能的实现由 PMC 指令指定，在程序（梯形图）中由信号 EC0~EC6 中的值指定。这 些值是 16 进制数值代码。只要将值送入信号 EC0~EC6 的地址（寄存器）中，执行时 PMC 读到 后即可知道要实现的（功能）动作。
４
上述某些控制功能需要其它数据，如：进给速率，转速，M 功能等，这些数据应在梯形图中顺序 地编入另外的信号（如上表）予以指定。
5、 Cf 轴控制（Cf Axis Control）（T 系列）
车床系统中，主轴的回转位置（转角）控制和其它进给轴一样由进给伺服电动机实现。该轴与其 它进给轴联动进行插补，加工任意曲线。该功能目前的系统已很少使用。
6、 Cs 轮廓控制（Cs contouring control）（T 系列）
车床系统中，主轴的回转位置（转角）控制不是用进给伺服电动机而由 FANUC 主轴电动机实现。
主轴的位置（角度）由装于主轴（不是主轴电动机）上的高分辨率编码器检测，此时主轴是作为
５ 进给伺服轴工作，运动速度为：度/分，并可与其它进给轴一起插补，加工出轮廓曲线。Cs 轴控 制必须使用 FANUC 的串行主轴电动机，在主轴上要安装高分辨率的脉冲编码器，因此，用 Cs 轴进行主轴的定位精度要高。
7、 回转轴控制（Rotary axis control）
将进给轴设定为回转轴作角度位置控制。回转一周的角度，可用参数设为任意值。FANUC 系统 通常只是基本轴以外的进给轴才能设为回转轴。
8、 控制轴脱开（Controlled Axis Detach）
指定某一进给伺服轴脱离 CNC 的控制而无系统报警。通常用于转台控制，机床不用转台时执行 该功能将转台电动机的插头拔下，卸掉转台。
9、 伺服关断（Servo Off）
用 PMC 信号将进给伺服轴的电源关断，使其脱离 CNC 的控制用手可以自由移动，但是 CNC 仍 然实时地监视该轴的实际位置。该功能可用于在 CNC 机床上用机械手轮控制工作台的移动，或 工作台、转台被机械夹紧时以避免进给电动机发生过流。
10、位置跟踪（Follow-up）
当伺服关断、急停或伺服报警时若工作台发生机械位置移动，在 CNC 的位置误差寄存器中就会 有位置误差。位置跟踪功能就是修改 CNC 控制器监测的机床位置，使位置误差寄存器中的误差 变为零。当然，是否执行位置跟踪应该根据实际控制的需要而定。
11、增量编码器（Increment pulse coder）
回转式（角度）位置测量元件，装于电动机轴或滚珠丝杠上，回转时发出等间隔脉冲表示位移量。
由于码盘上没有零点，故不能表示机床的位置。只有在机床回零，建立了机床坐标系的零点后，
才能表示出工作台或刀具的位置。
使用时应该注意的是，增量编码器的信号输出有两种方式：串行和并行。CNC 单元与此对应有 串行接口和并行接口。
12、绝对值编码器（Absolute pulse coder）
回转式（角度）位置测量元件，用途与增量编码器相同，不同点是这种编码器的码盘上有绝对零 点，该点作为脉冲的计数基准。因此计数值既可以反映位移量，也可以实时地反映机床的实际位 置。另外，关机后机床的位置也不会丢失，开机后不用回零点，即可立即投入加工运行。与增量 编码器一样，使用时应注意脉冲信号的串行输出与并行输出，以便与 CNC 单元的接口相配（早 期的 CNC 系统无串行口）。FANUC 生产的绝对位置编码器的结构其实就是增量编码器，只是在 电路上增加了多位二进制的位置寄存器，系统关机时用电池维持断电时的机床位置数据。
13、FSSB（FANUC 串行伺服总线）
FANUC 串行伺服总线（FANUC Serial Servo Bus）是 CNC 单元与伺服放大器间的信号与数据高 速传输总线，使用一条光缆可以传递 4—8 个轴的控制信号与数据。因此，为了区分各个轴，必 须设定有关参数。
14、简易同步控制（Simple synchronous control）
两个进给轴一个是主动轴，另一个是从动轴，主动轴接收 CNC 的运动指令，从动轴跟随主动轴 运动，从而实现两个轴的同步移动。CNC 随时监视两个轴的移动位置与移动误差，如果两轴的 移动位置超过参数的设定值，CNC 即发出报警，同时停止各轴的运动。该功能用于大型工作台 某一运动方向的双轴驱动。
