2024年4月6日发(作者：施涵菡)
功能项目 0i-MD 0i Mate-MD
控制轴数★ 5 3（4）
PMC轴 可
CS轴 可
同步、串联、扭矩控制 可
回退 可 只有
通用回退
法线方向控制 可
AI先行控制 可 可
AI轮廓控制★ 可 可
触摸屏 可
界面开发 可
Manual Guide辅助编程 可
双向螺距误差补偿 可
简易直线度补偿 可
电子齿轮箱 可
磨床功能包★ 可
数据服务器DNC 可
触摸屏 可
profibus 可
大概就是这些吧，当然还有一些功能，希望可以帮助LZ揣摩所谓“经济型”
的含义
课题一：FANUC 0i Mate数控系统结构与连接
一、 学习目标：
1、 了解FANUC数控系统的发展
2、 正确认识FANUC 0i Mate数控系统的构成
3、 认识FANUC数控系统的硬件连接接口定义
二、实训设备：
亚龙CNC fmate-td数控机床智能实训考核设备
三、知识准备：
1、产品发展历史
FANUC公司是全球最大、最著名的CNC生产厂家，其产品以高可靠性著称，
其技术居世界领先地位。
FANUC公司的主要产品生产与开发情况：
1956年，开发日本第1台点位控制的NC
1959年，开发日本第1台连续控制的NC
1960年，开发了日本第1台开环步进电机直接驱动的NC
1966年，采用集成电路的NC开发成功
1968年，全世界首台计算机群控数控系统（DNC）开发成功。
1977年，开发了第一代闭环控制的CNC系列产品FANUC5/7与直流伺服电机
1979年，开发了第二代闭环数控系统系列产品FANUC6系统
1982年，开发了第二代闭环功能精简型数控系统FANUC3系统与交流伺服电
机。
1984年，开发了第三代闭环数控系统FANUC10/11/12,采用了光缆通讯技术。
1985年，开发了第三代闭环功能精简型数控系统FANUC 0系统。
1987年，开发了FANUC15系列的CNC
1995-1998年，开始在CNC中应用IT网络与总线技术
2000年，开发了FANUC 0i MODEL A数控系统
2002年，开发了FANUC 0i MODEL B数控系统
2003-2005年，相继开发了FANUC 30i/31i/32i系统与FANUC 0i MODEL C数
控系统
2008年，在中国市场推出FANUC 0i MODEL D数控系统
2、控制单元结构
正面
LCD
存储卡接口
软键
反面
图
FANUC
0i D/0i
mate D
系统接
口图
系统各
端子的
功能如
表
1-2-1：
端 口 号 用 途
COP10A 伺服FSSB总线接口，此口为光缆口
CD38A 以太网接口
CA122 系统软键信号接口
JA2 系统MDI键盘接口
JD36A/JD36B RS-232-C串行接口1/2
JA40 模拟主轴信号接口/高速跳转信号接口
JD51A I/O link总线接口
串行主轴接口（到驱动器JA7B）/ 主轴独立
JA41
编码器接口（模拟主轴）
CP1 系统电源输入（DC24V）
3、FANUC伺服控制单元及FSSB总线
（1）、FANUC伺服系统的构成
如果说CNC控制系统是数控机床的大脑和中枢，那么伺服和主轴驱动就是数控
机床的四肢，他们是大脑的执行机构。
FANUC驱动部分从硬件结构上分，主要有下面四个组成部分:
(a)轴卡---就是我们在介绍系统接口时，接光缆的那块PCB板，在现今的全数字
伺服控制中，都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，而硬件支撑采用专用的CPU或DSP等，这些部件最终集成在轴控
制卡。轴卡的主要作用是速度控制与位置控制。如图
图 轴卡
(b)放大器---接收轴卡（通过光缆）输入的光信号转换为脉宽调制信号，经过前级
发达驱动IGBT模块输出电机电流。如图1-2-3
图1-2-3 放大器
(c)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。如图1-2-4
图1-2-3 伺服电机
(d)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
品使用旋转变压器做半闭环位置反馈，测速发电机作为速度反馈，
但今天这种结构已经被淘汰。如图1-2-5。
图1-2-5 伺服电机编码器
(1)-- (4)的相互关系是：轴卡(1)接口COP10A输出脉宽调制指令，并通过FSSB(Fanuc
Serial Servo Bus发那科串行伺服总线)
光缆与伺服放大器(2)接口
COP10B相连，伺服放大器整形放大后，通过动力线输出驱动电流到伺服
电机(3)，电机转动后，同轴的编码器(4)将速度反馈和位置反馈到FSSB
