数控系统的接口
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单元二 华中数控系统特点及其接口功能解读
O28~O31
手持单元输出开关量
HA
手摇A相
HB
手摇B相
+5V、5VG
手摇DC5V电源
2）手持单元接口XS8
图1.2.4手持单元接口引脚图表1.2.2手持接口引脚含义表
3）主轴控制单元XS9
信号名
说明
SA+、SA-
主轴码盘A相位反馈信号
SB+、SB-
主轴码盘B相位反馈信号
SZ+、SZ-
主轴码盘Z脉冲反馈
（2）提高数控装置的抗干扰性能，防止外界的电磁干扰噪声而引起误动作。接口采用光电耦合器件或继电器，避免信号的直接连接。
（3）输入接口接收机床操作面板的各开关信号、按钮信号、机床上的各种限位开关信号及数控系统各个功能模块的运行状态信号，若输入是触点输入信号，注意要消除其振动。
（4）输出接口是将各种机床工作状态灯的信息送至机床操作面板上显示，将控制机床辅助动作信号送至电柜，从而控制机床主轴单元、刀库单元、液压单元、冷却单元等继电器。
+5V、GND
DC5V电源
AOUT1/2
主轴模拟量指令输出
GND
模拟量输出地
图1.2.5主轴接口引脚图表1.2.3主轴接口引脚含义表
4）开关量输入接口
信号名
说明
24VG
外部开关量DC24电源地
I0～I19
20路输入开关量
I20～I39
20路输入开关量
图1.2.6开关量输入接口引脚图表1.2.4输入接口引脚含义表
1、华中数控系统产品类型和功能
1）华中数控系统产品类型
华中数控系统是基于能用PC的数控装置，是武汉华中数控股份有限公司在国家八五、九五科技攻关的重大科技成果。华中数控系统发展为大三系列：世纪星系列、小博士系列、华中I型系列。而华中I型系列为高档高性能数控装置，为满足市场要求，开发了世纪星系列、小博士第列高性能经济型数控装置。世纪星系列采用通用原装进口嵌入式工业PC机，彩色LCD液晶显示器，内置式PLC，可与多种伺服驱动单元配套使用，小博士系列为外配通用PC机的经济型数控装置。具有开放性好、结构紧凑、集成度高、可靠性好、性能价格比高、操作维护方便的特点。
手持单元输出开关量
HA
手摇A相
HB
手摇B相
+5V、5VG
手摇DC5V电源
2）手持单元接口XS8
图1.2.4手持单元接口引脚图表1.2.2手持接口引脚含义表
3）主轴控制单元XS9
信号名
说明
SA+、SA-
主轴码盘A相位反馈信号
SB+、SB-
主轴码盘B相位反馈信号
SZ+、SZ-
主轴码盘Z脉冲反馈
（2）提高数控装置的抗干扰性能，防止外界的电磁干扰噪声而引起误动作。接口采用光电耦合器件或继电器，避免信号的直接连接。
（3）输入接口接收机床操作面板的各开关信号、按钮信号、机床上的各种限位开关信号及数控系统各个功能模块的运行状态信号，若输入是触点输入信号，注意要消除其振动。
（4）输出接口是将各种机床工作状态灯的信息送至机床操作面板上显示，将控制机床辅助动作信号送至电柜，从而控制机床主轴单元、刀库单元、液压单元、冷却单元等继电器。
+5V、GND
DC5V电源
AOUT1/2
主轴模拟量指令输出
GND
模拟量输出地
图1.2.5主轴接口引脚图表1.2.3主轴接口引脚含义表
4）开关量输入接口
信号名
说明
24VG
外部开关量DC24电源地
I0～I19
20路输入开关量
I20～I39
20路输入开关量
图1.2.6开关量输入接口引脚图表1.2.4输入接口引脚含义表
1、华中数控系统产品类型和功能
1）华中数控系统产品类型
华中数控系统是基于能用PC的数控装置，是武汉华中数控股份有限公司在国家八五、九五科技攻关的重大科技成果。华中数控系统发展为大三系列：世纪星系列、小博士系列、华中I型系列。而华中I型系列为高档高性能数控装置，为满足市场要求，开发了世纪星系列、小博士第列高性能经济型数控装置。世纪星系列采用通用原装进口嵌入式工业PC机，彩色LCD液晶显示器，内置式PLC，可与多种伺服驱动单元配套使用，小博士系列为外配通用PC机的经济型数控装置。具有开放性好、结构紧凑、集成度高、可靠性好、性能价格比高、操作维护方便的特点。
数控系统接口
2011年 10日12时29分 2011年8月10日12时29分
四川工程职业技术学院
数控系统的接口
五、西门子802C/S接口介绍
• 参考系统说明书及简明调试手册
2011年 10日12时29分 2011年8月10日12时29分
四川工程职业技术学院
数控系统的接口（ 数控系统的接口（interface） ）
• • • • • 一、接口解决的问题 二、接口分类规范 三、接口的实现 四、通信接口 五、西门子802C/S接口介绍
2011年 10日12时29分 2011年8月10日12时29分
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数控系统的接口
一、接口解决的问题
• 数控系统接口的作用：实现数控装置数据的输入、 输出并与其他装置设备进行信息交换和传递 。 • 数控系统接口的分类：（1）单台机床内部各种部 件之间的信息交换；（2）机床与机床或机床与计 算机之间信息的问题。
三、接口的实现
• 1.接口实现的方法 • （1）数控系统的输入接口电路 • （2）数控系统的输出接口电路
2011年 10日12时29分 2011年8月10日12时29分
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数控系统的接口
四、通信接口
• RS-232接口介绍
• 又称 EIA RS-232-C，在各种现代化自动控制装置上应用 十分广泛，是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在 1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制 解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通 讯的标准。它的全名是“据终端设备（DTE）和数据通讯 设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”， 该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的 每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以 规定，一般只使用3～9根引线。
