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1、硬件接口及連接 硬件概要 硬件概要 硬件連接（硬件連接（ 0i 、、 16I、、 18I、、 21I系列總連接圖）顯示器分離型系列總連接圖）顯示器分離型 電柜外部的環(huán)境要求 系統(tǒng)連接電纜分類及布線處理 系統(tǒng)連接電纜分類及布線處理 接地 z （1 ） 信號(hào)地系統(tǒng)（SG ） z 信號(hào)地（SG ）提供了電信號(hào)系統(tǒng)的參 考電壓（0V ）。 z （2 ） 框架地系統(tǒng) z 框架地系統(tǒng)（FG ）用于安全方面，并 且抑制內(nèi)部和外部噪聲。在框架地系統(tǒng) 中，將單元的外殼框架、面板和單元之 間接口電纜的屏蔽連接在一起。 z （3 ） 系統(tǒng)地系統(tǒng) z 系統(tǒng)地系統(tǒng)用來(lái)將設(shè)備和單元的框架地 系統(tǒng)和大地連接
2、起來(lái)。 接地系統(tǒng)中的注意事項(xiàng) z 在CNC 控制單元中僅在一處將信號(hào)地 與框架地（FG ）連接起來(lái)。 z 系統(tǒng)地的電阻應(yīng)該為100 或更?。? 級(jí)接地）。 z 系統(tǒng)地的電纜必須有足夠的橫截面積以 保證安全地將系統(tǒng)故障（比如短路）時(shí) 的過(guò)載電流導(dǎo)入地下。 z （通常，它的橫截面積至少與交流電源 線的橫截面積相同或更大。） z 使用帶有接地線的交流電源線，以保證 供電時(shí)地線接地。 動(dòng)力電源的接通、斷開(kāi) 控制單元的信號(hào)接地方法 噪音抑制器 z 強(qiáng)電柜中要用到線圈和繼電器。當(dāng)這些設(shè)備 接通 /斷開(kāi)時(shí)由于線圈自感應(yīng)會(huì)產(chǎn)生很高的脈 沖電壓。 z 導(dǎo)線中的脈沖電壓會(huì)對(duì)電子線路產(chǎn)生干擾 z 選擇由電
3、阻和電容組成的滅弧裝置，這種滅 弧裝置被稱為 CR 滅弧裝置。（在交流中使用） z （電阻在限制脈沖電壓的峰值時(shí)有用。但不 能限制脈沖電壓突然升高的電流，所以推薦 使用 CR 滅弧器。） z 滅弧器的電容和電阻參考值由靜態(tài)線圈的直 流阻值和電流來(lái)決定。 電纜卡緊及屏蔽 z CNC 需要進(jìn)行屏蔽的電纜必須進(jìn)行卡 緊。 z 目的是為了支撐電纜和電纜屏蔽。保證 CNC 系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性， z 將電纜外層剝掉一塊露出屏蔽層。用電 纜卡子夾緊此處，并卡在地線板上。 外部24VDC 電源（穩(wěn)壓電源）指標(biāo)： z 輸出電壓： +24V10% （21.6V26.4V） z （包括電壓波動(dòng)和噪聲，見(jiàn)下圖。）
4、 z 輸出電流：連續(xù)負(fù)載電流必須大于 CNC 的耗 散電流 （在強(qiáng)電柜內(nèi)允許 z 的最高溫度下）。 z 負(fù)載的波動(dòng)（包括突變電流）： z 由于外部輸出或其它因素使負(fù)載波動(dòng)時(shí)輸出 電壓不要超出上 z 述范圍。 z 允許的輸入瞬間中斷持續(xù)時(shí)間： z 10ms（輸入幅值下降 100%時(shí)） z 20ms（輸入幅值下降 50%時(shí)） 有垂直軸時(shí)的注意事項(xiàng) z 機(jī)床有垂直軸時(shí)，應(yīng)選擇電壓持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的 DC 電源，以減小斷電（或電源出現(xiàn)故障）時(shí) 垂直軸的下落量。 z 通常，工作電壓下降到小于或等 21.6V 時(shí)， CNC 即解除對(duì)伺服的控制，伺服斷電。因 此，在切斷 AC 電源時(shí)， 24VDC 電源的維持
