FANUC 0i系统总连接图如图5-22所示。FANUC 0系统及其他系统与此类似。图中，系统输入电压为DC24V±2.4V，电流约7A，伺服和主轴电动机为AC 200V（不是220V）输入。这两个电源的通电及断电顺序是有要求的，不满足要求会报警或损坏驱动放大器，原则是要保证通电和断电都在CNC的控制之下。

其他系统如FANUC 0系统，系统电源和伺服电源均为AC 200V输入。

1.控制单元的连接

控制单元包括一个塑料外壳、风扇和PCB板。空气由控制单元底部进入，通过安装在顶部的风扇排出，保证空气的流动。PCB板安装在机架的后面；在机架的左侧还有另一个连接器，这个连接器用来测试控制器以及其他用途的连接。

系统控制单元有A、B两种型号。A、B单元的选择是根据机床的需要来确定的，一般A规格主要用于4轴以内的系统，B规格用于5轴以上的系统。主PCB板与控制单元相同，也分为A、B两种规格，与控制单元配合使用。

图5-21 FANUC 0i-A数控系统各组成模块

控制单元由两大部分组成，即左半边的主PCB板和右半边的I/O板。主PCB板部分主要包括主CPU、内存（系统软件、宏程序、梯形图、参数等）、PMC控制、I/O LINK控制、伺服控制、主轴控制、内存卡IT、LED显示等。

I/O板部分主要包括电源PCB（内置）DC-DC转换器、DI/DO、阅读机/穿孔机I/F、MDI控制、显示控制、手摇脉冲发生器控制等。

（1）主PCB板接口的定义

现在，就从主PCB板部分开始，按照控制单元的实际位置，介绍各指示灯及接口的定义，具体如图5-23所示。

①STATUS——（状态）LED灯。从电源接通时开始，STATUS LED灯通过组成不同的亮、灭状态，来表示数控系统从电源接通到进入正常运行状态的过程中所需进行的工作流程。当主PCB板部分发生故障时，便能通过STATUS LED灯所表示的状态，进行故障的判定和排除。

②ALARM——（报警）LED灯。当出现错误时，ALARM LED灯会与STATUS LED灯组成不同的亮、灭状态来表示不同的异常情况。

图5-22 FANUC 0i系统总连接图

③CP8——数据保存用电池接口。一个电池单元可以使6个绝对脉冲编码器的当前位置保持1年。当电池电压降低时，在CRT显示器上就会出现APC报警3n6～3n8（n：轴号），当出现APC报警3n7时，请尽快更换电池。通常应该在2～3周内更换电池，这取决于使用的脉冲编码器的数量。

图5-23 主PCB板的连接

如果电池电压继续降低，脉冲编码器的当前位置就可能丢失。在这种情况下接通控制器的电源，会引起APC报警3n0（请求返回参考位置报警）。

④BATTERY——数控系统断电后进行数据保存的后备锂电池。零件的程序、偏置的数据和系统的参数存储在控制单元的CMOS存储器中，上述数据甚至在主电源切断时也不会丢失。后备电池在出厂前就已经安装在控制单元中，这个电池可以使存储器中的内容保存一年。

当电池电压降低时，在CRT显示器上就会出现BAT的系统报警字样，并且电池报警信号也输出给PMC。当这一报警信息出现时，请尽快更换电池。通常来说，电池应该在2～3周内更换，这依据系统的配置而定。如果电池电压下降，存储器中的内容就不能继续被保持。在这种情况下接通控制单元的电源，就会因为存储器的内容丢失而出现910报警（SRAM奇偶性报警）。全清存储器内容，在更换电池后重新输入必要的数据。更换控制单元的电池时，一定要保持控制单元的电源为接通状态。如果在电源断开的情况下断开存储器的电池，存储器的内容就会丢失。

⑤MEMORY CARD CNMC——PMC编辑卡与数据备份存储卡的接口。

⑥RSW1——维修用的旋转开关，一般无需做任何调整。

⑦JD1A——I/O LINK接口。它是一个串行接口，用于连接NC与各种I/O单元，如机床操作面板、I/O扩展单元或Power Mate连接起来，并且在所连接的各设备间高速传送I/O信号（位数据）。根据单元的类型以及I/O点的不同，I/O LINK有多种连接方式。PMC程序可以对I/O信号的分配和地址进行编程，用来连接I/O LINK。I/O点最多可达1024/1024点。

在I/O LINK中，设备分为主单元和子单元。FANUC 0i系统的控制单元为主单元，通过JD1A进行连接的设备为子单元。一个I/O LINK最多可连接16组子单元。用于I/O LINK连接的两个接口分别叫做JD1A和JD1B，对所有单元（具有I/O LINK功能）来说是通用的。连接电缆总是从一个单元的JD1A连接到下一个单元的JD1B。连接到最后一个单元时，最后一个单元的JD1A是无需连接的。对于I/O LINK中的所有单元来说，JD1A与JD1B的连接电缆插脚分配都是通用的。

