基本连接电路介绍与应用

1.CP1

FS-0iD的输入电源为DC24V，要求的输入电压为DC24V±10%（DC21.6～26.4V），电压波动应包括纹波、噪声与脉动的影响，故必须采用专门的稳压电源进行供电，而不能使用仅仅通过整流、滤波得到的DC24V电源。

FS-0iD的CNC电源连接非常简单，只需要将符合要求的DC24V电源，连接到CNC的电源接口CP1（CP1A）即可，CP1的插脚连接如图7.2-4a所示。但是，为了保证CNC安全、可靠工作，CNC的电源主回路应按图7.2-4b设计，CNC系统中所有使用DC24V电源输入的CNC/LCD/MDI单元、I/O单元、分离型检测单元等都应由同一电源进行供电，并进行统一的通/断控制。电源电路的设计要点如下。

①向CNC供电的DC24V稳压电源应有足够的容量，并能在外部断电时，维持短时输出。因为，如CNC电源中断，伺服系统的位置检测和闭环控制将被取消，机床的垂直进给轴可能会因重力产生自落，因此，在外部电源中断时，CNC电源应维持伺服急停、电动机制动后才能中断，以便正确记忆坐标轴的实际位置。

图7.2-4 CNC电源电路设计

a）CNC电源连接 b）主回路设计

②为了保证上述要求、减小电源通/断的冲击和触点接触压降对电源的影响，DC24V电源的通/断控制应在稳压电源的交流输入侧进行，而不宜在CNC的输入端进行通/断。

③CNC系统的DC24V原则上应由独立的稳压电源进行供电，特别是不能与负载波动、通断冲击大的制动器、电磁阀等负载驱动共用。

④CNC电源的交流侧主回路应安装浪涌电压吸收器进行过电压保护，浪涌电压吸收器可与伺服驱动器设计一起考虑。

在配套FS-0iD的全功能数控机床上，电气控制系统的主回路一般包括如下三部分。

①CNC系统的DC24V供电回路，它包括CNC/LCD/MDI单元、I/O单元、分离型检测单元等组成部件的DC24V电源电路。

②标准型伺服、主轴驱动器的3相AC200V的主回路，或高电压（HV）型伺服、主轴驱动器的3相AC400V主回路。

③机床辅助部件的主回路，如冷却/润滑/液压/排屑/风机等辅助电动机的主回路、系统其他控制装置的主回路、控制变压器的一次侧回路、照明回路等。

为了保证电气控制系统可靠工作，开机时，以上三部分主回路的电源应按照①→②→③的次序接通；关机时，则应按照③→②→①的次序依次断电。

2.JA40

CNC连接器JA40用于CNC直接处理的高速跳步信号（SKIP信号）和主轴S模拟量输出的连接，其引脚布置和连接要求如图7.2-5所示，引脚1～4、11～14用于SKIP信号连接；引脚5/7用于连接主轴模拟量输出连接；引脚8/9为主轴使能触点输出。

图7.2-5 JA40连接电路

①SKIP信号。FS-0iD可以连接4个高速跳步输入信号，其连接端为HDI0～HDI3，信号的输入连接连接要求如图7.2-5（b）所示、低电平有效，信号的输入要求如下。

“0”信号输入电压、电流：3.6～11.6V、2～11mA。

“1”信号输入电压、电流：0～1V、-8mA。

最小脉冲宽度：20μs。

②S模拟量输出。S模拟量输出可作为变频器等主轴调速装置的转速给定信号。使用S模拟量输出功能时，CNC还可输出控制主轴驱动器使能的触点信号（一般不使用）。S模拟量输出的连接要求如图7.2-5c所示，SVC端的输出电压/电流为-10V～10V/2mA；输出阻抗为100Ω。

3.JA41

CNC的JA41接口有两种用途：系统使用FANUC-αi/βi串行主轴驱动器时，用来连接主轴驱动器的I/O-Link总线；使用S模拟量输出功能时，可用于主轴位置编码器连接。JA41的引脚布置和连接要求如图7.2-6所示。(www.xing528.com)

①串行主轴连接。当机床使用FANUC-αi/βi系列主轴驱动器时，JA41只需要连接图7.2-6（b）所示的串行主轴I/O-Link总线，主轴位置编码器直接连接到αi/βi主轴驱动器上，其位置反馈信号可通过I/O-Link总线传送到CNC，故无需连接主轴编码器信号。

②模拟主轴连接。当CNC使用主轴S模拟量输出功能时，主轴的速度控制S模拟量可通过JA40接口输出，主轴的位置反馈编码器应连接到JA41接口上，编码器的连接要求如图7.2-6c所示。

4.JD51A

CNC的JD51A为内置PMC的I/O-Link总线输出接口，FS-0iD的I/O-Link网络采用的是总线型拓扑结构，从站（I/O单元）依次串联，各段I/O-Link总线的连接方式一致。所有I/O单元的JD1A均为总线输出、连接下一从站；JD1B均为总线输入、与上一从站相连；终端不需要终端连接器。JD51A及I/O单元的JD1A、JD1B接口连接要求如图7.2-7所示。

图7.2-6 JA41连接电路

图7.2-7 JD51A连接电路

5.CD36A

CNC的接口CD36A用于以太网连接，接口采用RJ-45标准网线连接器，其引脚布置和连接要求如图7.2-8所示。

6.JD36A/B

JD36A、JD36B为FS-0iD的RS232串行通信接口，两者的功能完全相同，生效的接口可通过CNC参数选择。JD36A、JD36B使用的是20芯微型连接器，其引脚排列与信号如图7.2-9及表7.2-1所示。由于RS232C标准连接器为9芯或25芯，为了统一标准，一般应按表7.2-1将其转换为标准9芯或25芯C接口。

图7.2-8 CD36A连接电路

图7.2-9 JD36A/B连接电路

表7.2-1 RS-232C接口信号和连接器转换

RS232C接口“全双工”通信时需要使用全部信号，其外部连接要求图7.2-10所示。

RS232C用于“半双工”通信时，仅需要连接接口的基本信号，设备互连只需要使用RD、SD、SG连接线，其外部连接要求图7.2-11所示。

图7.2-10 全双工通信的连接

图7.2-11 半双工通信连接