数控系统调试与维护-数控系统硬件连接课件
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在电气控制系统中，习惯上将高压、大电流的回路称为主回路。其 一般组成如下： （1）主电源：提供负载电能，常用三相AC380V、单相AC220V等。 （2）负载：用电设备，如电机、驱动器、CNC等。 （3）通断控制装置：控制电能的输送过程（通/断控制），如接触 器（主触电）。 （4）保护装置：保护用电设备短路、过载等，如熔断器。 （5）其他装置：如稳压源、变压器、电抗器等。 （6）连接导线：电能输送通路。 最终控制对象：负载（负载电源的通/断）。
第34页
数控系统调试与维护
3.数控系统通电/断电顺序
数控系统通电顺序如：
1)接通机床AC 200V电源。
2)接通伺服放大器AC 200V控制电源。 3)接通I/O Link连接的从属设备电源，接通显示器电源，接通CNC控
制单元电源。
数控系统的断电顺序： 1)关断I/O Link的从属设备电源，关断显示器电源，关断CNC控制单
绝对位置编码器电池电源 因此，不要轻易插拔反馈电缆 ai电机编码器因内部电容存在， 可与电池暂时脱离
外置电池盒的连接方式，是由一个电池盒给所有伺服电机编码器供电。
使用外置电池盒时，不要随意插拔CXA2A-CXA2B间的电缆连接，否则会造成原点 的丢失。
22
第22页
数控系统调试与维护
βi伺服单元连接
ßi-SVM
ßi-SVM2
16
第16页
数控系统调试与维护
Ai系列伺服整体连接图
直流母线 PSM SPM SVM2 SVM1
控制电源
绝对编码器外置电池盒
主电源
17
第17页
数控系统调试与维护 电源单元的连接
PSM
FANUC
SPM/SVM
直流母线P、N LED CX1A/CX1B 交流200V控制电源 输入和输出 CXA2A 电源与通讯输出
元电源。
2)关断伺服放大器AC 200V控制电源。 3)关断机床AC 200V电源
第35页
数控系统调试与维护
第36页
数控系统调试与维护
3.综合接线图
第12页
数控系统调试与维护
第13页
数控系统调试与维护
3.2进给伺服系统连接
1.伺服放大器概述
1.1：ai系列的伺服组成 电源单元（PSM）：提供伺服和主轴放大器工作所需要的DC+24V 提供伺服和主轴放大器逆变所需要的DC300V 提供伺服和主轴放大器制动的能量泻放回路 再生型制动：PSM（能量回馈到电网） 能耗型制动：PSMR（能量通过电阻消耗）
CX1A （3） 200R 200S （2） （1）
SPM/SVM
CX3（左侧）：MCC CX4（右侧）：*ESP
L1 L2 L3
三相动力输入
无相序要求
18
第18页
数控系统调试与维护
CXA2A~CXA2B
使用内置电池时 不要连接此端
第19页
数控系统调试与维护
CX3（MCC）控制外部主回路上 电 CX4（*ESP）用于切断主回路电源
第26页
数控系统调试与维护
2.数控系统控制与多个串行主轴
第27页
数控系统调试与维护
3.变频器和CNC之间通过JA40接口连接
变频器和CNC之间通过JA40接口连接，这时CNC通过JA40接口给变频器提供0— +10V模拟指令信号。
第28页
数控系统调试与维护
4. Ai系列主轴单元的连接
FANUC
软件接口 LCD逆变器接口 以太网接口 系统轴卡与伺服放大器之间进行数据通信的接口 主轴模拟输出口／高速高速跳转HDI的输人口 I/O Link接口，系统通过此接口与机床强电柜的I/O设备进行通信（包括机床操作面 板），交换I/O号 串行主轴和主轴位置编码器的连接口，如果使用的是FANUC的主轴放大器，此接口与 主轴放大器上的接口JA7B连接，若使用模拟主轴，此接口与主轴位置编码器连接 第11页
Bi-SVM
冷却风扇 No1807#2屏蔽不转 直流24V电源输入输出 三相交流电源 L1/L2/L3
FSSB光纤通讯接口 报警 LINK 电源 JF1编码器反馈
外接制动电阻 电机动力输出 U/V/W MCC *ESP 外接制动电阻温 控端
绝对编码器用电池连接