数控机床RS232通讯接口及参数介绍
数控机床RS232通讯接⼝及参数介绍数控机床RS232通讯接⼝及参数介绍RS-232-C接⼝在数控机床上有9针或25针串⼝，其特点是简单，⽤⼀根RS232C电缆和电脑进⾏连接，实现在计算机和数控机床之间进⾏系统参数、PMC 参数、螺距补偿参数、加⼯程序、⼑补等数据传输，完成数据备份和数据恢复，以及DNC加⼯和诊断维修。
⼀、RS-232-C简介RS-232-C接⼝（⼜称 EIA RS-232-C）在各种现代化⾃动控制装置上应⽤⼗分⼴泛，是⽬前最常⽤的⼀种串⾏通讯接⼝。
它是在1970年由美国电⼦⼯业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器⼚家及计算机终端⽣产⼚家共同制定的⽤于串⾏通讯的标准。
它的全名是“据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串⾏⼆进制数据交换接⼝技术标准”，该标准规定采⽤⼀个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定，⼀般只使⽤3～9根引线。
1、RS232C接⼝连接器引脚分配及定义DB-25和DB-9型插头座针脚功能如下：DB-9串⾏⼝的针脚功能 DB-25串⾏⼝的针脚功能针脚符号信号名称针脚符号信号名称1 DCD 载波检测8 DCD 载波检测2 RXD 接受数据3 RXD 接受数据3 TXD 发送数据 2 TXD 发出数据4 DTR 数据终端准备好20 DTR 数据终端准备好5 SG 信号地7 SG 信号地6 DSR 数据准备好 6 DSR 数据准备好7 RTS 请求发送 4 RTS 请求发送8 CTS 清除发送 5 CTS 清除发送9 RI 振铃指⽰22 RI 振铃指⽰DB-25插头外形DB-9插头外形2、端⼝参数和设置串⼝通信最重要的参数是波特率、数据位、停⽌位、奇偶校验和流控制。
对于两个进⾏通⾏的端⼝，这些参数必须相同：2.1 波特率：这是⼀个衡量通信速度的参数。
它表⽰每秒钟传送的bit的个数。
例如300波特表⽰每秒钟发送300个bit。
数控系统接口
2020年2月29日3时0分
四川工程职业技术学院
数控系统的接口
三、接口的实现
• 1.接口实现的任务 • （1）进行电平转换和功率放大 • （2）防止干扰信号引起误动作
2020年2月29日3时0分
四川工程职业技术学院
数控系统的接口
三、接口的实现
• 1.接口实现的方法 • （1）数控系统的输入接口电路 • （2）数控系统的输出接口电路
2020年2月29日3时0分
四川四、通信接口
• RS-232接口介绍
• 又称 EIA RS-232-C，在各种现代化自动控制装置上应用 十分广泛，是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在 1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制 解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通 讯的标准。它的全名是“据终端设备（DTE）和数据通讯 设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”， 该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的 每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以 规定，一般只使用3～9根引线。
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数控系统的接口
四、通信接口
• DNC — Distributed Numerical Control，分布
式数控，是实现CAD/CAM和计算机辅助生产管理 系统集成的纽带，是机械加工自动化的又一种形式。 • DNC系统的功能：①NC程序及数据的传递，以某 种通信协议(如Philip532等)实现通信功能；②机床 状态采集和上报；③根据工序计划，自动分配NC程 序及数据到相应机床；④刀具数据的分配与传递。
数控系统的接口（interface）
• 一、接口解决的问题 • 二、接口分类规范 • 三、接口的实现 • 四、通信接口 • 五、西门子802C/S接口介绍
HNC-8型数控系统的典型硬件及其综合连接
2) 总线入接口：HNC-808、HNC-818B这两种8型数控系统，由于是上下面板一体化的结构 ，故其总线是由IPC-100直接从面板内部到下面板（MCP）的，因此在HMI外部就没有此总 线的输入接口标号；而HNC-818A及HNC-848C这两种8型数控系统，由于上下面板是分离的 ，故其总线是由IPC-100到下面板（MCP）的XS6A总线输入接口。
应用： a)为IPC单元、数控装置、I/O单元等提供电源； b)提供掉电后UPS功能，保证系统在异常掉电后，保存设备的运行状态。
HIO-1000总线式I/O单元 总线I/O单元特性简介： a) 通过总线最多可扩展16个I/O单元； b) 采用不同的底板子模块可以组建两种I/O单元，其中HIO-1009型底板子模块可提供1个 通讯子模块插槽和8个功能子模块插槽；HIO-1006型底板子模块可提供1个通讯子模块插槽 和5个功能子模块插槽； c) 功能子模块包括开关量输入/输出子模块、模拟量输入/输出子模块、轴控制子模块等 开关量输入/输出子模块-----提供16路开关量输入或输出信号； 模拟量输入/输出子模块-----提供4通道A/D信号和4通道的D/A信号； 轴控制子模块-----提供2个轴控制接口，包含脉冲指令、模拟量指令和编码器反馈接口 d)开关量输入子模块NPN、PNP两种接口可选，输出子模块为NPN接口，每个开关量均带指