该功能在 30i 系统中称之为“轴同步控制”，并能对同步误差进行补偿。
６ 15、力矩双驱动控制（Tandem control）
对于大工作台，一个电动机的力矩不足以驱动某个进给轴时，可以用两个电动机，这就是本功能 的含义。两个电机中一个是主驱动电机，另一个为次驱动电机。主驱动电机接收 CNC 的位置控 制指令并实现实时地位置运动与定位。次驱动电动机接收主驱动电动机送来的速度与力矩指令以 增加驱动力矩（请见下面的控制框图），两个电动机一起驱动进给轴。次驱动电动机控制回路没 有位置环，这也就是力矩 Tandem 控制与位置同步控制的不同点。下图是典型的力矩 Tandem 控 制的机械结构：
力矩 Tandem 控制回路的框图如下图所示。从图中可见，次驱动电机是由主驱动电机的速度环的 输出获得指令，即获得的是力矩（电流）指令。从 CNC 输出的位置指令只送给主驱动电机。
７
８ 16、位置双电机驱动控制（Position Tandem control）
在伺服进给轴的位置同步控制中，为了消除两个同步轴的位置误差，抑制干扰造成的力矩扰动，
使两个轴的负荷平衡，以达到高精度的加工，开发了该功能。功能的控制框图如下：
17、同步控制（Synchrohouus control）（T 系列的双迹系统）
双轨迹的车床系统，可以实现一个轨迹的两个轴的同步，也可以实现两个轨迹的两个轴的同步。
同步控制方法与上述“简易同步控制”相同。
18、混合控制（Composite control）（T 系列的双迹系统）
双轨迹的车床系统，可以实现两个轨迹的轴移动指令的互换，即第一轨迹的程序可以控制第二轨 迹的轴运动；第二轨迹的程序可以控制第一轨迹的轴运动。
19、重叠控制（Superimposed control）（T 系列的双迹系统）
双轨迹的车床系统，可以实现两个轨迹的轴移动指令同时执行。与同步控制的不同点是：同步控 制中只能给主动轴送运动指令，而重叠控制既可给主动轴送指令，也可给从动轴送指令。从动轴 的移动量为本身的移动量与主动轴的移动量之和。
20、B 轴控制（B-Axis control）（T 系列）
B 轴是车床系统的基本轴（X，Z）以外增加的一个独立轴，用于车削中心。其上装有动力主轴，
因此可以实现钻孔、镗孔或与基本轴同时工作实现复杂零件的加工。
21、卡盘/尾架的屏障（Chuck/Tailstock Barrier）（T 系列）
该功能是在 CNC 的显示屏上有一设定画面，操作员根据卡盘和尾架的形状设定一个刀具禁入区，
以防止刀尖与卡盘和尾架碰撞。
22、刀架碰撞（干涉）检查（Tool post interference check）（T 系列）
双迹车床系统中，当用两个刀架加工一个工件时，为避免两个刀架的碰撞可以使用该功能。其原 理是用参数设定两刀架的最小距离，加工中时时进行检查。在发生碰撞之前停止刀架的进给。
23、异常负载检测（Abnormal load detection， Unexpected disturbance torque detection）
机械碰撞、刀具磨损或断裂会对伺服电动机及主轴电动机造成大的负载力矩，可能会损害电动机 及驱动器。该功能就是监测电动机的负载力矩，当超过参数的设定值时提前使电动机停止或反转 退回。 功能的控制框图如下，图中所绘是对伺服电动机的控制，对主轴电动机的控制是类似的。
使用该功能只需设定相应的参数，无需编制梯形图。
Motion Command
Tandem Disturbance Elimination Control
HRV Current control Postion
control
Velocity control
Main
Table
Ball screw
Position Tandem control (Synchronous operation)
Sub HRV Current
control Velocity
control Postion
control Integral
Copy
９ 24、手轮中断（Manual handle interruption）
在自动运行期间摇动手轮，可以增加运动轴的移动距离。用于行程或尺寸的修正。
25、手动干预及返回（Manual intervention and return）