总线上，最终回到轴卡上进行处理。见图1-2-6
图1-2-6 FFSB连接示意图
（2）、FANUC伺服放大器与接口的含义
放大器外形
αi (PSM-SPM-SVM3)
SV20 型 (βi 2,4,8 电机用) 变频主轴——数控车用的就是这种
（a）αi系列伺服的连接
αi系列伺服由PSM(电源模块)、SPM（主轴放大器模块）、SVM（伺服
放大器模块）三部分组成。FANUC放大器连接见图
图 放大器连接图
图 驱动模块图
PSM（电源模块）-----是为主轴和伺服提供逆变直流电源的模块，3相200V输入
经PSM处理后。向直流母排输送DC300V电压供主轴和伺服放大器使用。另
外，PSM模块还有输入保护电路，通过外部急停信号或内部继电器控制MCC
主接触器，起到保护作用。 图1-2-9
直流300V
电源模块状态显示
控制用输入电源
AC200/230V
控制电源直流24V
输出
MCC触
点
急停信号输入
3相220V交流输入
图 PSM电源模块
SPM（主轴放大器模块）-----接收CNC数控系统发出的串行主轴指令，该指令
格式是FANUC公司主轴产品通讯协议，所以又被称为FANUC数字主轴，与其他公司
产品没有兼容性。该主轴放大器经过变频调速控制向FANUC主轴电机输出动力电。
该放大器JY2和JY4接口分别接收主轴速度反馈和主轴位置编码器信号。图1-2-10
主轴模块状态显示
JY2- 接主轴电机
编码器
直流24V控制电源
输入
JA7B- NC串行信号
伺服主轴动力电源
图 主轴放大器
ßβⅰ
SVM（伺服放大器模块）-----接收通过FSSB输入CNC轴控制指令，驱动伺服
电机按照指令运转，同时JF1、JF2接口伺服电机编码器反馈信号，并将位置信息通
过FFSB光缆再在转输到CNC中。图1-2-11
伺服放大器状态
编码器电池接口
光缆接口 24V控制电源输入
伺服电机编码
器接口
伺服电机动力
电源
图 伺服放大器
SVM伺服放大器的接口功能介绍（变频车）
接 口 表 说 明
1、强电指示灯
2、主电源输入（220V三相）L1/L2
3、外接制动电阻DCC/DCP浪涌吸收器
4、伺服电机动力接口 U/V/W
5、MCC控制接口CX29
6、急停接口CX30
7、外接制动电阻过热信号接口CXA20
8、DC24V直流电源输入接口CXA19B
9、DC24V直流电源输出接口CXA19A
10、FSSB光缆接口，来自NC端COP10B
11、FSSB光缆接口，去往下一驱动
COP10A
12、伺服报警指示灯
14、连接状态指示灯
15、伺服电机编码器接口JF1
16、DC24电源指示
17、绝对编码器电池CX5X
18、接地端
4、
SVPM伺服放大器的接口功能介绍
接口表-（来自B-65322资料） 说 明
1、主轴状态指示
2、伺服状态指示
3、MCC端口
4、急停端口
5、24V电源端口
6、FSSB接口（接系统COP10A）
7、绝对编码器电池接口
8、第一轴编码器接口
9、第二轴编码器接口
10、第三轴编码器接口
12、负载表接口
13、主轴信号输入
（与系统JA41接口连）
14、主轴信号输出
（连下一个驱动器）
15、主轴Mi/MZi编码器接口
16、主轴α位置编码器接口
20、动力电源输入TB1
21、第一轴动力电源接口(L)
22、第二轴动力电源接口(M)
23、第三轴动力电源接口(N)
24、主轴动力电源接口TB2
（3）FANUC 的PMC单元与I/O LINK连接
FANUC PMC是由内装PMC软件、接口电路、外围设备（接近开关、电磁阀、
压力开关等）构成。连接主控系统与从属I/O接口设备的电缆为高速串行电缆，被
称为I/O LINK，它是FANUC专用I/O总线，如图1-2-12，工作原理与欧洲标准工
业总线Profibus类似，但协议不一样。另外，通过I/O LINK可以连接FANUC β系
列伺服驱动模块，作为I/O LINK轴使用。
通过RS232或以太网，FANUC系统可以连接PC机，对PMC接口状态进行在
线诊断、编辑、修改梯形图。
图1-2-12 I/O LINK连接图
连接DC24V电
源,上电时要优
先系统上电
JA3：连
接手轮
JD1B：连接NC端
JD1A：接到下个I/O模
块
四、实训报告
完成时间：1W
1、写出fanuc0i- mate TD(变频、伺服)主轴，fanuc0i-mate Md，三种设备型号的
硬件型号及各端口含义
CNC控制单元各端口号和用途
设备类型：
端 口 号 用 途
驱动器各端口号和用途
设备类型：
端 口 号
用 途
i/o各端口号和用途
设备类型：
端 口 号 用 途
2、画出硬件连接图（车、铣各一张） 用三号图纸