3) 总线出接口：HNC-808、HNC-818B的总线出接口为XS6，而HNC-818A及HNC-848C的总线 出接口为XS6B。
4) 手持单元接口XS8：为手持单元接口。
5) USB接口XS7：为标准U盘接口。HNC-8型数控系统可以使用的U盘最大容量为8GB，其使 用的文件系统必须是FAT32格式。
FANUC数控系统的硬件连接介绍PPT(35张)
项目1 发那科数控系统的软硬件
任务1.1 发那科数控系统的硬件连接
➢ 知识目标: 1、FANUC数控装置接口 2、FANUC进给伺服放大器（数字伺服）接口 3、FANUC模拟主轴伺服（主轴变频器）接口 4、FANUC电源装置接口 5、FANUC I/O LINK模块接口 6、FANUC分离器接口 7、FANUC数控系统总体连接
变频器控制端子说明：
STF：正转启动。 STR：反转启动。 RH、RM、RL：多段转速选择。 SD：端子STF、STR、RH、RM、RL 的公共端子。
端口号 COP10A
JA1 JA2 JD36A/JD36B JA40 JD1A JA7A CP1
用途 伺服FSSB总线接口
CRT MDI RS-232-C 模拟主轴 I/OLINK总线接口 主轴编码器反馈接口 24V电源
布置任务：现场认识FANUC Oi-C系统主板接 口。 步骤： 1）学生使用六角扳手打开系统后板； 2）观察系统接口，掌握每个接口的作用。
2、讲解FANUC 0i数控装 置接口定义
二、FANUC 进给伺服放大器接口
进给伺服系统主要由进给伺服驱动装置及其伺服电动机组 成。
伺服驱动装置接受从主控制单元发出的进给速度和位移指令 信号，作一定的转换和放大后，驱动伺服电动机，从而通过机 械传动机构，驱动机床的执行部件实现精确的工作进给和快速 移动。
开环控制
开环控制特点：结构简单、价格低廉，调试和维修都比较方便， 但精度较低。
FANUC 系统交流伺服放大器的分类：
α系列伺服单元
伺服单元
具有（串J行S1数B）字接口
交 流
（SVU）
β伺服单元
具有伺服总线接口 （COP10A/COP10B）
任务1.1 发那科数控系统的硬件连接
➢ 知识目标: 1、FANUC数控装置接口 2、FANUC进给伺服放大器（数字伺服）接口 3、FANUC模拟主轴伺服（主轴变频器）接口 4、FANUC电源装置接口 5、FANUC I/O LINK模块接口 6、FANUC分离器接口 7、FANUC数控系统总体连接
变频器控制端子说明：
STF：正转启动。 STR：反转启动。 RH、RM、RL：多段转速选择。 SD：端子STF、STR、RH、RM、RL 的公共端子。
端口号 COP10A
JA1 JA2 JD36A/JD36B JA40 JD1A JA7A CP1
用途 伺服FSSB总线接口
CRT MDI RS-232-C 模拟主轴 I/OLINK总线接口 主轴编码器反馈接口 24V电源
布置任务：现场认识FANUC Oi-C系统主板接 口。 步骤： 1）学生使用六角扳手打开系统后板； 2）观察系统接口，掌握每个接口的作用。
2、讲解FANUC 0i数控装 置接口定义
二、FANUC 进给伺服放大器接口
进给伺服系统主要由进给伺服驱动装置及其伺服电动机组 成。
伺服驱动装置接受从主控制单元发出的进给速度和位移指令 信号，作一定的转换和放大后，驱动伺服电动机，从而通过机 械传动机构，驱动机床的执行部件实现精确的工作进给和快速 移动。
开环控制
开环控制特点：结构简单、价格低廉，调试和维修都比较方便， 但精度较低。
FANUC 系统交流伺服放大器的分类：
α系列伺服单元
伺服单元
具有（串J行S1数B）字接口
交 流
（SVU）
β伺服单元
具有伺服总线接口 （COP10A/COP10B）
数控系统的通讯与接口
更新软件版本
及时更新数控系统的软件版本，以获得最新 的维护和安全补丁。
加强员工培训
对操作和维护数控系统的员工进行定期培训， 提高员工的技能水平。
06
数控系统通讯案例分析
案例一：数控机床与PC之间的通讯连接
总结词
实现高效的数据传输与控制
VS
详细描述
数控机床与PC之间的通讯连接是常见的 应用场景，通过串口、以太网等通讯协议 ，实现数据的快速传输和控制指令的下发 ，提高生产效率和加工精度。
DLL动态链接库
提供一组预编译的函数库，用于 简化软件开发者与数控系统之间 的通讯开发。
通讯模块的选择与配置
通讯速率与距离考量
根据实际应用需求选择合适的 通讯速率和传输距离，以满足
实时性和稳定性要求。
接口标准与兼容性
考虑所连接设备的接口标准和 兼容性问题，以确保数据传输 的可靠性和稳定性。
安全性与加密需求使用正来自工作的部件替换可能 存在故障的部件，以确定故障
部位。
程序测试法
通过运行特定的诊断程序，检 查数控系统的通讯接口是否正
常工作。
仪器检测法
使用示波器、万用表等仪器检 测通讯线路的信号电压、波形
等参数，判断故障原因。
常见故障排除
通讯线路故障
检查通讯线路的连接是否牢固，是否存在断 路、短路等问题。
01
并行接口是一种数据传输方式， 通过多条信号线同时传输数据， 常见于早期的数控系统。
02
并行接口具有传输速度快、实时 性好等优点，但需要多条信号线 ，连接复杂，成本较高。
USB接口
USB接口是一种通用串行总线接口， 采用差分信号传输方式，具有高速、 低成本、即插即用等优点。
数控系统的连接及调试
实训二数控系统的连接及调试一、实验目的1、熟悉HED—21S数控系统综合试验台各个组成部件的接口。
2、读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间的连接。
3、了解数控系统的调试运行方法。
二、实训设备HED—21S数控系统综合实验台万用表工具三、相关知识包括数控装置，由变频器和三相异步电机构成主轴驱动系统，由交流伺服单元和交流伺服电机构成的进给伺服驱动系统，由步进电机构成的进给伺服驱动系统等的数控系统，可实现主轴驱动系统的速度控制，进给伺服驱动系统的开环、半闭环、闭环控制。