23
第23页
数控系统调试与维护
第24页
数控系统调试与维护 Bi-SVPM（主轴、伺服一体型）
控制电源
动力输入 主轴动力输出
直流母线端，不 要接
第25页
数控系统调试与维护
3.3主轴伺服系统连接
1.CNC与主轴放大器、主轴电机的连接
数控系统将串行主运动指令通过JA41接口传递给主轴放大器如SPM的JA7B接 口，主轴放大器经过变频调速控制给主轴电动机输出动力电源。
接口名称
功
MDI面板接口 RS-232C串行口2 RS-232C串行口1 扩展板接口 系统的直流24 V电源的输入接口 视频信号接口
能
JA2 JD36A JD36B JGA CP1 CA79A
CA88A
CA122 CA121 CD38A COP10A JA40 JD51A JA41
PCMCIA卡接口
主轴电机动力 输出
V
29
第29页
数控系统调试与维护
5.β i系列数字伺服连接
电源模块、主轴模块、伺服模块构成一体化装置，称为SVPM。
第30页
数控系统调试与维护
3.5：数控机床电源 1.机床电源系统
1.1、机床实际所需电源种类 交流电源 直流电源
1.2、机床电路系统
第31页
数控系统调试与维护
主回路的一般组成:
注意反馈和动力插头顺序 错误后会有ALM410
JF1/JF2 L/M轴编码器反馈
L轴=JF1 M轴=JF2 N轴=JF3
注意电机的动力输出相序 错误会有ALM410，411， 436 绝缘测量时，拆下动力线。 21
CZ2L/CZ2M L/M电机动力输出
L轴
M轴
第21页
数控系统调试与维护
伺服电机编码器反馈（20PIN）
第33页
数控系统调试与维护
2.数控系统电源
输入电压的确认：
1）开关电源直流+24V，系统单独使用。
2）输入电压 波动范围±10%（21.6~26.4V,建议在22.5V以上） 3）电源容量视系统的保险而定 （≥保险的容量）
4）关注开关电源交流输入侧波动范围 10ms（输入幅值下降100%时）
20ms（输入幅值下降50%时）
G 磨床类，P 冲床类……
第 3页
数控系统调试与维护
FANUC Oi-C系列数控车床和数控铣床系统主体结构配置。
第 4页
CPU DRAM
数控系统调试与维护
数控系统结构
显示控制 FROM
CNC从控制软件 PMC程序 用户软件
SRAM
机床参数
总线
加工程序 补偿设定 PMC参数
PMC控制
采用电容或电阻回升方式。 伺服主轴单元（ßi-SVPM）：伺服驱动和主轴驱动一体型 ，有两轴或三轴带一个主轴 规格，采用电源回升方式。 ßi系列伺服需要外部提供直流24V电源作为控制电源。24 电源故障会造成ALM926。
第15页
数控系统调试与维护
ai系列伺服
PSM+SPM+SVM
ßi-SVPM
根据所要驱动的主轴和伺服电机的连续运转的额定值和最大输出
值决定电源单元的容量。 主轴单元（SPM)： 控制和驱动主轴电机运行交流电源模块。 伺服单元（SVM)： 驱动伺服电机运行交流电源模块，有单轴、双轴、三轴伺服。
第14页
数控系统调试与维护
1.2：ßi系列的伺服组成
伺服单元（ßi-SVM）：内部集成了整流和逆变驱动回路，
第32页
数控系统调试与维护
控制回路的一般组成:
CNC控制系统中的控制回路是指由继电器、接触器等低压电器构成 的控制回路。其一般组成如下：
（1）电源：提供控制回路电能，常用DC24V、AC220V。
（2）控制元件：实现控制电路逻辑功能，常用器件如中间继电器、 按钮、行程开关、接触器等。 （3）连接导线：连接各种控制器件。 最终控制对象：接触器、电磁离合器、电磁阀等执行元件线圈。
SPM
直流母线P、N
电源 报警 故障 JX4 检测板输出
LED 通讯错误 ALM750/74 9
CXA2B/CXA2A 级间串联通讯入/出 JA7B 主轴串行通讯入
JY1 主轴负载表 主轴速度表 JA7A串行 输出 第二主轴
U V W
JA7A (NC)
诊断409观察
JYA2主轴电机内置传感器反馈 JYA3/JYA4（B型） 主轴端外置传感器反馈 注意动力输出相序 错误后会产生ALM9031 等报警
移动指令