2024年4月6日发(作者：施涵菡)
功能项目 0i-MD 0i Mate-MD
控制轴数★ 5 3（4）
PMC轴 可
CS轴 可
同步、串联、扭矩控制 可
回退 可 只有
通用回退
法线方向控制 可
AI先行控制 可 可
AI轮廓控制★ 可 可
触摸屏 可
界面开发 可
Manual Guide辅助编程 可
双向螺距误差补偿 可
简易直线度补偿 可
电子齿轮箱 可
磨床功能包★ 可
数据服务器DNC 可
触摸屏 可
profibus 可
大概就是这些吧，当然还有一些功能，希望可以帮助LZ揣摩所谓“经济型”
的含义
课题一：FANUC 0i Mate数控系统结构与连接
一、 学习目标：
1、 了解FANUC数控系统的发展
2、 正确认识FANUC 0i Mate数控系统的构成
3、 认识FANUC数控系统的硬件连接接口定义
二、实训设备：
亚龙CNC fmate-td数控机床智能实训考核设备
三、知识准备：
1、产品发展历史
FANUC公司是全球最大、最著名的CNC生产厂家，其产品以高可靠性著称，
其技术居世界领先地位。
FANUC公司的主要产品生产与开发情况：
1956年，开发日本第1台点位控制的NC
1959年，开发日本第1台连续控制的NC
1960年，开发了日本第1台开环步进电机直接驱动的NC
1966年，采用集成电路的NC开发成功
1968年，全世界首台计算机群控数控系统（DNC）开发成功。
1977年，开发了第一代闭环控制的CNC系列产品FANUC5/7与直流伺服电机
1979年，开发了第二代闭环数控系统系列产品FANUC6系统
1982年，开发了第二代闭环功能精简型数控系统FANUC3系统与交流伺服电
机。
1984年，开发了第三代闭环数控系统FANUC10/11/12,采用了光缆通讯技术。
1985年，开发了第三代闭环功能精简型数控系统FANUC 0系统。
1987年，开发了FANUC15系列的CNC
1995-1998年，开始在CNC中应用IT网络与总线技术
2000年，开发了FANUC 0i MODEL A数控系统
2002年，开发了FANUC 0i MODEL B数控系统
2003-2005年，相继开发了FANUC 30i/31i/32i系统与FANUC 0i MODEL C数
控系统
2008年，在中国市场推出FANUC 0i MODEL D数控系统
2、控制单元结构
正面
LCD
存储卡接口
软键
反面
图
FANUC
0i D/0i
mate D
系统接
口图
系统各
端子的
功能如
表
1-2-1：
端 口 号 用 途
COP10A 伺服FSSB总线接口，此口为光缆口
CD38A 以太网接口
CA122 系统软键信号接口
JA2 系统MDI键盘接口
JD36A/JD36B RS-232-C串行接口1/2
JA40 模拟主轴信号接口/高速跳转信号接口
JD51A I/O link总线接口
串行主轴接口（到驱动器JA7B）/ 主轴独立
JA41
编码器接口（模拟主轴）
CP1 系统电源输入（DC24V）
3、FANUC伺服控制单元及FSSB总线
（1）、FANUC伺服系统的构成
如果说CNC控制系统是数控机床的大脑和中枢，那么伺服和主轴驱动就是数控
机床的四肢，他们是大脑的执行机构。
FANUC驱动部分从硬件结构上分，主要有下面四个组成部分:
(a)轴卡---就是我们在介绍系统接口时，接光缆的那块PCB板，在现今的全数字
伺服控制中，都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，而硬件支撑采用专用的CPU或DSP等，这些部件最终集成在轴控
制卡。轴卡的主要作用是速度控制与位置控制。如图
图 轴卡
(b)放大器---接收轴卡（通过光缆）输入的光信号转换为脉宽调制信号，经过前级
发达驱动IGBT模块输出电机电流。如图1-2-3
图1-2-3 放大器
(c)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。如图1-2-4
图1-2-3 伺服电机
(d)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
品使用旋转变压器做半闭环位置反馈，测速发电机作为速度反馈，
但今天这种结构已经被淘汰。如图1-2-5。
图1-2-5 伺服电机编码器
(1)-- (4)的相互关系是：轴卡(1)接口COP10A输出脉宽调制指令，并通过FSSB(Fanuc
Serial Servo Bus发那科串行伺服总线)
光缆与伺服放大器(2)接口
COP10B相连，伺服放大器整形放大后，通过动力线输出驱动电流到伺服
电机(3)，电机转动后，同轴的编码器(4)将速度反馈和位置反馈到FSSB
