第8讲 数控机床硬件的连接.

• FANUC I/O Link 是一个串行接口，将CNC、单元控 制器、分布式 I/O、机床操作面板或 Power Mate 连接起来，并在各设备间高速传送 I/O信号（位数 据）。当连接多个设备时，FANUC I/O Link 将一个 设备认作主单元，其它设备作为子单元。子单元的 输入信号每隔一定周期送到主单元，主单元的输出 信号也每隔一定周期送至子单元。
• （三）主轴模块及接口作用
数控机床的主轴驱动装置根据主轴速度控制信号的不同， 可分为模拟量控制的主轴驱动装置和串行数字控制的主轴驱动 装置两类。模拟量控制的主轴驱动装置采用变频器实现主轴电 动机控制，有通用变频器控制通用电动机和专用变频器控制专 用变频电动机两种形式。FANUC 0i Mate系统使用β i系列伺服 单元时，主轴控制通常采用变频器控制。CNC的JA40为模拟主轴 的指令信号输出接口，JA7A连接主轴编码器。
CNC与主轴模块的连接
• （三）CNC系统与I/O Link模块接口连接
I/O Link的连接图
0i Mate C系统 的I/O连接
0i Mate C系统中 I/O单元的接线图
（四）CNC系统与RS-232-C串行接口的连接
RS-232C与电脑连接
四、技能拓展 （一）手轮接口及连接
• 手摇脉冲发生器是用来在手轮进给方式下，用手 动移动坐标轴的装置
（五）RS-232-C串行接口作用
• FANUC i 系列提供两个RS-232C接口，用于数控 系统与外部设备（计算机、上位机工作站等）进 行数据交换，传送程序或参数。
FANUC 0iC的RS-232C接口连接
三、任务实施 （一）CNC系统与伺服系统模块接口连接
FANUC 驱动部分从硬件结构上分，主要有下面四个主要组成部分： ① 轴卡——目前数控技术广泛采用全数字伺服交流同步电机控制。在全数字 伺服控制中，包括三菱和西门子数控产品，已经将伺服控制的调节方式、数学模 型、甚至脉宽调制以软件的形式融入系统软件中（写入 F-ROM中），而硬件支撑 采用专用的 CPU 或 DSP（Digital Signal Process 数字信号处理器） 等，并最 终集成在轴控制卡上或轴控制芯片上，轴卡的主要作用是速度控制和位置控制。 ② 放大器——接收轴控制卡输入的脉宽调制信号，经过前级放大驱动IGBT大 功率晶体管输出电机电流。 ③ 电机——伺服电机或主轴电机，放大器输出的驱动电流产生旋转磁场，驱 动转子旋转。 ④ 反馈装置——由电机轴直连的脉冲编码器作为半闭环反馈装置。FANUC早期 的产品使用旋转变压器作为半闭环位置反馈，测速发电机作为速度反馈，但今天 这种结构已经被淘汰。
模拟主轴接口信号图
（四）I/O Link模块及接口作用
• 在FANUC 0iC系统中，I/O Link从站（Slave Station）是网络控制系统上的名称，它是受主站 （一般为PLC）控制，利用网络通信方式进行数据 传输的I/O设备。在CNC系统上，它就是传统意义 上用于连接机床或操作面板中按钮、行程开关、 指示灯、电磁阀等开关量I/O的连接单元或PLC（ PMC）的I/O模块。
2．CNC模块及接口
控制单元（CNC）是整个控制系统的核心，它主要用来对各坐 标轴进行插补控制、输出主轴转速给定值以及进行主轴定位控制 。此外，它还对输入的M、S、T指令进行译码，传送给PMC等。
CNC功能框图
轴卡、显卡、CPU卡在主板上的安装位置
FANUC 0iC接口位置及功用图
（二）伺服系统模块及接口作用
手轮接口的连接
I/O LinБайду номын сангаас的手轮连接
（二）CNC控制单元电源的连接
• 从外部输入24V DC电源给0i/0i Mate系统控制单 元供电。 在图2-30中绘出了AC 电源的 ON/OFF 电路A和24V DC电源的ON/OFF 电路 B。建议不 采用24V DC电源的 ON/OFF 电路B。
CNC-伺服连接
CNC-伺服连接方式
0iC伺服/主轴放大 器的连接详图
0iC αi放大器实 物连接图
（二）CNC系统与主轴模块接口连接
• CNC系统中的主轴模块用于控制驱动主轴电机。 在加工中心上，主轴带动刀具旋转，根据切削速 度、工件或刀具的直径来设定相应的转速，对所 需加工的工件进行各种加工。而在车床上，主轴 则带动工件旋转，根据切削速度、工件或刀具的 直径来设定相应的转速，对所需加工的工件进行 各种加工。
βi－SPVM一体型伺 服驱动单元
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此系列伺服单元接口功能如下： ① 24V电源连接CXA2C（A1-24V，A2-0V）必须使用稳压电源，不可以与用 于电动机制动的24V电源共同使用。 ② TB3 （SVPM的右下面）不要接线。 ③ 上部的两个冷却风扇要自己接外部200V电源。 ④ 三个（或两个）伺服电机的动力线放大器端的插头盒是有区别的，CZ2L （第一轴）, CZ2M（第二轴）, CZ2N（第三轴）分别对应为 XX，XY，YY， ⑤ JF1、JF2、JF3伺服电机位置反馈接口。 ⑥ CX4连接急停控制继电器的动合触点。 ⑦ CX5X绝对编码器电池连接接口。 ⑧ COP10B连接CNC的FSSB高速串行总线。 ⑨ JX6断电后备模件。 ⑩ JY1连接负载表，速度表等。 11 JA7B连接CNC的JA7A口。 12 JA7A连接第二轴的输出接口。 13 JYA2连接主轴Mi、Mzi传感器。 14 JYA3位置编码器（外部一转信号）。 15 JYA4未使用。
数控机床CNC系统硬件的连接
数控机床CNC系统硬件的连接
一、工作任务导入
FANUC 0i C的硬件 组成
FANUC 0i C数控系统 综合连接图
二、学习情境
（一）CNC系统模块及接口作用 1．FANUC 0i数控系统概述
FANUC 0i系列至今推出了FANUC 0iA、FANUC 0iB、FANUC 0iC、FANUC 0iD四大产品系列，这四大系列在硬件与软件设 计上有较大区别，性能依次提高，但其操作、编程方法类似。 每一系列又分为扩展型与精简型两种规格，前者直接表示， 后者在型号中加“Mate”，如：FANUC 0iC/FANUC 0i Mate C。