伺服控制
位置偏差 回转指令
串行主轴控制
负载电流 伺服/主轴驱动
5
第 5页
数控系统调试与维护
第 6页
数控系统调试与维护
扩展板
一体型
7
第 7页
数控系统调试与维护
第 8页
数控系统调试与维护
分离型
扩展板
9
第 9页
数控系统调试与维护
2.新版0iD（MATE-D）接口和主板接口
第10页
数控系统调试与维护
电机运行中切断主回路电源，伺服电机使
用 动态制动，主轴电机减速停止。
20
第20页
FANUC
直流母线P、N LED
数控系统调试与维护
伺服单元的连接
通讯异常会产生 ALM926/5136等报 警
内置 电池槽
CX5X 电池连接端
CXA2B/CXA2A 级间串行通讯入/出
SVM2
COP10B/COP10A FSSB串行通讯入/出
数控系统调试与维护
单元03：数控系统硬件连接
主讲教师：杨金鹏 (讲师)
实做指导：饶玉康、陈志平
第 1页
数控系统调试与维护
主要内容
数控系统硬件连接
进给伺服系统连接
ห้องสมุดไป่ตู้
主轴伺服系统连接 数控机床电源
第 2页
数控系统调试与维护
3.1：数控系统硬件连接
1.FANUC 数控系统命名
FS 0i –M C
产品升级排序 A、B、C、D……. 系统类型：M 铣削类，T 车削类， 产品系列 Fanuc System
第34页
数控系统调试与维护
3.数控系统通电/断电顺序
数控系统通电顺序如：
1)接通机床AC 200V电源。
2)接通伺服放大器AC 200V控制电源。 3)接通I/O Link连接的从属设备电源，接通显示器电源，接通CNC控
制单元电源。
数控系统的断电顺序： 1)关断I/O Link的从属设备电源，关断显示器电源，关断CNC控制单
绝对位置编码器电池电源 因此，不要轻易插拔反馈电缆 ai电机编码器因内部电容存在， 可与电池暂时脱离
外置电池盒的连接方式，是由一个电池盒给所有伺服电机编码器供电。
使用外置电池盒时，不要随意插拔CXA2A-CXA2B间的电缆连接，否则会造成原点 的丢失。
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数控系统调试与维护
βi伺服单元连接
ßi-SVM
ßi-SVM2
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数控系统调试与维护
Ai系列伺服整体连接图
直流母线 PSM SPM SVM2 SVM1
控制电源
绝对编码器外置电池盒
主电源
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数控系统调试与维护 电源单元的连接
PSM
FANUC
SPM/SVM
直流母线P、N LED CX1A/CX1B 交流200V控制电源 输入和输出 CXA2A 电源与通讯输出
元电源。
2)关断伺服放大器AC 200V控制电源。 3)关断机床AC 200V电源
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数控系统调试与维护
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数控系统调试与维护
3.综合接线图
第12页
数控系统调试与维护
第13页
数控系统调试与维护
3.2进给伺服系统连接
1.伺服放大器概述
1.1：ai系列的伺服组成 电源单元（PSM）：提供伺服和主轴放大器工作所需要的DC+24V 提供伺服和主轴放大器逆变所需要的DC300V 提供伺服和主轴放大器制动的能量泻放回路 再生型制动：PSM（能量回馈到电网） 能耗型制动：PSMR（能量通过电阻消耗）
CX1A （3） 200R 200S （2） （1）
SPM/SVM
CX3（左侧）：MCC CX4（右侧）：*ESP
L1 L2 L3
三相动力输入
无相序要求
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数控系统调试与维护
CXA2A~CXA2B
使用内置电池时 不要连接此端