在自动运行期间，用进给暂停使进给轴停止，然后用手动将该轴移动到某一位置做一些必要的操 作（如换刀），操作结束后按下自动加工启动按钮即可返回原来的坐标位置。
26、手动绝对值开/关（Manual absolute ON/OFF）
该功能用来决定在自动运行时，进给暂停后用手动移动的坐标值是否加到自动运行的当前位置值 上。
27、手摇轮同步进给（Handle synchronous feed）
在自动运行时，刀具的进给速度不是由加工程序指定的速度，而是与手摇脉冲发生器的转动速度 同步。
28、手动方式数字指令（Manual numeric command）
CNC 系统设计了专用的 MDI 画面，通过该画面用 MDI 键盘输入运动指令（G00，G01 等）和坐 标轴的移动量，由 JOG（手动连续）进给方式执行这些指令。
29、主轴串行输出/主轴模拟输出（Spindle serial output/Spindle analog output）
主轴控制有两种接口：一种是按串行方式传送数据（CNC 给主轴电动机的指令）的接口称为串 行输出；另一种是输出模拟电压量做为主轴电动机指令的接口。前一种必须使用 FANUC 的主轴 驱动单元和电动机，后一种用模拟量控制的主轴驱动单元（如变频器）和电动机。
30、主轴定位（Spindle positioning）（T 系统）
这是车床主轴的一种工作方式（位置控制方式），用 FANUC 主轴电动机和装在主轴上的位置编 码器实现固定角度间隔的圆周上的定位或主轴任意角度的定位。
30、主轴定向（Orientation）
为了执行主轴定位或者换刀，必须将机床主轴在回转的圆周方向定位与于某一转角上，作为动作 的基准点。CNC 的这一功能就称为主轴定向。FANUC 系统提供了以下 3 种方法：用位置编码器 定向、用磁性传感器定向、用外部一转信号（如接近开关）定向。
31、多主轴控制（Multi-spindle control）
CNC 除了控制第一个主轴外，还可以控制其它的主轴，最多可控制 4 个（取决于系统），通常是 两个串行主轴和一个模拟主轴。主轴的控制命令 S 由 PMC（梯形图）确定。
32、刚性攻丝（Rigid tapping）
攻丝操作不使用浮动卡头而是由主轴的回转与攻丝进给轴的同步运行实现。主轴回转一转，攻丝 轴的进给量等于丝锥的螺距，这样可提高精度和效率。
Collision Servo
motor
Machine Table Servo
Watching every1ms and stopping axis by velocity Actual
acceleration Torque command Position and
Velocity control
Motor stop by this function Estimation of
disturbance torque
Watching estimated disturbance torque Position
command
Alarm detection part
CNC
409 Servo alarm:
Display
１０ 欲实现刚性攻丝，主轴上必须装有位置编码器（通常是 1024 脉冲/每转），并要求编制相应的梯 形图，设定有关的系统参数。
铣床，车床（车削中心）都可实现刚性攻丝。但车床不能像铣床一样实现反攻丝。
33、主轴同步控制（Spindle synchronous control）
该功能可实现两个主轴（串行）的同步运行，除速度同步回转外，还可实现回转相位的同步。利 用相位同步，在车床上可用两个主轴夹持一个形状不规则的工件。根据 CNC 系统的不同，可实 现一个轨迹内的两个主轴的同步，也可实现两个轨迹中的两个主轴的同步。
接受 CNC 指令的主轴称为主主轴，跟随主主轴同步回转的称为从主轴。
34、主轴简易同步控制（Simple spindle synchronous control）
两个串行主轴同步运行，接受 CNC 指令的主轴为主主轴，跟随主主轴运转的为从主轴。两个主 轴可同时以相同转速回转，可同时进行刚性攻丝、定位或 Cs 轴轮廓插补等操作。与上述的主轴 同步不同，简易主轴同步不能保证两个主轴的同步化。进入简易同步状态由 PMC 信号控制，因 此必须在 PMC 程序中编制相应的控制语句。