总线上，最终回到轴卡上进行处理。见图1-2-6
图1-2-6 FFSB连接示意图
（2）、FANUC伺服放大器与接口的含义
放大器外形
αi (PSM-SPM-SVM3)
SV20 型 (βi 2,4,8 电机用) 变频主轴——数控车用的就是这种
（a）αi系列伺服的连接
αi系列伺服由PSM(电源模块)、SPM（主轴放大器模块）、SVM（伺服
放大器模块）三部分组成。FANUC放大器连接见图
图 放大器连接图
图 驱动模块图
PSM（电源模块）-----是为主轴和伺服提供逆变直流电源的模块，3相200V输入
经PSM处理后。向直流母排输送DC300V电压供主轴和伺服放大器使用。另
外，PSM模块还有输入保护电路，通过外部急停信号或内部继电器控制MCC
主接触器，起到保护作用。 图1-2-9
直流300V
电源模块状态显示
控制用输入电源
AC200/230V
控制电源直流24V
输出
MCC触
点
急停信号输入
3相220V交流输入
图 PSM电源模块
SPM（主轴放大器模块）-----接收CNC数控系统发出的串行主轴指令，该指令
格式是FANUC公司主轴产品通讯协议，所以又被称为FANUC数字主轴，与其他公司
产品没有兼容性。该主轴放大器经过变频调速控制向FANUC主轴电机输出动力电。
该放大器JY2和JY4接口分别接收主轴速度反馈和主轴位置编码器信号。图1-2-10
主轴模块状态显示
JY2- 接主轴电机
编码器
直流24V控制电源
输入
JA7B- NC串行信号
伺服主轴动力电源
图 主轴放大器
ßβⅰ
SVM（伺服放大器模块）-----接收通过FSSB输入CNC轴控制指令，驱动伺服
电机按照指令运转，同时JF1、JF2接口伺服电机编码器反馈信号，并将位置信息通
过FFSB光缆再在转输到CNC中。图1-2-11
伺服放大器状态
编码器电池接口
光缆接口 24V控制电源输入
伺服电机编码
器接口
伺服电机动力
电源
图 伺服放大器
SVM伺服放大器的接口功能介绍（变频车）
接 口 表 说 明
1、强电指示灯
2、主电源输入（220V三相）L1/L2
3、外接制动电阻DCC/DCP浪涌吸收器
4、伺服电机动力接口 U/V/W
5、MCC控制接口CX29
6、急停接口CX30
7、外接制动电阻过热信号接口CXA20
8、DC24V直流电源输入接口CXA19B
9、DC24V直流电源输出接口CXA19A
10、FSSB光缆接口，来自NC端COP10B
11、FSSB光缆接口，去往下一驱动
COP10A
12、伺服报警指示灯
14、连接状态指示灯
15、伺服电机编码器接口JF1
16、DC24电源指示
17、绝对编码器电池CX5X
18、接地端
4、
SVPM伺服放大器的接口功能介绍
接口表-（来自B-65322资料） 说 明
1、主轴状态指示
2、伺服状态指示
3、MCC端口
4、急停端口
5、24V电源端口
6、FSSB接口（接系统COP10A）
7、绝对编码器电池接口
8、第一轴编码器接口
9、第二轴编码器接口
10、第三轴编码器接口
12、负载表接口
13、主轴信号输入
（与系统JA41接口连）
14、主轴信号输出
（连下一个驱动器）
15、主轴Mi/MZi编码器接口
16、主轴α位置编码器接口
20、动力电源输入TB1
21、第一轴动力电源接口(L)
22、第二轴动力电源接口(M)
23、第三轴动力电源接口(N)
24、主轴动力电源接口TB2
（3）FANUC 的PMC单元与I/O LINK连接
FANUC PMC是由内装PMC软件、接口电路、外围设备（接近开关、电磁阀、
压力开关等）构成。连接主控系统与从属I/O接口设备的电缆为高速串行电缆，被
称为I/O LINK，它是FANUC专用I/O总线，如图1-2-12，工作原理与欧洲标准工
业总线Profibus类似，但协议不一样。另外，通过I/O LINK可以连接FANUC β系
列伺服驱动模块，作为I/O LINK轴使用。
通过RS232或以太网，FANUC系统可以连接PC机，对PMC接口状态进行在
线诊断、编辑、修改梯形图。
图1-2-12 I/O LINK连接图
连接DC24V电
源,上电时要优
先系统上电
JA3：连
接手轮
JD1B：连接NC端
JD1A：接到下个I/O模
块
四、实训报告
完成时间：1W
1、写出fanuc0i- mate TD(变频、伺服)主轴，fanuc0i-mate Md，三种设备型号的
硬件型号及各端口含义
CNC控制单元各端口号和用途
设备类型：
端 口 号 用 途
驱动器各端口号和用途
设备类型：
端 口 号
用 途
i/o各端口号和用途
设备类型：
端 口 号 用 途
2、画出硬件连接图（车、铣各一张） 用三号图纸