5、時(shí)間短，則在制動(dòng)器工作前伺服即斷電，其 結(jié)果就造成垂直軸下落量增加。 z 通常，有足夠電容容量的直流電源，切斷 AC 電源時(shí)，直流電源的保持時(shí)間就長(zhǎng)。 控制單元電源的接通、斷開(kāi) ON/OFF 電路 B 電源接通順序 z 1. 機(jī)床的電源（200VAC ）。 z 2. 伺服放大器的控制電源(200VAC) 。 z 3. I/O Link 連接的從屬I(mǎi)/O 設(shè)備； z 顯示器的電源（24VDC ）； z CNC 控制單元的電源； z 分離型檢測(cè)器（光柵尺）的電源； z 分離型檢測(cè)器接口的單元（24VDC ） 電源關(guān)斷順序 z 1. I/O Link 連接的從屬I(mǎi)/O 單元斷電， z 顯示單元
6、斷電（電源為24VDC ）， z CNC 控制單元斷電（24VDC ）， z 分離型檢測(cè)器接口單元斷電（24VDC ）。 z 2. 伺服放大器功率電源（200VAC ）和 分離型檢測(cè)器（直線光柵尺）電源斷電。 z 3. 機(jī)床的電源（200VAC ）斷電。 控制單元的電源連接電纜 存儲(chǔ)器后備電池（3VDC ） z 零件的程序，偏置量和系統(tǒng)參數(shù)存儲(chǔ)在控制單元的 CMOS 存儲(chǔ)器中。上述數(shù)據(jù)在主電源切斷時(shí)由后備電 池供電保持。 z 用后備電池可以使存儲(chǔ)器中的內(nèi)容保存一年。 z 當(dāng)電池電壓降低時(shí)，在顯示器上就會(huì)出現(xiàn)“BAT” 字 樣的系統(tǒng)報(bào)警，并且電池報(bào)警信號(hào)輸出給PMC。當(dāng)這 一報(bào)警信息出現(xiàn)時(shí)，
7、請(qǐng)盡快更換電池。 z 通常，電池應(yīng)該在2-3 周內(nèi)更換，這依據(jù)系統(tǒng)的配置 而定。 z 如果電池電壓下降很多，存儲(chǔ)器的內(nèi)容就不能繼續(xù)被 保持。在這種情況下接通控制單元的電源，就會(huì)因?yàn)?存儲(chǔ)器的內(nèi)容的丟失而出現(xiàn)935 報(bào)警（ECC 錯(cuò)誤）。 在更換電池后全部清除存儲(chǔ)器內(nèi)容，重新輸入必要的 數(shù)據(jù)。更換控制單元的電池時(shí)，一定要保持控制單元 的電源為接通狀態(tài)。 z 如果在電源斷開(kāi)的情況下斷開(kāi)存儲(chǔ)器的電池，存儲(chǔ)器 的內(nèi)容就會(huì)丟失。 分離型絕對(duì)脈沖編碼器的電池（6VDC ） z 一個(gè)電池單元可以使六個(gè)絕對(duì)脈沖編碼器的 當(dāng)前位置值保持一年。 z 當(dāng)電池電壓降低時(shí)，在 LCD 顯示器上就會(huì)出 現(xiàn)APC 報(bào)警
8、3n63n8（n ：軸號(hào)）。當(dāng)出現(xiàn) APC 報(bào)警 3n7 時(shí)，請(qǐng)盡快更換電池（通常應(yīng) 該在出現(xiàn)該報(bào)警后 2 到 3 周內(nèi)更換），這取決 于使用的脈沖編碼器的數(shù)量。 z 如果電池電壓降低太多，脈沖編碼器的當(dāng)前 位置就可能丟失。在這種情況下接通控制器 的電源， 會(huì)出現(xiàn) APC 報(bào)警 3n0（請(qǐng)求返回參 考點(diǎn)報(bào)警）。更換電池后，應(yīng)立即進(jìn)行機(jī)床 返回參考點(diǎn)操作。因此，建議不管有無(wú) APC 報(bào)警，每年更換一次電池。 CNC 與外圍設(shè)備的連接 與顯示單元/MDI 單元的連接 9 CRT/MDI 7.2/8.4和10.4 LCD/MDI 與標(biāo)準(zhǔn)MDI 單元的連接 z MDI單元分 T 系列和M系列 z
