DS NVEM CNNVEM 产品说明书 - 1 - 第一章概述 1.1 产品简介飞斯特数控专注数控行业7年，专门从事于多种高质量，高可靠性CNC数控系统的研究、开发和生产工作。可生产常用直流无刷驱动器、步进电机驱动器、单轴

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产品说明书 MACH3 以太网控制器 NVEM

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NVEM 产品说明书

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第一章概述 ..................................................................................................................................................... - 1 -

1.1 产品简介 .............................................................................................................................................. - 1 - 1.2 产品性能参数 ...................................................................................................................................... - 1 - 1.3 产品外观结构及尺寸 ........................................................................................................................... - 2 - 1.4 名词解释 .............................................................................................................................................. - 3 - 1.5 注意与警告 .......................................................................................................................................... - 5 -

第二章接线定义 ............................................................................................................................................... - 6 - 2.1 设备电源方案 ...................................................................................................................................... - 6 - 2.2 产品接线定义与方法 ........................................................................................................................... - 7 -

第三章软件安装 ............................................................................................................................................. - 18 - 3.1 MACH3 安装 ...................................................................................................................................... - 18 - 3.2 MACH3 注册 ...................................................................................................................................... - 21 - 3.3 NVEM 插件安装 ................................................................................................................................. - 21 -

第四章软件设置 ............................................................................................................................................. - 22 - 4.1 打开软件 ............................................................................................................................................ - 22 - 4.2 软件常用设置 .................................................................................................................................... - 23 -

第五章软件使用 ............................................................................................................................................. - 29 - 5.1 建立机床坐标系 ................................................................................................................................ - 29 - 5.2 建立工件坐标系 ................................................................................................................................ - 31 - 5.3 打开 G 代码文件并运行 .................................................................................................................... - 33 -

第六章问与答 ................................................................................................................................................. - 34 - 6.1 硬件问与答 ........................................................................................................................................ - 34 - 6.2 软件问与答 ........................................................................................................................................ - 34 -

第七章联系方式 ............................................................................................................................................. - 35 -

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章

概述


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第一章概述

1.1 产品简介

飞斯特数控专注数控行业 7年，专门从事于多种高质量，高可靠性 CNC 数控系统

的研究、开发和生产工作。可生产常用直流无刷驱动器、步进电机驱动器、单轴到 6轴

联动数控系统。

NVEMv1.1 是飞斯特数控历经 4 年的时间研究开发出来的 3 轴-6 轴运动控制器；

每个位置的控制周期为 2毫秒，控制精度高。最高单轴输出脉冲为 200KHz，脉冲宽度可

调，支持常见的步进电机与伺服电机。

NVEMv1.1 支持 mach3 控制，完美支持标准电子手轮，与电脑通信采用以太网方式，

可以网线直连或者路由器中转，不受网线长度限制。

NVEMv1.1 数控系统采用 ARM 设计架构，ARM 完成包括通信、代码解析、底层算法

与控制脉冲生成部分。设计合理，控制可靠，操作方便。

本说明书介绍了雕刻机专用数控系统 NVEMv1.1 的操作方法、与机床连接和操作

规程。通过大量的图示和实例，使用户能更快地学会使用 NVEMv1.1 数控系统。

1.2 产品性能参数

以太网通信；

支持 mach3

最高输出 200KHz 每通道；

12 路光耦隔离普通数字输入接口；

10 路光耦隔离普通数字输出接口；

1 路 0-10V 主轴调速模拟量输出接口（可修改成 PWM 输出）；

支持 3-6 通道步进电机控制，单通道最高 200KHz 控制脉冲输出；

ARM 主控芯片；

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主控设备为 12V-32V 电源输入，电流容量要求不低于 1A；

配备手脉接口，支持本公司的数显手脉，同时支持市面上通用手脉。

1.3 产品外观结构及尺寸

NVEMv1.1 采用封闭式壳体结构，底部有 4 个安装孔，可以在机柜上打 4 个直径

4mm 的圆孔，然后将该设备安装在机柜上。产品外观尺寸图如图 1-1 和图 1-2.

产品外观尺寸为 137.1mm*80.8mm*27.8mm；

底部安装孔尺寸为 101.4mm*42.5mm。

图1-1. NVEMV1.1 正面外观图及尺寸图

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图1-2. NVEMV1.1 反面及安装孔尺寸图

1.4名词解释

操作 NVEMV1.1 的时候，会接触到一些英文缩写，现将这些缩写全部列出，共用

户参考。

进给修调:进给修调，主要是在加工过程前或者在加工过程中，F值已经确定的情

况下，需要修正当前进给速率，就可以调节进给修调值来实现。

实际速率：F#=设定速率 F*进给修调。

主轴修调: 主轴速率修调，主要是在加工过程前或者在加工过程中，S 值已经确

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定的情况下，需要修正当前主轴转速，就可以调节主轴修调值来实现，

