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文档 1.0.2 技术手册
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MC-1 硬件
_草稿（第 14 轮）：正文在写，各节还会补。_
这一章讲设计出来的 MC-1：里面的数都是设计值。每台造好的机床计划在调试时实测，并按实测设定它的孪生（见机床档案）。
机床
MC-1 是加工铝、黄铜和工程塑料的桌面三轴铣床。龙门固定；工作台沿 Y 移动，龙门上的滑座沿 X 移动，主轴沿 Z 移动。
| 行程 X / Y / Z | 200 / 150 / 80 mm |
| 工作台 | 300 × 220 × 35 mm，M6 螺孔网格 25 mm |
| 外形 宽 × 深 × 高 | 约 508 × 490 × 564 mm，含电机、拖链、调平脚，不含电控箱 |
| 质量 | 约 57 kg，不含电控箱 |
| 机身 | 6061-T6 铝板，螺栓连接 |
| 直线导轨 | HIWIN HGR15 导轨 6 根，HGW15CC 法兰滑块 12 个 |
| 滚珠丝杠 | SFU1204（12 mm，导程 4 mm），C7，BK10 / BF10 支撑 |
| 电机 | 57 闭环步进，1.2–1.3 N·m，3 台，梅花联轴器直连 |
| 主轴 | 800 W 水冷，Ø65 × 195 mm，ER11 夹头 |
| 电控箱 | 独立的箱子，放在机床右边 |
轴和驱动
每根轴是一台闭环步进电机经梅花联轴器直接带动丝杠。驱动器的故障走一条线：三台驱动器的报警输出串联接到控制器的电机故障输入，任何一台驱动器出故障或掉电，机床都会报警停下。
设计的最快移动速度：X、Y 3000 mm/min，Z 1500 mm/min。
限位开关和回零
五只 M8 电感式接近开关标出行程两端：X 两端、Y 两端各一只，各接一路输入；Z 滑板上一只，管 Z 的上下两端。开关是常闭的：断线、插头松了都读作“已触发”，所以控制器会报警、拒绝回零，而不是一直走到硬限位。
回零先 Z、后 X 和 Y，各自向正端（X+、Y+、Z+）。开机后必须先回零。
Z 轴和重力
Z 滑板带着主轴，约 6.35 kg。驱动器有电时它们把 Z 保持住；没电时（急停、驱动器故障、断电之后），Z 连着主轴可能慢慢往下滑。
⚠ 警告
急停或驱动器故障之后，先重新回零再接着干。驱动器断电时不要把手伸到主轴下面。
调试时要做一次驱动器断电的试验：Z 会下滑，就换带抱闸的 Z 电机，或者加配重。
主轴
主轴是 800 W 水冷电主轴，Ø65 × 195 mm，ER11 夹头，2 极，最高 24 000 rpm。由欢洋 HY01D523B 变频器（单相 220 V 输入）驱动；控制器经 RS-485（接隔离模块）设它的转速、读它的状态。一台水泵给主轴冷却。
- 变频器的故障继电器也串在电机故障那条线上：变频器跳闸时，控制器报警、停下程序，不会让停转的刀接着进给切进工件。
- 急停时变频器跟驱动器一起断电，主轴靠惯性自己停下（没有制动）。
控制器和接线
控制器是插在 T41U5XBB 底板上的 Teensy 4.1，输入是光耦隔离的。它跑同匠自研内核（Grbl 1.1 串口协议兼容），经 USB 连电脑。
| 输入 | 接的是什么 |
|---|---|
| 限位 | X−、X+、Y−、Y+ 和 Z，五路 |
| 探针 | 对刀仪和测头 |
| 急停 | 急停按钮的第二组触点 |