9、 9CRT/MDI 單元 z 72 LCD/MDI 單元 z 8.4LCD/MDI 單元 z 獨(dú)立式MDI 單元 z 有英文顯示和符號(hào)顯示 z 有全鍵與標(biāo)準(zhǔn)型之分 與I/O 設(shè)備的連接 z I/O 設(shè)備是用來(lái)將CNC 的程序、參數(shù)等 各種信息，通過(guò)外部設(shè)備輸入到CNC 中，或從CNC 中輸出給外部設(shè)備。 （JD36A、JD5A） z 手持文件盒（便攜3 軟磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器） 是0 i 系統(tǒng)的 I/O 設(shè)備之一。I/O 設(shè)備的接 口遵循RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)，因此0 i 系統(tǒng)可以 和任何RS-232-C 接口設(shè)備連接。 與I/O 設(shè)備的連接 RS-232-C 串行接口 RS-232-C 接口通常
10、使用如下的信號(hào)。 RS-232-C 接口信號(hào)的意義 RS-232-C 口和I/O設(shè)備之間的連接 RS-232-C通訊電纜 通訊電纜 z 9芯PC 25NC 20 （0-MC） 20（0I） z 1 1 z 2 2SD 9SD 11SD z 3 3 RD 8RD 1RD z 4 4RS 20RS 15RS z 5 5CS 19CS 5CS z 6 6DR
11、 18DR 3DR z 7 7SG 17SG 16SG z 8 8CD 16CD 7CD z 9 20ER 5ER 13ER 與手搖脈沖發(fā)生器的連接 使用手搖脈沖發(fā)生器時(shí)的電纜長(zhǎng)度 z 手搖脈沖發(fā)生器和脈沖編碼器一樣使用5V 直 流電源。電纜電阻引起的電壓降不能超過(guò) 0.2V（ 5V 對(duì)0 的壓降）。 z 0.2 (0.1 R 2L)/M z 其中： 0.1：為電源給手動(dòng)脈沖編碼器的電流，等于0.1A。 z R： 為每單位長(zhǎng)度的導(dǎo)線的電阻 /m
12、z m： 0V 電線的數(shù)量（=5V 導(dǎo)線的數(shù)量） z L： 電線長(zhǎng)度m z 因此， L m/R z 一般電纜最長(zhǎng)為50m 。當(dāng)使用兩個(gè)手搖脈沖發(fā) 生器時(shí)，電纜最長(zhǎng)為38.37m；當(dāng)使用三個(gè)手 搖脈沖發(fā)生器時(shí)，最長(zhǎng)為25.58m。 高速跳轉(zhuǎn)信號(hào)（HDI ）的連接口 高速跳轉(zhuǎn)信號(hào)(HDI)的連接 高速跳轉(zhuǎn)(HDI)輸入信號(hào)的要求 電路結(jié)構(gòu) 絕對(duì)最大額定值 輸入電壓范圍 Vin：-3.6 +13.6V 輸入特性 主軸單元的連接 主軸單元的連接 0I系統(tǒng)允許的主軸配置 系統(tǒng)允許的主軸配置 18I系統(tǒng)允許的主軸配置 系統(tǒng)允許的主軸配置 串行 串行 主軸接口 主軸接口 模擬主軸接口 模