35、主轴输出的切换（Spindle output switch）（T）
这是主轴驱动器的控制功能，使用特殊的主轴电动机，这种电动机的定子有两个绕组：高速绕组 和低速绕组，用该功能切换两个绕组，以实现宽的恒功率调速范围。绕组的切换用继电器。切换 控制由梯形图实现。
36、刀具补偿存储器 A,B,C（Tool compensation memory A,B,C）
刀具补偿存储器可用参数设为 A 型、B 型或 C 型的任意一种。A 型不区分刀具的几何形状补偿 量和磨损补偿量。B 型是把几何形状补偿与磨损补偿分开。通常，几何补偿量是测量刀具尺寸的 差值；磨损补偿量是测量加工工件尺寸的差值。C 型不但将几何形状补偿与磨损补偿分开，将刀 具长度补偿代码与半径补偿代码也分开。长度补偿代码为 H，半径补偿代码为 D。
37、刀尖半径补偿（Tool nose radius compensation）（T）
车刀的刀尖都有圆弧，为了精确车削，根据加工时的走刀方向和刀具与工件间的相对方位对刀尖 圆弧半径进行补偿。
38、三维刀具补偿（Three-dimension tool compensation）（M）
在多坐标联动加工中，刀具移动过程中可在三个坐标方向对刀具进行偏移补偿。可实现用刀具侧 面加工的补偿，也可实现用刀具端面加工的补偿。
39、刀具寿命管理（Tool life management）
使用多把刀具时，将刀具按其寿命分组，并在 CNC 的刀具管理表上预先设定好刀具的使用顺序。
加工中使用的刀具到达寿命值时可自动或人工更换上同一组的下一把刀具，同一组的刀具用完后 就使用下一组的刀具。刀具的更换无论是自动还是人工，都必须编制梯形图。刀具寿命的单位可 用参数设定为“分”或“使用次数”。
40、自动刀具长度测量（Automatic tool length measurement）
在机床上安装接触式传感器，和加工程序一样编制刀具长度的测量程序（用 G36，G37），在程 序中要指定刀具使用的偏置号。在自动方式下执行该程序，使刀具与传感器接触，从而测出其与 基准刀具的长度差值，并自动将该值填入程序指定的偏置号中。
41、极坐标插补（Polar coordinate interpolation）（T）
极坐标编程就是把两个直线轴的笛卡尔坐标系变为横轴为直线轴，纵轴为回转轴的坐标系，用该 坐标系编制非圆型轮廓的加工程序。通常用于车削直线槽，或在磨床上磨削凸轮。
42、圆柱插补（Cylindrical interpolation）
在圆柱体的外表面上进行加工操作时（如加工滑块槽），为了编程简单，将两个直线轴的笛卡尔 坐标系变为横轴为回转轴（C），纵轴为直线轴（Z）的坐标系，用该坐标系编制外表面上的加工 轮廓。
１１ 43、虚拟轴插补（Hypothetical interpolation）（M）
在圆弧插补时将其中的一个轴定为虚拟插补轴，即插补运算仍然按正常的圆弧插补，但插补出的 虚拟轴的移动量并不输出，因此虚拟轴也就无任何运动。这样使得另一轴的运动呈正弦函数规律。
可用于正弦曲线运动。
44、NURBS 插补（NURBS Interpolation）（M）
汽车和飞机等工业用的模具多数用 CAD 设计，为了确保精度，设计中采用了非均匀有理化 B- 样条函数（NURBS）描述雕刻（Sculpture）曲面和曲线。因此，CNC 系统设计了相应的插补功 能，这样，NURBS 曲线的表示式就可以直接指令 CNC，避免了用微小的直线线段逼近的方法加 工复杂轮廓的曲面或曲线。其优点是：①.程序短，从而使得占用的内存少。②.因为轮廓不是用 微小线段模拟，故加工精度高。③.程序段间无中断，故加工速度快。④.主机与 CNC 之间无需 高速传送数据，普通 RS-232C 口速度即可满足。
FANUC 的 CNC，NURBS 曲线的编程用 3 个参数描述：控制点，节点和权。
45、返回浮动参考点（Floating reference position return）
为了换刀快速或其它加工目的，可在机床上设定不固定的参考点称之为浮动参考点。该点可在任 意时候设在机床的任意位置，程序中用 G30.1 指令使刀具回到该点。
46、极坐标指令编程（Polar coordinate command）（M）