一般地，机床操作面板、I/O单元、刀库用β系列伺服模块（如果有的话）、机械手用β系列伺服模块（如果有的话）等设备都与控制单元主PCB板上的JD1A（I/O LINK）连接，如图5-24所示。

⑧JA7A——SPDL-1（串行主轴或位置编码器接口），如图5-25所示。该接口是通过电缆与串行主轴伺服模块连接（JA7B接口），如图5-25a所示。当数控系统连接模拟主轴时，位置编码器的主轴反馈信号与此接口（JA7A）相连，如图5-25b所示。

图5-24 I/O LINK的连接

⑨JA8A——A-OUT1（模拟主轴接口）。此接口与模拟主轴放大器连接，控制模拟主轴电动机运转。

图5-25 串行主轴或位置编码器接口

a）JA7A通过电缆与串行主轴伺服模块连接b）连接模拟主轴时，位置编码器的主轴反馈信号与JA7A相连

⑩JS1A——SERV01（伺服模块接口）。此接口与伺服模块的系统定义的第1轴接口进行连接。

JS2A——SERV02（伺服模块接口）。此接口与伺服模块的系统定义的第2轴接口进行连接。

JS3A——SERV03（伺服模块接口）。此接口与伺服模块的系统定义的第3轴接口进行连接。

JS4A——SERV04（伺服模块接口）。此接口与伺服模块的系统定义的第4轴接口进行连接。

以一台卧式加工中心为例，其装备串行主轴，四条伺服轴（X、Y、Z、B）与控制单元的具体连接如图5-26所示。

⑾JF21——SCALE1分离型位置检测器（指直线光栅尺等检测器）接口。该接口用于连接系统定义的第1轴的光栅尺。

JF22——SCALE2（光栅尺2接口）。该接口用于连接系统定义的第2轴的光栅尺。

JF23——SCALE3（光栅尺3接口）。该接口用于连接系统定义的第3轴的光栅尺。

JF24——SCALE4（光栅尺4接口）。该接口用于连接系统定义的第4轴的光栅尺。

⑿JF25——SC-ABS（分离式ABS脉冲编码器电池接口）。该接口所连接的电池用于绝对型光栅尺位置数据的保存。仅当使用分离型绝对检测器时，才使用该电池。当电动机中内装绝对脉冲编码器时，使用放大器中的电池，不使用分离型绝对检测器的电池。

（2）I/O板接口定义

①DI/DO-4——内装I/O卡接口4。该接口为机床提供I/O信号接收器（X）和驱动器（Y）。

②DI/DO-3——内装I/O卡接口3。该接口为机床提供I/O信号接收器（X）和驱动器（Y）。

图5-26 控制单元与伺服轴的连接

为了简化与分线板的连接，使用MIL规格的扁平电缆连接内置式I/O板。

FANUC 0i系统内置的I/O卡用于机床I/O接口。内置I/O卡DI/DO的点数为96/64点。如果DI/DO的点数不够用，可以通过FANUC I/O LINK扩展I/O单元，比如分散I/O。内装I/O卡的连接如图5-27所示。

③MINI SLOT——FSSB（高速串行总线接口）。此接口用于与PC相连，进行数据通信。

④JA3B——MPG（手摇脉冲发生器接口）。该接口所连接的手摇脉冲发生器用于在手轮进给方式下用手轮移动坐标轴。FANUC 0i-TA系统最多可安装两个手摇脉冲发生器，而FANUC 0i-MA系统最多可安装三个手摇脉冲发生器。

⑤JD5B——I/O设备I/F插槽（RS-232C串行接口）。此接口主要用于与外部设备相连，将加工程序、参数等数据通过外部设备输入到系统中，或从系统中输出给外部设备时就可通过此接口与数控系统相连接，进行数据的传送操作。

⑥JA2——MDI（手动数据输入装置接口）。该接口用于连接MDI单元。在这里，把手动数据输入装置称为MDI。MDI单元是一个键盘，用来输入数据，如NC加工程序、设置参数等。