13、擬主軸接口 位置編碼器接口 位置編碼器接口 與伺服 與伺服 放大器連接 放大器連接 與伺服 與伺服 放大器及分離檢測(cè)器連接 放大器及分離檢測(cè)器連接 連接插頭的分布位置 直線尺接線 直線尺接線 對(duì)于A/B的光 柵尺，如移 動(dòng)方向（極 性）不對(duì)， 可將PCA和 PCA*對(duì)調(diào)， PCB和PCB* 對(duì)調(diào) 獨(dú)立絕對(duì)編碼器接線 獨(dú)立絕對(duì)編碼器接線 獨(dú)立增量編碼器接線 獨(dú)立增量編碼器接線 串行 串行 接口 接口 分離型絕對(duì)檢測(cè)器用電池連接 分離型絕對(duì)檢測(cè)器用電池連接 機(jī)床 機(jī)床 I/O接口概況 接口概況 z 0i 系統(tǒng)有內(nèi)置的 I/O 板用于機(jī)床接口 I/O。內(nèi)置 I/O 板
14、 DI/DO 的點(diǎn) 數(shù)為96/64 點(diǎn)。內(nèi)置 DI/DO 板必須根據(jù)下表用PMC 梯形圖指定 為I/O Link的第一從屬裝置。 z CNC 發(fā)生了內(nèi)部系統(tǒng)報(bào)警，或 CNC 與操作面板I/O 模塊的通訊 失敗， I/O 模塊的所有 DO 信號(hào)都斷開(kāi)。 內(nèi)置I/O 卡的連接插腳圖 I/O LINK連接 連接 I/O LINK電纜超過(guò)10米，要用光纜及其適配器連接 I/O Link 的電纜連接 +5V 端子用于光纜I/O Link 適配器，當(dāng)用普通電纜連接時(shí)無(wú)需使用。 若不用光纜I/O Link 適配器，無(wú)需+5V 接線。 通過(guò) I/O Link 連接FANUC 伺服單元系列 可以連接的
15、最大單元數(shù) z 控制單元可以連接支持I/O Link 的放 大器的最大數(shù)目是由該控制單元提供的 FANUC I/O Link 點(diǎn)數(shù)來(lái)決定的。 z 對(duì)于0 i 系列， FANUC I/O Link的I/O 點(diǎn) 數(shù)為1024/1024 。 z 一個(gè)支持I/O Link 的放大器在FANUC I/O Link中占用128 個(gè)輸入/輸出點(diǎn)。 z 如果沒(méi)有其它單元與控制單元相連，支 持I/OLink 的放大器最多可連8 個(gè)。 梯形圖地址分配 z 如果支持I/O Link 的放大器作為一個(gè) I/O Link 從單元使用，I/O 地址在CNC 側(cè)的PMC 中指定。 z 因?yàn)閺膯卧臄?shù)據(jù)輸出為16 字節(jié)，所
16、 以輸入/輸出點(diǎn)數(shù)必須設(shè)為128 點(diǎn)。 z 模塊名稱設(shè)為PM16I（輸入）和PM16O （輸出）， z BASE 設(shè)為0 ，SLOT 設(shè)為 1。 I/O模塊外形圖 模塊外形圖 I/O模塊型號(hào)規(guī)格 模塊型號(hào)規(guī)格 I/O模塊耗費(fèi)電流 模塊耗費(fèi)電流 I/O 模塊連接插腳圖 DI 信號(hào)和接收器 z DI 信號(hào)基本上是屬于漏極型。有些DI 信號(hào)既可以被設(shè)為漏極型又可以被設(shè)為 源極型。 z I/O 板為可選接收器提供了一個(gè)公共信 號(hào)。公共信號(hào)連接到0V 還是24V 決定 了DI 信號(hào)是漏極型的還是源極型的。 z 源極型的DI 信號(hào)從安全觀點(diǎn)來(lái)看是不可 取的，因?yàn)槿糨斎胄盘?hào)線地，它就會(huì)保 持和觸點(diǎn)