编程时工件尺寸的几何点用极坐标的极径和角度定义。按规定，坐标系的第一轴为直线轴（即极 径），第二轴为角度轴。
47、先行（提前预测）控制（Advanced preview control）（M）
该功能是提前读入多个程序段，对运行轨迹插补和进行速度及加速度的预处理。这样可以减小由 于加减速和伺服滞后引起的跟随误差，刀具在高速下比较精确地跟随程序指令的零件轮廓，使加 工精度提高。预读控制包括以下功能：插补前的直线加减速；拐角自动降速等功能。
预读控制的编程指令为 G08P1。不同的系统预读的程序段数量不同，16i 最多可预读 600 段。
48、高精度轮廓控制（High-precision contour control）（M）
High-precision contour control 缩写为 HPCC。
有些加工误差是由 CNC 引起的，其中包括插补后的加减速造成的误差。为了减小这些误差，系 统中使用了辅助处理器 RISC，增加了高速，高精度加工功能，这些功能包括：
①．多段预读的插补前直线加减速。该功能减小了由于加减速引起的加工误差。
②．多段预读的速度自动控制功能。该功能是考虑工件的形状，机床允许的速度和加速度的 变化，使执行机构平滑的进行加/减速。
高精度轮廓控制的编程指令为 G05P10000。
49、AI 轮廓控制/AI 纳米轮廓控制功能（AI Contour control/AI nano Contour control）（M）
这两个功能用于高速、高精度、小程序段、多坐标联动的加工。可减小由于加减速引起的位置滞 后和由于伺服的延时引起的而且随着进给速度增加而增加的位置滞后，从而减小轮廓加工误差。
这两种控制中有多段预读功能，并进行插补前的直线加减速或铃型加减速处理，从而保证加工中 平滑地加减速，并可减小加工误差。
在纳米轮廓控制中，输入的指令值为微米，但内部有纳米插补器。经纳米插补器后给伺服的指令 是纳米，这样，工作台移动非常平滑，加工精度和表面质量能大大改善。
程序中这两个功能的编程指令为：G05.1 Q1。
50、AI 高精度轮廓控制/AI 纳米高精度轮廓控制功能（AI high precision contour control/AI nano high precision contour control）（M）
该功能用于微小直线或 NURBS 线段的高速高精度轮廓加工。可确保刀具在高速下严格地跟随指 令值，因此可以大大减小轮廓加工误差，实现高速、高精度加工。
与上述 HPCC 相比，AI HPCC 中加减速更精确，因此可以提高切削速度。AI nano HPCC 与 AI HPCC 的不同点是 AI nano HPCC 中有纳米插补器，其它均与 AI HPCC 相同。在这两种控
１２ 制中有以下一些 CNC 和伺服的功能：
插补前的直线或铃形加减速；加工拐角时根据进给速度差的降速功能；提前前馈功能；根据各轴 的加速度确定进给速度的功能；根据 Z 轴的下落角度修改进给速度的功能；200 个程序段的缓冲。
程序中的编程指令为：G05 P10000。
以上高速高精度加工功能的比较如下表所示：
51、DNC 运行 （DNC Operation）
是 CNC 机床自动加工运行的一种工作方式。用 RS-232C 或以太网口将 CNC 系统或计算机连接，
加工程序存在计算机的硬盘或软盘上，一段段地输入到 CNC，每输入一段程序即加工一段，这 样可解决 CNC 内存容量的限制。这种运行方式由 PMC 信号 DNCI 控制。
i 系列 CNC 系统还可用存储卡（CF 卡）实现 DNC 运行。
52、远程缓冲器（Remote buffer）
是实现 DNC 运行的一种接口，由一独立的 CPU 控制，其上有 RS-232C 和 RS-422 口。用它比一 般的 RS-232C 口（主板上的）加工速度要快。i 系列 CNC 由于有以太网，故很少使用。
53、DNC1
与 DNC 运行不同，DNC1 和下面所述的 DNC2 实际上是计算机的一种网路控制功能。将计算机 经 RS-232C 或以太网与多台 CNC 连接，实现数控加工的集中管理。
DNC1 是由 FANUC 公司开发的，是 CNC 系统与主计算机之间传送数据信息的一种通讯协议及 通讯指令库，用于 FMS 中对加工单元的控制。可实现的功能有：加工设备的运行监视；加工与 辅助设备的控制；加工数据（包括参数）与检测数据的上下传送；故障的诊断等。硬件的连接是 一点对多点。一台计算机可连 16 台 CNC 机床。