| 电机故障 | 三台驱动器的报警输出和变频器的故障继电器，串联 |
| 循环启动、进给保持 | 电控箱上的按钮 SB2、SB3 |
供电
市电先过断路器。24 V 电源一直有电：给控制器、传感器和控制回路供电，所以急停时控制器和电脑的连接不断，还能报出急停。接触器 KM1 切换驱动器的 48 V 电源、变频器和水泵。
电控箱上的按钮
电控箱门上四个 Ø22 按钮，从门外看：
| 左 | 右 | |
|---|---|---|
| 上排 | SB1 上电（绿） | SB0 急停（红） |
| 下排 | SB2 循环启动（绿） | SB3 进给保持（黄） |
- SB1 上电：让 KM1 吸合，之后它自己保持。急停或断电之后，机床不会自己重新上电：松开急停，再按一次 SB1。
- SB3 进给保持：和发送软件的进给保持（
!）一样：各轴受控停下，主轴照转。它在急停正下方，伸手去拍急停没拍准，碰到的是进给保持，不是循环启动。 - SB2 循环启动：接着走，和发送软件的循环启动（
~）一样。
注意
进给保持不是安全功能。为了安全要停机，按急停。
对刀仪和测头
对刀仪装在工作台左后角，两颗 M6 螺钉锁在网格孔里，占去工作区约 X 0–57、Y 130–150 mm 的一角。对刀仪和测头共用控制器的探针输入。
Z 在最高处时，伸出夹头 15.5 mm 的刀，刀尖离台面 80 mm，主轴端面 130 mm；刀伸出得更长，刀尖就低多少。装在 ER 夹头里的测头，从螺母到针尖一般 60–90 mm：Z 在最高处时，这样的测头只越得过很低的装夹，70 mm 的测头约为台面以上 20 mm。
Studio 会替你查：装夹时、换刀时、改刀具表时，它拿装夹的最高点和每把刀在 Z 最高处时的刀尖比，告诉你哪把刀越不过去、差多少。
装夹
工作台上 25 mm 网格的 M6 孔用来装压板、底板或虎钳。孪生里有：75 mm 自定心虎钳加 10 mm 铝底板、垫铁、压板、双面胶、V 形块。
- 虎钳装在底板上时，钳口顶面离台面约 66 mm，所以夹在虎钳里的零件高约 71 mm 或更高。
- 要用测头测的零件，用低装夹：压板压在底板上（毛坯顶面离台面 15–30 mm），或者矮虎钳。夹在 75 mm 虎钳里的零件上方放不下测头。
- 拿掉 10 mm 底板，刀能多出 10 mm；对测头还不够。
安全
- 急停（SB0）：断开接触器的线圈回路，切掉驱动器、变频器和水泵的电，并经第二组触点告诉控制器。各轴和主轴断电；主轴靠惯性自己停下；Z 可能下滑（见 Z 轴和重力）。松开急停什么都不会重新启动：按 SB1，等驱动器起来，复位控制器，再回零。
- 故障：驱动器故障、变频器跳闸、限位开关断线，都让机床报警停下。
- 进给保持是为加工的受控停止，不是为安全。
- MC-1 没有防护罩。主轴转着、各轴可能动的时候离主轴远一点，戴护目镜；X、Z 轴的丝杠上加风琴罩或刷条挡屑。
- 机床的安全功能都不用 AI；Studio 里的 AI 助手不是安全功能。
调试时实测什么
上面的设计值计划在每台造好的机床上核对，并按实测设定它的孪生：
- 每只限位开关的触发点（电感开关被挡片从侧面扫过时，可能比图上晚约 2 mm 触发），然后定回零后退距离和软限位；
- 驱动器的报警输出：拔掉一根，或者断开 48 V，都必须报警；
- 驱动器断电时 Z 的下滑试验；
- 变频器的参数，先在它的面板上空载试转，再改成经 RS-485 控制；
- 电控箱：急停和 SB1 照上面那样；逐只拔下限位开关和对刀仪的插头（每次都必须报警）；面板按钮。
孪生怎么接收实测的值：机床档案。