1．电源部分图 4—1 电源部分接线图2．继电器与输入/输出开关量图4-2电器部分接线图图 4—3 继电板部分接口图 4—4 输入开关量接线图图 4—5 输出开关量接线图3．数控装置与手摇单元和光栅尺图 4—6 手摇单元接线图图 4—7 数控装置与光栅尺连接4．数控装置与主轴的连接图 4—8 数控装置与主轴连接5．数控装置与步进驱动单元连接图 4—9 数控装置与步进驱动单元的连接6．数控装置与交流伺服单元的连接图 4—10 数控系统与交流伺服单元的连接7．数控系统刀架的连接图 4—11 刀架电动部分四、实训内容及骤1.数控系统的连接（1）电源回路的连接按前图接线，并用万用表检查电源电压和变压器输出端电压。
（2）数控系统继电器的输入/输出开关量连接按前图连接继电器和接触器，以及输入/输出开关量。
（3）数控装置和手摇单元的连接按前图连接手摇单元和光栅尺。
（4）数控装置和变频主轴的连接连接变频器和主轴电机强电电缆，以及数控装置和变频器信号线。
确保地线可靠。
（5）数控装置和交流伺服器的连接按前图连接交流伺服电机的强电电缆和码盘信号线，接入伺服单元电源。
地线可靠正确接地。
（6）数控装置和步进电机驱动器的连接按前图连接步进电机驱动器和步进电机，以及驱动器电源。
（7）数控系统刀架电动机的连接连接刀架电机。
2、数控系统调试(1)线路检查。
02-802C数控系统接口
数字输出接口:X200 、X201 数字输出接口
• 共有多少输入点？ • 其中CW和CCW不用PLC编程就可以有输出，但仅用于主轴 控制。 • CW和CCW的地址？
调试开关S3
位置
0 1 2 3 4 正常引导 用标准机床数据引导（软件版本确定用户数据） 系统软件升级 用备份数据引导 PLC停止
意义
位置反馈电缆： 位置反馈电缆： X3、X4、X5、X6
速度给定值、 速度给定值、使能 X7
14为0V,56为-10V~10V 9和56为触点式输出
主轴速度给定的脚号和名称是什么？
手轮X10 手轮
手轮接口 X10
脚 号
1 2 3 4 5
信号
A1+ A1B1+ B1P5V
说明
手轮1 A相+ 手轮1 A相手轮1 B相+ 手轮1 B相+5Vdc
尽量不要使用，除非屏幕显示乱和系统升级
P23
• 怎样判别系统好坏？ • 1.查看有无报警（报警灯和文字号）
电源端子 X1
端子号
பைடு நூலகம்1 2 3
信号名
PE M L+
参数
保护地 24V地 直流24V
注意：系统的电源连接可采用共地方式或者浮地方式。 系统出厂时为共地方式（PE和M端子短接）。 在没有良好接地的情况下，建议将PE与M之间的短接片摘除。
通讯接口RS232- X2 通讯接口
(1) 电缆两端插头的金属壳体必须通过屏蔽网相互连 通，确保计算机与802S/C base line的CNC (2) CNC和计算机之间的通讯电缆的连接与断开，必 须在断电状态下进行。 (3) 建议使用RS-232隔离器
脚号
3.2(8)主轴接口
在其他状态下可切换显示状态参数panelremote运行命令通道切换键顺序选择运行命令通道按下enterdata键确认jog在操作面板方式下按该键点动运行run运行键在操作面板方式下按该键运行stopreset停止复位键停机或故障复位表31ev2000变频器面板功能表323主要控制参数目前我国生产的数控机床包括从国外引进的数控机床都有很多的参数要进行设定其中有很多项的参数又是八位的每一位都有其独立的含义
3.2 主轴接口连接与控制
3.2.1 主轴编码器和变频器接口 1．主轴编码器接口
1．主轴编码器接口 GSK980TD数控 系统通过XS32接口与主轴编码器连接， 接口定义及连接女口图3-6和图3-7所示， 连接时采用双绞线。
图3-6 XS32编码器接口定义
图3-7 GSK980TD与编码器的连接
移位键
PANEL/E JOG RUN 运行命令通道切换键
在编辑状态下，可以选择设定数据的修改位； 在其他状态下，可切换显示状态参数
顺序选择运行命令通道，按下ENTER/DATA 键确认 在操作面板方式下，按该键点动运行 在操作面板方式下，按该键运行
点动键 运行键
STOP/RESET
停止／复位键
停机或故障复位
3.2.3 主要控制参数
• 目前我国生产的数控机床包括从国外引进的数控 机床，都有很多的参数要进行设定，其中有很多 项的参数又是八位的，每一位都有其独立的含义。 这些参数设定的正确与否将直接影响机床的正常 工作及其性能的充分发挥。因此，了解和掌握这 些参数无论是对机床制造厂还是对用户厂都是非 常重要的。特别是用户厂如果能熟练地掌握和应 用这些参数，将会使现有的数控机床的使用和性 能的发挥上升到一个新水平
1．系统参数
2．主轴变频器的运行操作
3.2 主轴接口连接与控制
3.2.1 主轴编码器和变频器接口 1．主轴编码器接口
1．主轴编码器接口 GSK980TD数控 系统通过XS32接口与主轴编码器连接， 接口定义及连接女口图3-6和图3-7所示， 连接时采用双绞线。
图3-6 XS32编码器接口定义
图3-7 GSK980TD与编码器的连接
移位键
PANEL/E JOG RUN 运行命令通道切换键
在编辑状态下，可以选择设定数据的修改位； 在其他状态下，可切换显示状态参数
顺序选择运行命令通道，按下ENTER/DATA 键确认 在操作面板方式下，按该键点动运行 在操作面板方式下，按该键运行
点动键 运行键
STOP/RESET
停止／复位键
停机或故障复位
3.2.3 主要控制参数
• 目前我国生产的数控机床包括从国外引进的数控 机床，都有很多的参数要进行设定，其中有很多 项的参数又是八位的，每一位都有其独立的含义。 这些参数设定的正确与否将直接影响机床的正常 工作及其性能的充分发挥。因此，了解和掌握这 些参数无论是对机床制造厂还是对用户厂都是非 常重要的。特别是用户厂如果能熟练地掌握和应 用这些参数，将会使现有的数控机床的使用和性 能的发挥上升到一个新水平
1．系统参数
2．主轴变频器的运行操作
FANUC 0iD 数控装置接口认知
加工中心，铣 床
βi 系列的放大器
车床