第19页
数控系统调试与维护
CX3（MCC）控制外部主回路上 电 CX4（*ESP）用于切断主回路电源
第26页
数控系统调试与维护
2.数控系统控制与多个串行主轴
第27页
数控系统调试与维护
3.变频器和CNC之间通过JA40接口连接
变频器和CNC之间通过JA40接口连接，这时CNC通过JA40接口给变频器提供0— +10V模拟指令信号。
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数控系统调试与维护
4. Ai系列主轴单元的连接
FANUC
软件接口 LCD逆变器接口 以太网接口 系统轴卡与伺服放大器之间进行数据通信的接口 主轴模拟输出口／高速高速跳转HDI的输人口 I/O Link接口，系统通过此接口与机床强电柜的I/O设备进行通信（包括机床操作面 板），交换I/O号 串行主轴和主轴位置编码器的连接口，如果使用的是FANUC的主轴放大器，此接口与 主轴放大器上的接口JA7B连接，若使用模拟主轴，此接口与主轴位置编码器连接 第11页
Bi-SVM
冷却风扇 No1807#2屏蔽不转 直流24V电源输入输出 三相交流电源 L1/L2/L3
FSSB光纤通讯接口 报警 LINK 电源 JF1编码器反馈
外接制动电阻 电机动力输出 U/V/W MCC *ESP 外接制动电阻温 控端
绝对编码器用电池连接
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数控系统调试与维护
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数控系统调试与维护 Bi-SVPM（主轴、伺服一体型）
控制电源
动力输入 主轴动力输出
直流母线端，不 要接
第25页
数控系统调试与维护
3.3主轴伺服系统连接
1.CNC与主轴放大器、主轴电机的连接
数控系统将串行主运动指令通过JA41接口传递给主轴放大器如SPM的JA7B接 口，主轴放大器经过变频调速控制给主轴电动机输出动力电源。
接口名称
功
MDI面板接口 RS-232C串行口2 RS-232C串行口1 扩展板接口 系统的直流24 V电源的输入接口 视频信号接口
能
JA2 JD36A JD36B JGA CP1 CA79A
CA88A
CA122 CA121 CD38A COP10A JA40 JD51A JA41
PCMCIA卡接口
主轴电机动力 输出
V
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数控系统调试与维护
5.β i系列数字伺服连接
电源模块、主轴模块、伺服模块构成一体化装置，称为SVPM。
第30页
数控系统调试与维护
3.5：数控机床电源 1.机床电源系统
1.1、机床实际所需电源种类 交流电源 直流电源
1.2、机床电路系统
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数控系统调试与维护
主回路的一般组成:
注意反馈和动力插头顺序 错误后会有ALM410
JF1/JF2 L/M轴编码器反馈
L轴=JF1 M轴=JF2 N轴=JF3
注意电机的动力输出相序 错误会有ALM410，411， 436 绝缘测量时，拆下动力线。 21
CZ2L/CZ2M L/M电机动力输出
L轴
M轴
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数控系统调试与维护
伺服电机编码器反馈（20PIN）
第33页
数控系统调试与维护
2.数控系统电源
输入电压的确认：
1）开关电源直流+24V，系统单独使用。
2）输入电压 波动范围±10%（21.6~26.4V,建议在22.5V以上） 3）电源容量视系统的保险而定 （≥保险的容量）
4）关注开关电源交流输入侧波动范围 10ms（输入幅值下降100%时）
20ms（输入幅值下降50%时）
G 磨床类，P 冲床类……
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数控系统调试与维护
