CNC连接总图优化设计

1.CNC网络系统

FS-0iD是FANUC公司最新开发、目前国际国内市场用量最大、可靠性最高的数控系统，是FANUC当前的主要产品，本书将以此为例进行说明。

全功能CNC需要将伺服、主轴、PMC作为一个完整的整体进行控制，因此，传统的全功能CNC需要连接伺服驱动器、主轴驱动器、伺服和主轴位置反馈、机床输入/输出、操作面板输入/输出等，其输入/输出信号众多，连接电路较为复杂。现代全功能CNC都采用了网络控制技术，CNC通常由伺服控制网（Servo System Control Network）、开关量输入/输出链接网（I/O-Link）及数据通信网构成，CNC与伺服驱动器、主轴驱动器、I/O单元等控制装置之间的信号传输全部可通过网络通信实现，从而大大简化了控制系统的连接电路。

FS-0iD的网络组成如图7.2-1所示，CNC与伺服驱动器的连接采用的是FANUC串行伺服总线网（FANUC Serial Servo Bus，简称FSSB）；PMC与I/O单元间的连接采用的是I/O链接网（简称I/O-Link）；CNC与外部设备间的数据传输采用的是以太网（Ethernet）。

图7.2-1 FS-0iD的网络组成

按网络控制系统的标准术语，可通过网络通信的方法进行控制的物理设备称为“站（Station）”；用来控制网络通信的站称为“主站（Master Station）”；接受主站控制的站称为“从站（Slave或Slave Station）”。

FS-0iD的FSSB网络用于伺服驱动器、位置测量检测单元的链接，传输伺服驱动系统的位置、速度等控制信息，控制坐标轴的运动。CNC为FSSB网络的主站；伺服驱动器、位置测量检测单元为FSSB网络的从站；网络通信总线为光缆。

FS-0iD的I/O-Link网用于机床操作面板、I/O单元及带有I/O-Link接口的βi系列通用伺服驱动器的链接，传输开关量输入/输出控制信息，控制机床的辅助动作。内置PMC为I/O-Link网络的主站；集成有I/O-Link接口的FANUC机床操作面板或βi系列通用伺服驱动器、用来连接外部开关量输入/输出的I/O单元为I/O-Link网络的从站；网络通信总线采用的是4芯双绞电缆。

FS-0iD的Ethernet用于CNC与外部设备的通信。一般而言，在工厂自动化网络系统中，工厂的管理主机为网络的主站或服务器（Server）；CNC为网络从站或客户机（Client）；网络通信总线采用的Ethernet标准电缆。

2.CNC接口

FS-0iD的CNC单元设计有图7.2-2所示的连接器。图中的连接器CA122用于LCD单元上的软功能键连接，CA114用于CNC的后备电池盒连接器，其连接已内部完成，其余连接器的用途如下。

图7.2-2 FS-0iD接口布置图(www.xing528.com)

CP1：CNC单元的DC24V电源输入。

JA41：串行主轴I/O-Link总线和模拟量输出主轴的位置编码器连接接口。

JD51A：I/O单元的PMC-I/O-Link连接接口。

JA40：主轴模拟量输出和高速跳步信号输入连接接口。

JD36A/JD36B：RS232接口1/2。

JA2：分离型MDI单元接口。

COP10A：FSSB总线接口（光缆）。

CD36A：以太网接口。

3.连接总图

FS-0iD的CNC基本单元连接总图如图7.2-3所示。

图7.2-3 FS-0iD连接总图

由图可见，FS-0iD的伺服驱动器和CNC连接使用的是光缆，它不涉及CNC连接电路的设计问题，因此，CNC单元的基本连接电路包括电源接口CP1、I/O-Link总线接口JD51A、主轴接口JA41、主轴模拟量输出接口JA40、通信接口JD36A/JD36B、以太网接口CD36A等，其连接电路的设计要求如下。