βi 系列的放大器
βiS 系列 βiS 系列
二、FANUC Oi D硬件接口定义
1. COP10A：伺服FSSB总线接口，此口为光缆口
FSSB：FANUC Serial Servo Bus，FANUC串行伺服总线
二、FANUC Oi D硬件接口定义
二、FANUC Oi D硬件接口定义
二、FANUC Oi D硬件接口定义
6.JA40：模拟主轴信号接口
二、FANUC Oi D硬件接口定义
7. JD51A：I/O Link总线接口
二、FANUC Oi D硬件接口定义
8. JA41：串行主轴接口/主轴位置编码器接口
二、FANUC Oi D硬件接口定义
9.CP1：系统电源输入（24V）
2. CD38A：以太网接口
二、FANUC Oi D硬件接口定义
3. CA122：系统软键信号接口
二、FANUC Oi D硬件接口定义
4. JA2：系统的MDI(manual data input)键盘接口
二、FANUC Oi D硬件接口定义
5.JD36A/JD36B：RS232串行通讯接口
二、FANUC Oi D硬件接口定义
一、FANUC Oi D系统概述
系统型号
0i MD
0iD 0i TD
应用机床
放大器
加工中心，铣 αi 系列的放大器
床等
βi 系列的放大器电机 NhomakorabeaαiI,αiS系列 βiI, βiS 系列
车床
αi 系列的放大器 αiI,αiS系列 βi 系列的放大器 βiI, βiS 系列
0i mate MD 0i mate D 0i mate TD
数控机床第7章 典型数控系统通信接口与系统连接(2015-08)
该系统被广泛用பைடு நூலகம்经济型或普及型数控机床，系统组成与连接示 意图见图7-7右图所示。与802S bl系统同样原因，目前802C亦停产。
周德卿 2015.8
14
图7-7 802S/802C型经济型数控系统组成各主要单元连接示意图
周德卿 2015.8
15
(3)802D普及型数控系统
SINUMERIK 802D是输出数字量插补指令信号的半闭环数控系统， 核心部件是CNC的面板控制单元(PCU210)，可控制4个联动进给轴和1 个模拟主轴或串行数字主轴。
【教学课时】 6课时
周德卿 2015.8
1
7.1 典型数控系统产品简介
根据我国机床行业数控系统应用和发展的水平情况，机床数控系统 产品大致可分为经济型(步进电动机，二至三轴联动开环控制)、普及 型(交流伺服电动机、三轴联动、半闭环控制)、中高档或高档型(交流 伺服电动机、三轴以上联动、全闭环控制)。随着我国国民经济的发展， 机械加工制造业技术水平正在迅速提高，近年来主流数控机床也以普 及型和中高档数控系统为主。
新系统与同类产品相比，具有精度高、硬件结构简单可靠、操作 便捷、智能编程、连接与安装调试容易、性价比高及采用了现场总 线技术等特点，有的功能甚至巳达到原高档系统才具有的水平。西 门子公司机床数控系统产品系列型谱进程表如图7-6所示。
周德卿 2015.8
11
图7-6 西门子SINUMERIK机床数控系统产品系列型谱进程表
802D无论在处理速度、功能等都提供了良好的性能/价格比，到了 中档数控系统水平，被广泛应用于数控铣床、加工中心上。但是目前 有被性能价格比更高的828D系统取代的趋势。
3
图7-1 KND-100Ti-D数控系统各单元产品图
周德卿 2015.8
14
图7-7 802S/802C型经济型数控系统组成各主要单元连接示意图
周德卿 2015.8
15
(3)802D普及型数控系统
SINUMERIK 802D是输出数字量插补指令信号的半闭环数控系统， 核心部件是CNC的面板控制单元(PCU210)，可控制4个联动进给轴和1 个模拟主轴或串行数字主轴。
【教学课时】 6课时
周德卿 2015.8
1
7.1 典型数控系统产品简介
根据我国机床行业数控系统应用和发展的水平情况，机床数控系统 产品大致可分为经济型(步进电动机，二至三轴联动开环控制)、普及 型(交流伺服电动机、三轴联动、半闭环控制)、中高档或高档型(交流 伺服电动机、三轴以上联动、全闭环控制)。随着我国国民经济的发展， 机械加工制造业技术水平正在迅速提高，近年来主流数控机床也以普 及型和中高档数控系统为主。
新系统与同类产品相比，具有精度高、硬件结构简单可靠、操作 便捷、智能编程、连接与安装调试容易、性价比高及采用了现场总 线技术等特点，有的功能甚至巳达到原高档系统才具有的水平。西 门子公司机床数控系统产品系列型谱进程表如图7-6所示。
周德卿 2015.8
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图7-6 西门子SINUMERIK机床数控系统产品系列型谱进程表
802D无论在处理速度、功能等都提供了良好的性能/价格比，到了 中档数控系统水平，被广泛应用于数控铣床、加工中心上。但是目前 有被性能价格比更高的828D系统取代的趋势。
3
图7-1 KND-100Ti-D数控系统各单元产品图
FANUC数控系统的硬件连接介绍(35页)
进给伺服电动机及传动机构
进给伺服电动机
联轴器
滚珠丝杠
进给伺服系统的位置控制形式分类： 半闭环控制
数控机床的半闭环控制时，进给伺服电动机的内装编码器的反 馈信号即为速度反馈信号，同时又作为丝杠的位置反馈信号。 半闭环控制特点：控制系统的稳定性高。 位置控制的精度相对不高，不能消除伺服电动机与丝杠的连接 误差及传动间隙对加工的影响。
厂时与L1、L2短接）。
TH1、TH2：为过热报警输入端子（出厂时，TH1-TH2已短
接），可用于伺服变压器及制动电阻的过热信号的输入。
RC、RI、RE：外接还是内装制动电阻选择端子。 RL2、RL3：MCC动作确认输出端子（MCC的常闭点）。 100A、100B：C型放大器内部交流继电器的线圈外部输入
主电路接触器的控制。
CX4：伺服紧急停止信号输入端，用于机床面板的急停
开关（常闭点）。
SSCK—20数控车床伺服单元连接图
FANUC数控系统的硬件连接介绍(PPT35 页)
(2)βi系列伺服单元
分组练习： βi系列伺服单元接口 并说明用途