下表列出了 DNC1 和 DNC2 的基本功能。
APC AIPC AICC AI nano CC HPCC AI HPCC AI nano HPCC Advanced
Preview Control
AI Advanced Preview Control
AI Contour Control
AI nano Contour Control
High Precision Contour Control
AI High Precision Contour Control
AI nano High Precision Contour Control
FS21i-MB ○ ○
FS18i-MB ○ ○ ○ ○ ○ ○
FS16i-MB ○ ○ ○ ○ ○ ○
Type Linear Linear Linear/Bell Linear/Bell Linear/Bell Linear/Bell Linear/Bell
Individual axis control ○ ○
by Corner ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
by circular radius ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
by acceleration ○ ○ ○ ○ ○ ○
by cutting load torque ○ ○ ○
Nano interpolation ○ ○
5 axes func support ○ ○
NURBS ○ ○ ○
Software Option J701 S651 J665 S738 J723 S668 S669
Additional Hardware RISC board is necessary
Special features
Required configurations
CNC
High Speed machining functions
ACC/DEC before Interpolation
Feedrate Control
功能比较
１３ 54、DNC2
其功能与 DNC1 基本相同，只是通讯协议不同，DNC2 用的是欧洲常用的 LSV2 协议。另外硬件 连接为点对点式连接，一台计算机可连 8 台 CNC 机床。通讯速率最快为 19Kb/秒。
55、高速串行总线（High speed serial bus）（HSSB）
是 CNC 系统与主计算机的连接接口，用于两者间的数据传送，传送的数据种类除了 DNC1 和 DNC2 传送的数据外，还可传送 CNC 的各种显示画面的显示数据。因此可用计算机的显示器和 计算机的键盘操作机床。
56、以太网口（Ethernet）
是 CNC 系统与以太网的接口。目前，FANUC 提供了两种以太网口：PCMCIA 卡口和内埋的以 太网板。用 PCMCIA 卡可以临时传送一些数据，用完后即可将卡拔下。以太网板是装在 CNC 系 统内部的，因此用于长期与主机连结，实施加工单元的实时控制。
57、数据服务器（Data Server）
数据服务器是使用计算机的 FTP (WINDOWS 的文件传输协议) 进行数控系统的数据传输或 DNC 运行。此功能使用安装在 CNC 中的 DATA SERVER 板上的 ATA 卡作为数控系统的存储器 存储大容量数据或大容量加工程序。
DATA SERVER 有两种传输模式：存储（STORAGE）模式和 FTP 模式。
1）存储模式是使用 ATA 卡作数据服务器。
2）FTP 模式是使用与 CNC 连接的 PC 机的硬盘作为数据服务器。
用户通常用该功能进行模具件的 DNC 加工，解决大容量程序存储和快速数据传输问题。
下面是 DATA SERVER 的框图和实现的功能。PC 机与 CNC 间是用以太网连接的（图中未画 出），其数据的传输速度可达 100Mb/s。
The following list shows the main functions provided by FA Library.