⑦JA1——CRT（显示器接口）。该接口用于连接显示器，显示器端的接口为JA1（LCD时）、CN1（CRT时）。

⑧CP1B——DCOUT（24V电源输出接口）。该接口与显示单元相连，为显示单元提供电源，在显示单元侧的接口是CP5（LCD时）、CN2（CRT时）。

图5-27 内装I/O卡的连接

⑨CP1A——DCIN（24V电源输入接口）。该接口是与外部直流24V电源连接，为控制单元提供电源。

⑩DI/DO-2——内装I/O卡接口2。该接口为机床提供I/O信号接收器（X）和驱动器（Y）。

⑾DI/DO-1——内装I/O卡接口1。该接口为机床提供I/O信号接收器（X）和驱动器（Y）。

⑿JD5A——与JD5B一样，是I/O设备I/F插槽（RS-232C串行接口）。I/O设备是用来将CNC的程序、参数等各种信息，通过外部设备输入到CNC中，或从CNC中输出给外部设备。手持文件盒就是FANUC 0i系统的I/O设备之一。I/O设备的接口与标准RS-232C兼容，因此FANUC 0i系统就可以和任何具有RS-232C接口的设备进行连接。

⒀PIL——电源指示灯。当控制单元接通直流24V电源后，该LED灯亮。

⒁FUSE——熔丝（7.5A）。

2.电源模块的连接

电源模块型号表示如下：

①电源模块。

②制动形式。“无”表示再生制动，R表示能耗制动，V表示电压转换型再生制动，C表示电容模块。

③输出功率。

④输入电压，“无”表示200V，HV表示400V。

例：PSM-15即表示输入电压为200V，输出功率为15kW，再生制动的电源模块。

以下是电源模块（以PSM-15为例）各指示灯的定义及各接口的定义和接线走向，如图5-28所示。

图5-28 电源模块的连接图

①TB1——直流电源输出端。该接口与主轴模块、伺服模块的直流输入端连接，为主轴模块和伺服模块提供直流电源。

②STATUS——LED状态指示灯。用于表示电源模块所处状态，出现异常时，显示相关的报警代码。

③CX1A——交流200V输入接口。

④CX1B——交流200V输出接口。该接口与主轴模块的CX1A接口连接。(www.daowen.com)

⑤直流回路连接充电状态LED指示灯。在该指示灯完全熄灭后，方可对模块电缆进行各种操作，否则有触电危险。

⑥CX2A——直流输入接口。

⑦CX2B——直流输出接口。一般地，该接口与主轴模块的CX2A连接输出急停信号。

⑧JX1B——模块连接接口。该接口一般与主轴的JX1A连接，作通信用。

⑨CX3——主接触器控制信号接口。该接口是给主接触器提供控制信号，从而控制输入电源模块的三相交流电的通断。

⑩CX4——急停信号接口。该接口用于连接机床的急停信号。

⑾S1/S2——再生相序选择开关。一般出厂默认设定为S1短路。

⑿电源模块电流、电压检查用接口。以PSM-15为例，各插针的用途如表5-11所示。

表5-11 电源模块电流、电压检查用接口插针表

⑬三相交流电源输入端。

3.伺服模块的连接

伺服模块接收从控制单元发出的进给速度和位移指令信号。伺服模块对控制单元传送过来的数据作一定的转换和放大后，驱动伺服电动机，从而驱动机械传动机构，驱动机床的执行部件实现精确的工作进给和快速移动。FANUC公司的α系列伺服模块主要分为SVM、SVM-HV两种。其中SVM型的一个单独模块最多可带三个伺服轴，而SVM-HV型的一个单独模块最多可带两个伺服轴。而且根据不同的NC系统使用不同的接口类型，有A型（TYPEA）、B型（TYPEB）和FSSB三种。FANUC 0i-MA数控系统属于B型接口类型。

伺服模块型号表示如下：

①伺服模块（Servo Amplifier Module）。

②轴数，1为第1轴伺服模块，2为第2轴伺服模块，3为第3轴伺服模块。

③第1轴最大电流。

④第2轴最大电流。

⑤第3轴最大电流。

⑥输入电压，“无”表示200V，HV表示400V。

例：SVM1-12表示输入电压为200V、第1轴、最大电流为12A的伺服模块。

伺服的连接分A型和B型，由伺服放大器上的一个短接棒控制。A型连接是将位置反馈线接到CNC系统；B型连接是将其接到伺服放大器。FANUC 0i和近期开发的系统用B型，FANUC 0系统大多数用A型。两种接法不能任意使用，与伺服软件有关。连接时最后的放大器的JX1B需插上FANUC公司提供的短接插头，如果遗忘，会出现#401报警。另外，若选用一个伺服放大器控制两个电动机，应将大电动机电枢接在M端子上，小电动机接在L端子上，否则电动机运行时会听到不正常的嗡嗡声。