FANUC数控系统的硬件连接介绍(PPT35 页)
FANUC数控系统的硬件连接介绍(PPT35 页)
数控车床βi伺服单元连接图
FANUC数控系统的硬件连接介绍(PPT35 页)
FANUC数控系统的硬件连接介绍(PPT35 页)
（3）FANUC 系统αi系列伺服模块端子接口功能
BATTERY：为伺服电动机绝对编码器的电池盒（DC6V）。 STATUS：为伺服模块状态指示窗口。 CX5X：为绝对编码器电池的接口。 CX2A：为DC24V电源、*ESP急停信号、XMIF报警信息输入接 口，与前一个模块的CX2B相连。 CX2B：为DC24V电源、*ESP急停信号、XMIF报警信息输出接 口，与后一个模块的CX2A相连。 C0P10A：伺服高速串行总线（HSSB）输出接口。与下一个伺服 单元的C0P10B连接（光缆）。 C0P10B：伺服高速串行总线（HSSB）输入接口。与CNC系统 的C0P10A连接（光缆）。 JX5：为伺服检测板信号接口。 JF1、JF2：为伺服电动机编码器信号接口。 CZ2L、CZ2M：为伺服电动机动力线连接插口。
第21课 数控系统系统的通信接口与网络教案
I、示标II、复习1、独立型PLC的特点2、PLC的在数控系统中的工作过程III、新授第四节数控系统系统的通信接口与网络一、数控系统装置的输入输出和通信要求数控系统装置作为控制独立的单台机床设备时，通常需要与下列设备相接并进行数据的输入、输出并与其他装置设备进行信息交换和传递，具体要求如下：（1）数据输入输出设备。
如光电纸带阅读机（PTR），纸带穿孔机（PP），零件的编程机和可编程控制器（PLC）的编程机等。
（2）外部机床控制面板，包括键盘和终端显示器。
特别是大型数控机床，为了操作方便，往往在机床一侧设置一个外部的机床控制面板。
其结构可以是固定的，或者是悬挂式的。
它往往远离数控系统装置。
早期数控系统装置采用专用的远距离输出输入接口，近来采用标准的RS-232C／20mA电流环接口。
（3）通用的手摇脉冲发生器。
（4）进给驱动线路和主轴驱动线路。
一般情况下，主轴驱动和进给驱动线路与数控系统装置装在同一机柜或相邻机柜内，通过内部连线相连，它们之间不设置通用输出输入接口。
例如，西门子公司Sinumerik3或8系统设有V24（RS-232C）／20mA接口供程序输入输出之用。
Sinumerik810／820设有两个通用V24／20mA接口，可用以连接数据输出输入设备。
而外部机床控制面板通过I／O模块相连。
规定V24接口传输距离不大干50m，20mA 电流环接口可达1000m。
随着工厂自动化（FA）和计算机集成制造系统（CIMS）的发展，数控系统装置作为FA 或CIMS结构中的一个基础层次，用作设备层或工作站层的控制器时，可以是分布式数控系统（DNC或称群控系统），柔性制造系统（FMS）的有机组成部分。
一般通过工业局部网络相连。
数控系统装置除了要与数据输出输入设备等外部设备相连接外，还要与上级主计算机或DNC 计算机直接通信或通过工厂局部网络相连，具有网络通信功能。
数控系统装置与上级计算机或单元控制器间交换的数据要比单机运行时多得多。
数控系统中的接口技术
们 的注 意 。初期 结 构 是 面 向硬 件 、 件 与 特 定 装 软
置 。软 件环 境需 要 以微 机 为 基础 的现 代数 控 机床 控制 ， 复杂 控 制 功 能 能 够 根 据 需 要 实 现 加 工 质 其
量 的提 高 ， 工 时 问 进 一 步 缩 短 。可 以 自行 定 义 加 接 口与 软 件 平 台 的 开 放 式 数 控 系 统 面 向软 件 配
置 ， 功 能 能够 不 断集 成 于控 制系 统 中 ， 网络 化 其 使 的制 造环 境得 以形 成 。对 于机 床制 造 商和用 户 来
说非 常有 利 的一 点 是 ： 把控 制 系统软 、 件 彻底 分 硬
２ 数 控 装 置 的 显 示 功 能 接 口
１ 分类 ： 代 Ｃ Ｃ装 置采 用 Ｃ Ｔ Ｌ Ｄ作 为 ． 现 Ｎ Ｒ 、Ｃ
译 码 由软件 来 实 现 ， 用 程 序 查 询 的方 法 来 扫 描 采
键盘。
系统 是 指通 过控 制 传统 机 械加 工机 床 来进 行零 件
加工 的 计 算 机 系 统 。数 控 系 统 是 数 控 技 术 的 核 心 ， 上世纪 ９ 从 ０年 代初 开 放式 数控 系 统便 引起 人
２１ ００正
相 隔距离 较远 时可 采用 串行通 信方式 。 １ 常用 的 串行 通信 接 口 Ｒ ２２ ／０ ． ｓ３ ｃ ２ Ｍａ电流
环 、Ｓ２ ／ Ｓ４ Ｒ ４ ２ Ｒ ４ ９。
５ 其 他 接 口
手 轮 输 入 用 于 连 接 手 轮 Ｍ Ｇ 脉 冲 发 生 器 Ｐ
（ 称手 摇 脉 冲 发 生 器 ） 又 。它 广 泛 用 于 机 床 的 手 动轴 移动 操 作 。 Ｍ Ｇ 每 转 能 输 出 １０个 脉 冲 的 Ｐ ０
置 。软 件环 境需 要 以微 机 为 基础 的现 代数 控 机床 控制 ， 复杂 控 制 功 能 能 够 根 据 需 要 实 现 加 工 质 其
量 的提 高 ， 工 时 问 进 一 步 缩 短 。可 以 自行 定 义 加 接 口与 软 件 平 台 的 开 放 式 数 控 系 统 面 向软 件 配
置 ， 功 能 能够 不 断集 成 于控 制系 统 中 ， 网络 化 其 使 的制 造环 境得 以形 成 。对 于机 床制 造 商和用 户 来
说非 常有 利 的一 点 是 ： 把控 制 系统软 、 件 彻底 分 硬
２ 数 控 装 置 的 显 示 功 能 接 口
１ 分类 ： 代 Ｃ Ｃ装 置采 用 Ｃ Ｔ Ｌ Ｄ作 为 ． 现 Ｎ Ｒ 、Ｃ
译 码 由软件 来 实 现 ， 用 程 序 查 询 的方 法 来 扫 描 采
键盘。
系统 是 指通 过控 制 传统 机 械加 工机 床 来进 行零 件
加工 的 计 算 机 系 统 。数 控 系 统 是 数 控 技 术 的 核 心 ， 上世纪 ９ 从 ０年 代初 开 放式 数控 系 统便 引起 人
２１ ００正
相 隔距离 较远 时可 采用 串行通 信方式 。 １ 常用 的 串行 通信 接 口 Ｒ ２２ ／０ ． ｓ３ ｃ ２ Ｍａ电流