Functions Communication Protocol
Start/end of communication process R/P, DNC1, DNC2
Getting List of communicating machines R/P, DNC1, DNC2
Downloading NC program requested by PC DNC1,DNC2
Uploading NC program requested by PC DNC1,DNC2
External reset DNC1,DNC2
Selecting/deleting NC program in NC DNC1,DNC2
Reading list of NC programs in NC DNC1,DNC2
Downloading NC program requested by NC R/P, DNC1, DNC2
Uploading NC program requested by NC R/P, DNC1, DNC2
Reading alarm information DNC1,DNC2
Reading/writing tool offset DNC1,DNC2
Reading/writing custom macro variable DNC1,DNC2
Reading tool life management information DNC1,DNC2
Reading/writing PMC data DNC1,DNC2
Reading system ID DNC1,DNC2
* R/P: Reader/Puncher Interface
１４ 58、双安全检查（Dual Safety Check）
下图为该功能的控制框图。
在 CNC 机床通电状态下，操作人员调整机床时，如安装工件，找正，对刀等，是在保护门打开 的情况下进行的。此时必须绝对保障操作的人身安全，为此设计了该功能。该功能在一些欧洲国
１５ 家已经列入了控制设备的国家标准。
该功能的基本原理是利用两个 CPU 对关系到系统和机床安全运行的因素进行交叉冗余检查，如 果两个 CPU 对监察的运行状态、不安全因素检测出的状态不一致时，立即停机或切断机床与系 统的电源，以保护操作者和机床。
上图中，CNC 的 CPU 和监控（Monitor）CPU 同时监测急停、开门和关门等 I/O 信号；伺服轴 的安全速度；机床工作台的安全位置。周期地对 MCC（主接触器）的通/断动作进行测试。另外，
CNC 的 CPU 和控制主轴电机的 CPU 同时对主轴的安全速度和运行进行监测。
如果在某一时刻两个 CPU 的检测结果不一样，则由图中可见，由断电电路（Power Down）切断 电机电源。该功能需要编制梯形图，设定相应的保护参数。
59、加工条件选择功能（Machining Condition Selecting Function）
机床加工零件（特别是加工模具零件）时，往往有两种考虑：希望加工速度快（效率高）些，或 是希望加工的精度高些。这实际上是对机床的运行条件提出了不同的要求，亦即对包括 CNC 插 补，伺服进给系统和机床的机械传动结构的性能提出了不同的要求。该功能就是解决这一问题满 足加工需要的功能。
其原理是当机床已造好，完全能够正常运行后，编制加工直线、园的试验程序运行机床（甚至在 工作台上装上实际的工件），在此条件下调整两组伺服参数：第 1 级参数用于保证适当加工精度 的条件下高效率加工；第 10 级参数用于高精度加工。如下图所示，将这两组参数存在 CNC 系 统中。
此后，加工工件前，根据实际要求在显示器画面上选择相应的级别（1.2.3……10 级），于是，CNC 自动地计算出所选级别的相应参数值，并以此组参数值确定的机床性能进行加工。
也可以在加工程序中用指令输入和选择参数的级别，指令的格式如下：
G05.1 Q1 Rx ; （R : 精度等级）
１６ 60、参数设定支持(Parameter set supporting)
该功能包括两个方面：参数的初始设定（下图中的“启动”）与调整，如下图所示：
参数设定：
参数按组分类，主要是有关伺服轴和高速、高精加工的参数。目的是为了帮助机床调机人员快速 而简便地设定使机床开动的一些必要参数，如上图。在图中，只要将显示器的光标置于欲设的某 类参数处，即显示对应此组参数的子画面（见下图），在该画面的底部用文字在说明光标处参数 的意义（可用中文）。另外 FANUC 还提供了这些参数的初始值，供调机人员设定时参考。
根据驱动性能对伺服或主轴参数进行调整：
另一个画面是参数的“调整”画面，如上图。每类参数都有相应的子画面。机床运行后，根据实 际的机床负载和机械特性，利用子画面对各参数进行仔细调整，以达到要求的机床运行特性。下 图是伺服电动机的调整画面。图中的左方是根据实际运行特性设定的有关参数值，右方是电动机 和伺服的实际运行性能及产生的伺服报警。