FANUC系统的伺服控制可任意使用半闭环或全闭环，只需设定闭环形式的参数和改变接线，非常简单。

以下是伺服模块（以SVM1-12为例）各指示灯的定义及各接口的定义和接线走向，如图5-29所示。

图5-29 伺服模块的连接

①直流电源输入端。该接口与电源模块的输出端、主轴模块、伺服模块的直流输入端连接。

②STATUS——LED指示灯。用于表示伺服模块所处的状态，出现异常时，显示相关的报警代码。

③BATTERY——电池。该电池用于系统断电后，保存绝对型位置编码器的位置数据。

④CX5X——绝对型位置编码器电池接口。一般地，与电池连接或在使用分离型电池盒时，与上一伺服模块的CX5Y连接。

⑤CX5Y——绝对型位置编码器电池接口。一般地，在使用分离型电池盒时，与下一伺服模块的CX5X连接。

⑥S1/S2——接口选择开关。S1为A型接口，S2为B型接口。

⑦F2——24V电源熔丝。

⑧直流回路连接充电状态LED指示灯。在该指示灯完全熄灭后，方可对模块电缆进行各种操作，否则有触电危险。

⑨CX2B——直流24V输出接口。一般地，该接口与下一伺服模块的CX2A连接，输出急停信号。

⑩CX2A——直流24V输入接口。一般地，该接口与主轴模块或上一伺服模块的CX2B连接，接收急停信号。

⑾JX5——伺服状态检查接口。该接口用于连接伺服模块状态检查电路板。通过伺服模块状态检查电路板可获取伺服模块内部信号的状态。

⑿JX1A——模块连接接口。一般地，该接口与主轴或上一个伺服模块的JX1B连接，作通信用。

⒀JX1B——模块连接接口。一般地，该接口与下一个伺服模块的JX1A连接。

⒁PWM11/JV1B——A型NC数控系统接口。

⒂PWM21/JS1B——B型NC数控系统接口。该接口与FANUC 0i系统控制单元相对应的伺服模块接口JSnA（n为轴号）连接。

⒃ENC/JF1——位置编码器接口。该接口只在使用B型接口类型时使用。

⒄三相交流变频电源输出端。该接口与相对应的伺服电动机连接。

4.主轴模块的连接

NC数控系统中的主轴模块用于控制驱动主轴电动机。在加工中心中，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对应的转速，对所需加工的工件进行各种加工。而在车床中，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对应的转速，对所需加工的工件进行各种加工。

主轴模块型号：

①主轴模块（Spindle Module）。

②电动机类型，“无”表示α系列，C表示αC系列。

③额定输出功率。

④输入电压，“无”表示200V，HV表示400V。

FANUC公司的α系列主轴模块主要分为SPM、SPMC、SPM-HV 3种。

主轴电动机的控制接口有两种：模拟（0～10V DC）和数值（串行传送）输出。模拟口需用其他公司的变频器及电动机。

用FANUC主轴电动机时，主轴上的位置编码器（一般是1024条线）信号应接到主轴电动机的驱动器上（JY4口）。驱动器上的JY2是速度反馈接口，两者不能接错。

以下是主轴模块（以SPM-15为例）各指示灯的定义及各接口的定义和接线走向，如图5-30所示。

图5-30 主轴模块的连接

①TB1——直流电源输入端。该接口与电源模块直流电源输出端、伺服模块的直流输入端连接。

②STATUS——LED指示灯。用于表示伺服模块所处状态，出现异常时，显示相关的报警代码。

③CX1A——交流200V输入接口。该接口与电源模块的CX1B接口连接。

④CX1B——交流200V输出接口。

⑤CX2A——直流24V输入接口。一般地，该接口与电源模块的CX2B连接，接收急停信号。

⑥CX2B——直流24V输出接口。一般地，该接口与下一伺服模块的CX2A连接，输出急停信号。

⑦直流回路连接充电状态LED指示灯。在该指示灯完全熄灭后，方可对模块电缆进行各种操作，否则有触电危险。

⑧JX4——伺服状态检查接口。该接口用于连接主轴模块状态检查电路板。通过主轴模块状态检查电路板，可获取主轴模块内部信号的状态（脉冲发生器和位置编码器的信号）。

⑨JX1A——模块连接接口。该接口一般与电源的JX1B连接，作通信用。

⑩JX1B——模块连接接口。该接口一般与下一个伺服模块的JX1A连接。

⑾JY1——主轴负载功率表和主轴转速表连接接口。

⑿JA7B——通信串行输入连接接口。该接口与控制单元的JA7A（SPDL-1）接口连接。

⒀JA7A——通信串行输出连接接口。该接口与下一主轴（如果有的话）的JA7B接口连接。

⒁JY2——脉冲发生器，内置探头和电动机Cs轴探头连接接口。

⒂JY3——磁感应开关和外部单独旋转信号连接接口。

⒃JY4——位置编码器和高分辨率位置编码器连接接口。

⒄JY5——主轴Cs轴探头和内置Cs轴探头。

⒅三相交流变频电源输出端。该接口与相对应的伺服电动机连接。

[1]1in=0.0254m。