环 、Ｓ２ ／ Ｓ４ Ｒ ４ ２ Ｒ ４ ９。
５ 其 他 接 口
手 轮 输 入 用 于 连 接 手 轮 Ｍ Ｇ 脉 冲 发 生 器 Ｐ
（ 称手 摇 脉 冲 发 生 器 ） 又 。它 广 泛 用 于 机 床 的 手 动轴 移动 操 作 。 Ｍ Ｇ 每 转 能 输 出 １０个 脉 冲 的 Ｐ ０
数控机床接口分类
– 通用加工,高的抗弯载荷和中等的扭矩传输,手动换刀( 参考Type A)
Type D
– 固定的应用,中等的抗弯载荷, 高扭矩, 非标应用, 手动换刀(参考Type B)
Type E
– 高速应用, 用于轻载荷高速主轴, 低的瞬间抗弯性和扭矩传输, 自动换刀, 容易平 衡
Type F
– 中速加工, 加工软材料,低的瞬间抗弯性和扭矩传输, 自动换刀, 容易平衡
短锥大端面
Coromant Capto® HSK KM
6
HSK 不同的形式
A/C
B/D
E F
7
6种HSK形式
Type A
– 通用加工, 高的抗弯载荷和中等的扭矩传输,可实现自动换刀
Type B
– 固定的应用, 中等的抗弯载荷, 高扭矩, 非标应用, 自动换刀
Type C
KM
– 肯纳KM接口。非常类似于HSK，但是中心拉钉提高了扭矩传递性能而且可 以实现中心高定位。不通用，几种不同的形式。例如；KM- UT，KN-XMZ 和 KM- XMS
Coromant Capto®
– 没有弱点。唯一的可以用于各种加工类型的通用接口。
11
8
KM 63的不同结构
DAEWOO/DOOSAN KM63-UT
MAZAK KM63-XMZ
MORI SEIKI KM63特点
扭矩传递 3
1 2
1,4º
3 种方式锁紧
1 3
2
C3-C10
10
接口类型比较
HSK A/C
– 一种高精度的接口，但是在车削应用中传递扭矩性能不足。而且由于不能 实现刀片中心位置定位，车削效果差。容易自动换刀，而且存在多种形式 。例如;B, D, E, F 和 ICTM
Type D
– 固定的应用,中等的抗弯载荷, 高扭矩, 非标应用, 手动换刀(参考Type B)
Type E
– 高速应用, 用于轻载荷高速主轴, 低的瞬间抗弯性和扭矩传输, 自动换刀, 容易平 衡
Type F
– 中速加工, 加工软材料,低的瞬间抗弯性和扭矩传输, 自动换刀, 容易平衡
短锥大端面
Coromant Capto® HSK KM
6
HSK 不同的形式
A/C
B/D
E F
7
6种HSK形式
Type A
– 通用加工, 高的抗弯载荷和中等的扭矩传输,可实现自动换刀
Type B
– 固定的应用, 中等的抗弯载荷, 高扭矩, 非标应用, 自动换刀
Type C
KM
– 肯纳KM接口。非常类似于HSK，但是中心拉钉提高了扭矩传递性能而且可 以实现中心高定位。不通用，几种不同的形式。例如；KM- UT，KN-XMZ 和 KM- XMS
Coromant Capto®
– 没有弱点。唯一的可以用于各种加工类型的通用接口。
11
8
KM 63的不同结构
DAEWOO/DOOSAN KM63-UT
MAZAK KM63-XMZ
MORI SEIKI KM63特点
扭矩传递 3
1 2
1,4º
3 种方式锁紧
1 3
2
C3-C10
10
接口类型比较
HSK A/C
– 一种高精度的接口，但是在车削应用中传递扭矩性能不足。而且由于不能 实现刀片中心位置定位，车削效果差。容易自动换刀，而且存在多种形式 。例如;B, D, E, F 和 ICTM
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XS11（头针座孔）
1 :24VG 2 :24VG 1 14 3 :空 4 :I38 5 :I36 6 :I34 7 :I32 8 :I30 9 :I28 10:I26 11:I24 13 25 12:I22 13:I20 14:24VG 15:24VG 16:I39 17:I37 18:I35 19:I33 20:I31 21:I29 22:I27 23:I25 24:I23 25:I21
华中数控
通过局域 网连接：
HUB（集线器） 接口
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D41 2 3 4 5 6 7 8
数控装置
<50 米
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8 TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3HNC-21 RX_D2BI_D4+ BI_D4-
华中数控
华中数控
1．等效电路
NPN开关量输入
24V +5V
IF=5~9mA
24VG
PNP开关量输入
输入开关量接口等效电路—NPN型
IF=5~9mA PNP开关输入公共点为24V
华中数控
输入开关量接口等效电路—PNP型
输入端子板
华中数控
输入端子板接口
华中数控
输入端子板接口图
华中数控
104
华中数控
数控系统的接口
华中数控
孙海亮
华中数控
华中数控
“世纪星” HNC-21的连接图
共可以接四个
其他类型进给装置
共可以接四个
华中数控
DC24V AC24V
华中数控
华中数控 “世纪星” HNC-21的接口
“世纪星” HNC-21的接口说
明
华中数控
XS1：电源接口 XS2：外接PC键盘接口 XS3：以太网接口 XS4：软驱接口， XS5：RS232接口 XS6：远程I/O板接口 XS8：手持单元接口 XS9：主轴控制接口 XS10、XS11：输入开关量接口 XS20，XS21：输出开关量接口 XS30～XS33：模拟式、脉冲式（含步进式）进给 轴控制接口 XS40～XS43：串行式HSV-11型伺服轴控制接口
17:ESTOP3
信号名
说明
24V、24VG
ESTOP2、 ESTOP3 I32～I39 O28～O31 HA HB +5V、5V地
DC24V电源输出
手持单元急停按钮 手持单元输入开关量 手持单元输出开关量 手摇A相 手摇B相 手摇DC5V电源