１７ 61、电源故障后备电源模块 (Power failure Backup Module)
该模块是电子功率部件，用于在机床正常运行时发生突然断电的事故情况下保护机床和系统（包 括伺服及主轴）。如：用在突然断电时使机床的垂直轴在电控状态下制动，避免由于失电引起垂 直轴急速落下而损坏机床和刀具；在突然断电时从工件中及时退出刀具，在同步控制中保持两轴 的同步位置；在突然断电时，使进给轴的停止距离为最短。
其工作原理如下图所示。下面以垂直轴的下降保护说明该模块的工作。图中的左方是正常运行时 的电动机控制电源。在正常运行时，如果要停止垂直轴，CNC 要给出垂直轴速度为 0 的指令，
此时，该轴的停止是在保持电源的电气控制的情况下，先使该轴的伺服电动机速度下降，然后抱 闸，锁住滚珠丝杠后再切断电源，因此，轴不会下降。但当电源出现故障时，由于电源被切断，
左方的整流电源模块（PSM）和逆变器模块（SVM）就要立即断电，因此没有电力供给电动机 实施制动控制，电动机不能抱闸，垂直轴即刻下降，造成机床和刀具的损坏。这是非常危险的。
为了避免此种情况的发生，FANUC 设计制造了后备电源模块，如图中的右方所示。
正常运行时，后备电源模块中的子模块 C（Sub Module C）通过充电电路充电，其电压等于左方 的电源模块（PSM）的直流电压。当电源出现故障而被切断时，子模块上的晶闸管（Thirstier）
立即导通给左方的逆变器模块（SVM）供电，使电动机仍然保持通电，因而保持了力矩，直至 电动机的轴被抱闸抱紧后，切断后备电源模块的供电。因此垂直轴不会下降。
后备电源模块的子模块除了 C 模块之外，还有 R 模块，用于缩短电动机的停止距离。
１８ 62、FOCAS 1，2 /Ethernet
“FOCAS 1，2” 的含义是 FANUC Open CNC API Specification Version 1 或 2。如下图所示，
是用于在 PC 机（Cell Controller）与 CNC 系统间采集与传输 CNC 数据和 PMC 数据的驱动器和 指令库（C 语言）。“/Ethernet”是指用以太网进行数据的传输。
１９ FOCAS1，2 的主要功能如下表所示：
1. Function related to Ethernet connection
2. CNC: Function related to controlled axis/spindle 3. CNC: Function related to CNC program
4. CNC: Function related to CNC file data
5. CNC: Function related to tool life management data 6. CNC: Function related to history data
7. CNC: Function related to servo/spindle 8. CNC: Function related to waveform diagnosis 9. CNC: Function related to tool management data 10. CNC: Function related to PUNCH PRESS
11. CNC: Function related to LASER 12. CNC: Function related to others 13. PMC: Function related to PMC
OEM 和最终用户，可以用 FOCAS 库的这些功能自己编制个性化的应用程序。FOCAS1 用于 16i 系列（包括 0i）。FOCAS2 用于 30i 系列。下图是用于 30i 系列的例子。
２０ 63、开放式 CNC
为了提高 CNC 的开放性，FANUC 开发了开放式 CNC。其概念是在普通的 CNC 增加了通用微计 算机的功能。有以下结构：普通 PC 机 + CNC和 Panel i + CNC。
开放式 CNC
Panel i 是有 PC 功能的显示器，见下图。
Panel i
PC 机 或 Panel i 与 CNC 之间用快速数据传送总线 HSSB 连接。如下图所示。
２１ Panel i +CNC
在 PC 机或 Panel i 的显示屏上可以像原来的 CNC 显示器一样，显示 CNC 的各种画面包括梯形 图，可在 PC 机或 Panel i 上进行各种 CNC 的操作。为此必须在 PC 机或 Panel i 上装有必要的软件：
BOP 或 CSD。这些软件是专门为信息与数据的上下传送和显示而设计的。
BOP：基本操作软件包。
CSD：CNC 屏幕显示软件包。
由于在 CNC 上增加了 PC 功能，就增加了 CNC 的开放性。主要用于系统的个性化，如机床的操 作引导，编程，刀具的管理，机床的维护指导，机床与外部机械或其他机床间的联系，与上级机的联 系等。当然，也在 PC 机或 Panel i 上装入工具软件包，如 WINDOWS,CAM 等。