17、閉合相同的狀態(tài)，所以推薦所 有的DI 信號(hào)都設(shè)置為漏極型。 z 將公共端信號(hào)連接在0V 或24V ，不能懸 空。 DO 信號(hào)和驅(qū)動(dòng)器 z DO 信號(hào)是源極型的。 z 如果在0 i 系統(tǒng)的控制單元中發(fā)生了報(bào) 警，所有的I/O 板驅(qū)動(dòng)都被關(guān)閉。 z 當(dāng)設(shè)計(jì)機(jī)床的動(dòng)作順序（梯形圖）時(shí)請(qǐng) 注意這一點(diǎn)。 z 同樣的情況在單獨(dú)關(guān)閉控制單元電源時(shí) 也可能發(fā)生。 DI信號(hào)連接 信號(hào)連接 DI信號(hào)連接 信號(hào)連接 I/O 信號(hào)要求和DO 用外部電源 z DI 信號(hào)的要求：觸點(diǎn)的容量：大于直流 30V 16mA；斷路時(shí)的觸點(diǎn)之間的泄漏電流：小于 1mA（26.4V ）；接通時(shí)的觸點(diǎn)之間的壓降： 小于 2V（
18、包括在電纜上的壓降） z DO 輸出驅(qū)動(dòng)器的額定：接通時(shí)的最大負(fù)載電 流：小于 200mA，包括瞬間的浪涌（每一個(gè) z DOCOM（電源）引腳的最大電流為小于 0.7A） 接通時(shí)的飽和電壓：當(dāng)負(fù)載電流為 200mA 時(shí) 最大為 1.0V；耐電壓：小于 24V+20%，包括 瞬間的浪涌斷路時(shí)的泄漏電流：小于 100A z DO 的外部電源：電源電壓： 24V+10%；電源 電流：大于（含瞬間最大負(fù)載電流總和 +100mA） 急停信號(hào) z 急停信號(hào)可使機(jī)床進(jìn)入緊急停止?fàn)顟B(tài)。該信 號(hào)輸入至 CNC 控制器、伺服放大器以及主軸 放大器。急停信號(hào)通常使用按鈕開(kāi)關(guān)的 B 觸 點(diǎn)。 z 關(guān)斷伺服放大器電源
19、后，伺服電機(jī)有一個(gè)動(dòng) 態(tài)剎車。然而，即使有動(dòng)態(tài)剎車，與垂直軸 連接的伺服電機(jī)由于重力的作用仍可以運(yùn) 動(dòng)，選用帶抱閘的伺服電機(jī)可以解決這個(gè)問(wèn) 題。 z 當(dāng)主軸電機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)斷電機(jī)動(dòng)力電 源，主軸電機(jī)由于慣性會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這是十 分危險(xiǎn)的。當(dāng)急停信號(hào)（ *ESP）觸點(diǎn)斷開(kāi) 時(shí)，在關(guān)斷主軸電機(jī)電源之前，必須確認(rèn)主 軸電機(jī)已減速至停止。 FANUC 控制放大器i 系列產(chǎn)品的安全需求 設(shè)計(jì) z 急停信號(hào)應(yīng)輸入電源模塊（ PSM）。 PSM 輸 出電機(jī)動(dòng)力電源的 MCC 控制信號(hào)，用來(lái)控制 加于電源模塊的電源的 ON/OFF。 z CNC 控制器通過(guò)軟件限位功能來(lái)檢測(cè)超程。 通常情況下，不需要有硬件限位開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè) 超程，然而，如果由于伺服反饋故障致使機(jī) 床超出軟件限位時(shí)，則需要有一個(gè)行程限位 開(kāi)關(guān)與急停信號(hào)相連使機(jī)床停止。 用CNC 控制器及i 系列控制放大器時(shí)急停 信號(hào)的連接 系統(tǒng)連接舉例 系統(tǒng)連接舉例 伺服 伺服 電源、放大器連接 電源、放大器連接 I/O信號(hào)的連接 信號(hào)的連接 電源 電源 結(jié)束 結(jié)束
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