FANUC Oi-C系列数控车床和数控铣床系统主体结构配置。
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CPU DRAM
数控系统调试与维护
数控系统结构
显示控制 FROM
CNC从控制软件 PMC程序 用户软件
SRAM
机床参数
总线
加工程序 补偿设定 PMC参数
PMC控制
采用电容或电阻回升方式。 伺服主轴单元（ßi-SVPM）：伺服驱动和主轴驱动一体型 ，有两轴或三轴带一个主轴 规格，采用电源回升方式。 ßi系列伺服需要外部提供直流24V电源作为控制电源。24 电源故障会造成ALM926。
第15页
数控系统调试与维护
ai系列伺服
PSM+SPM+SVM
ßi-SVPM
根据所要驱动的主轴和伺服电机的连续运转的额定值和最大输出
值决定电源单元的容量。 主轴单元（SPM)： 控制和驱动主轴电机运行交流电源模块。 伺服单元（SVM)： 驱动伺服电机运行交流电源模块，有单轴、双轴、三轴伺服。
第14页
数控系统调试与维护
1.2：ßi系列的伺服组成
伺服单元（ßi-SVM）：内部集成了整流和逆变驱动回路，
第32页
数控系统调试与维护
控制回路的一般组成:
CNC控制系统中的控制回路是指由继电器、接触器等低压电器构成 的控制回路。其一般组成如下：
（1）电源：提供控制回路电能，常用DC24V、AC220V。
（2）控制元件：实现控制电路逻辑功能，常用器件如中间继电器、 按钮、行程开关、接触器等。 （3）连接导线：连接各种控制器件。 最终控制对象：接触器、电磁离合器、电磁阀等执行元件线圈。
SPM
直流母线P、N
电源 报警 故障 JX4 检测板输出
LED 通讯错误 ALM750/74 9
CXA2B/CXA2A 级间串联通讯入/出 JA7B 主轴串行通讯入
JY1 主轴负载表 主轴速度表 JA7A串行 输出 第二主轴
U V W
JA7A (NC)
诊断409观察
JYA2主轴电机内置传感器反馈 JYA3/JYA4（B型） 主轴端外置传感器反馈 注意动力输出相序 错误后会产生ALM9031 等报警
移动指令
伺服控制
位置偏差 回转指令
串行主轴控制
负载电流 伺服/主轴驱动
5
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数控系统调试与维护
第 6页
数控系统调试与维护
扩展板
一体型
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第 7页
数控系统调试与维护
第 8页
数控系统调试与维护
分离型
扩展板
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第 9页
数控系统调试与维护
2.新版0iD（MATE-D）接口和主板接口
第10页
数控系统调试与维护
电机运行中切断主回路电源，伺服电机使
用 动态制动，主轴电机减速停止。
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FANUC
直流母线P、N LED
数控系统调试与维护
伺服单元的连接
通讯异常会产生 ALM926/5136等报 警
内置 电池槽
CX5X 电池连接端
CXA2B/CXA2A 级间串行通讯入/出
SVM2
COP10B/COP10A FSSB串行通讯入/出
数控系统调试与维护
单元03：数控系统硬件连接
主讲教师：杨金鹏 (讲师)
实做指导：饶玉康、陈志平
第 1页
数控系统调试与维护
主要内容
数控系统硬件连接
进给伺服系统连接
ห้องสมุดไป่ตู้
主轴伺服系统连接 数控机床电源
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数控系统调试与维护
3.1：数控系统硬件连接
1.FANUC 数控系统命名
FS 0i –M C
产品升级排序 A、B、C、D……. 系统类型：M 铣削类，T 车削类， 产品系列 Fanuc System