5 :空 6 :I38 7 :I36 8 :I34 9 :I32 10:O30 11:O28 12:HB 13:5VG
华中数控
软驱接口：XS4
引脚号 1 2
信号名 L1 L2
说明 减小写电流 驱动器选择 A
3
4 5
L3
L4 +5V
写数据
写保护 驱动器电源
6
7 8
L5
L6 L7
驱动器A允许
步进
华中数控
9 L8 10 11 12 13 14 GND L9 L10 L11 L12
0磁道
盘面选择
驱动器电源地、信号 地 索引 方向 写允许 读数据
24 VG NI 8 RP 7 5.1 K-9 2 3 4 5 6 7 8 9
华中数控
13 25
18:I39 19:I37 20:I35 21:I33 22:O31 23:O29 24:HA 25:+5V
华中数控
华中数控
手持单元中坐标选择、增量倍率选择、使能 按钮、指示灯等需要占用PLC输入/输出开关量。 因此，手持接口（XS8）占用了数控装置的开 关量输出中的4路输出（O28—O31）、开关量 输入中的8路输入（I32—I39）。
D1 9
NI 4
D4
NI 12
D1 2
NI 5
D5
NI 13
D1 3
NI 6
D6
NI 14
D1 4
NI 7
D7
NI 15
D1 5
2 3 4 5 6 7 8 9
2 3 4 5 6 7 8 9
+2 4V
1 RP 2 10K -9
+2 4V
1 RP 4 10K -9
+2 4V
1 RP 6 10K -5
24 VG NI 0
HNC-21
华中数控
数控装置通过以太网口与外部计算机局域网连接（没有软驱单元的情况）
软驱单元 HUB（集线器） 接口
1 2 3 4 5 6 7 8
数控装置
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D4-
<50 米
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8
Xபைடு நூலகம்3’
华中数控
接收数据 空置 空置
华中数控
以太网口与外部计算机的连接
通过以太网口与外部计算机连接是一种快捷、可靠的方式：
1.与外部计算机直接电缆连接（见图2.5.2） 2.也可以先连接到HUB（集线器），再经HUB连入局域网，与局域网上的其 他任何计算机连接（见图2.5.3）。
华中数控
在硬件上，可以直接使用HNC-21背面的以太网口连接，也可以通过 软驱单元转接后，用软驱单元上的以太网口连接。
1 2 3 4 5 6 7 8
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D4-
<1 米
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D4-
控制柜
HNC-21
数控装置通过以太网口与外部计算机局域网连接（有软驱单元的情况）
2
3 4 5 7 8 9
RXD
TXD -DTR GND
接收数据
发送数据 数据终端准备好 信号地
华中数控
6 -DSR
-RTS -CTS -R1
数据装置准备好
请求发送 准许发送 振零指示
HNC-21数控装置可以通过RS232与外部计算机连接，并进行数据交换 与共享。 在硬件连接上，可以直接由HNC-21数控装置背面的XS5接口连接，也 可以通过软驱单元上的串口接口进行转接。
HNC-21
华中数控
PC 计算机 软驱单元 数控装置
以太网口
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D41 2 3 4 5 6 7 8
数控装置通过以太网口与外部计算机直接电缆连接（没有软驱单元的情况）
<50 米
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8
XS3’
1
2 3 4 5 6 7
EN+
SCK+ Dout+ Din+ GND EN-
使能
时钟 数据输出 数据输入 地
华中数控
使能 时钟 SCK-
8
9
DoutDin-
数据输出
数据输入
华中数控
手持单元接口：XS8
1 :24VG 2 :24VG 3 :24V
4 :ESTOP2
1 14
14:24VG 15:24VG 16:24V
J1 DB25/F 13 25 12 24 11 23 10 22 9 21 8 20 7 19 6 18 5 17 4 16 3 15 2 14 1 NI 0 NI 1 NI 2 NI 3 NI 4 NI 5 NI 6 NI 7 NI 8 NI 9 NI 10 NI 11 NI 12 NI 13 NI 14 NI 15 NI 16 NI 17 NI 18 NI 19 FV 1 1A 24 VG
软驱单元
<15 米
数控装置
<1 米
XS5
2 3 5 RXD TXD GND
XS5’
RXD TXD GND 2 3 5
XS5
2 3 5 RXD TXD GND
PE 控制柜
HNC-21
数控装置通过 RS232 口与 PC 计算机连接（有软驱单元的情况）
华中数控
远程I/O接口：XS6
1:EN+ 2:SCK+ 3:DOut+ 4:Din+ 5:GND 6:EN7:SCK8:DOut9:DIn引脚号 信号名 说明
华中数控
PC 计算机
数控装置
<50 米
直接电缆 连接：
以太网口
TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3RX_D2BI_D4+ BI_D41 2 3 4 5 6 7 8
XS3
1 2 3 4 5 6 7 8 TX_D1+ TX_D1RX_D2+ BI_D3+ BI_D3HNC-21 RX_D2BI_D4+ BI_D4-
15
L13
更换磁盘
华中数控
软驱单元
XS5：RS232 接口 软驱
XS2：PC 键盘接口
华中数控
软驱 前视图 后视图
XS5’：RS232 转接 口 XS2’：PC 键盘转接 口
XS4’：软驱转接 口
XS3：以太网接口
XS3’：以太网转接口
华中数控
若使用软驱单元则XS2、XS3、XS4、XS5 为 软驱单元的转接口。