实际主轴转速：S#=设定转速 S*主轴修调。

SRJ:手动速率修调，手动速度默认值设定的情况下，在需要调节手动连动速度的时

候，不用重新输入新值来修正手动速率，此时可以修改 SRJ 值来达到修正手动速度的目

的。

实际手动速度：FS#=设定手动速度*SRJ。

F: 进给速率，单位是 mm/min。例如 F=2000，表示每分钟能进给 2000mm；

S: 主轴转速，单位是 rad/min。例如 S=20000，表示每分钟 2万转；

X: X 轴坐标指示。

Y: Y 轴坐标指示。

Z: Z 轴坐标指示。

A: A 轴坐标指示。

B: B 轴坐标指示。

C: C 轴坐标指示。

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1.5 注意与警告

禁止雨淋，避免潮湿，该产品为精密电子设备，无防水功能，请勿淋雨，

尽量使工作环境干燥此图标。

接线警告，该设备 IO 输入端支持有源开关设备（比如感应式接近开关）使用

此类开关时，请注意尽量避免电源供电+端与-端短路。该设备主轴控制模拟量输出端也

有一定负载能力，请尽量避免该端口与地短接，以免造成内部元器件损坏。

操作警告，与机床连接请尽量做好安保措施，急停与限位等必须完善，操作

时遇突发事件第一时间按下急停键或者直接切断电源，避免设备损坏与人员伤亡。

高压危险，主设备为 18-32V 供电，低压设备，操作的时候注意用电安全。

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第二章接线定义

2.1 设备电源方案

工控类设备产品电源方案一般比较复杂，有多个不同的地平面，现将本产品的内部

电源结构描述如下。

产品电源结构图如图 2-1,主电源输入与手脉模块和步进控制输出模块是共地，限

位急停等输入模块和主轴调速等输出模块是公地，中间用了电气隔离。限位急停等输入模

块为共阳接法，设备内部提供一个 12V 作为公共+端，无需外接电源。主轴调速端以输出

地端做参考输出一个 0-10V 可调电压作为主轴调速用。

图2-1. NVEM 电源方案

主电源输入的电压范围请按标准操作，电压正负禁止反接。

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2.2 产品接线定义与方法

图2-2. 产品接线区接口汇总

如图 2-2 所示，该控制器接线区总共包含有电源接口、以太网接口、MPG 手脉接口、

步进/伺服控制输出接口、主轴控制输出接口、急停限位对刀等输入接口等几个不同功能

的接口，现将这些功能接口详细情况细描述如下。

2.2.1 步进电机控制接口

如图 2-2 中标注 1 的端子模块为 6 轴步进电机控制输出接口，该接口左起分别是

X,Y,Z,A,B,C 6 轴输出接口，采用共阳接线方式，每个轴的线定义为 COM+/CP-/DIR-,分别

代表公共端+、脉冲、方向信号。接线方式如图 2-3，COM+接驱动器的 SP+和 DIR+，CP-接

驱动器的 SP-,DIR-接驱动器的 DIR-。

标号所属轴定义

COM+ 公共共阳 5V 公共端

CPX- X 轴 X 轴脉冲信号输出

DIX- X 轴 X 轴方向信号输出

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CPY- Y 轴 Y 轴脉冲信号输出

DIY- Y 轴 Y 轴方向信号输出

CPZ- Z 轴 Z 轴脉冲信号输出

DIZ- Z 轴 Z 轴方向信号输出

CPA- A 轴 A 轴脉冲信号输出

DIA- A 轴 A 轴方向信号输出

CPB- B 轴 B 轴脉冲信号输出

DIB- B 轴 B 轴方向信号输出

CPC- C 轴 C 轴脉冲信号输出

DIC- C 轴 C 轴方向信号输出

表2-1. 步进电机控制接口定义

图2-3. 步进电机驱动接线方式

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2.2.2 主轴控制输出

该接口定义左起依次为 GND1，VSO,INDEX,OUT1，OUT2。依次定义为输出地，0-10V

调速输出，主轴速度反馈输入，通用 IO 输出 1，通用 IO 输出 2

.

以南方安华变频器为例，主轴控制输出与变频器接线示意图参考图 2-4.其中，如

果 ACM,DCM 是相通的，那只需要接其中一路即可，FRO 和 REV 分别是控制电机正转和反转

的端子如果只需要正转控制，REV 可不用接。

如果需要 mach3 显示真实实时主轴速度，可在主轴上配置一个霍尔器件，一圈发出

一个脉冲接到 INDEX 和 GND1 之间即可，脉冲幅值为 5-10V 均可。

图2-4. 主轴控制输出与变频器接线示意图

VSO 实际输出电压=10V*当前主轴设定转速/ 最大主轴转速，例如设定最大主轴转

速为 24000，当前主轴转速 S=18000，此时 VSO 输出电压=10*18000/24000=7.5V。

最大主轴转速设定位置参考图 2-5，在 config 菜单下的 pulley 下打开。当前主轴

转速可以通过 S指令或者 mach3 的主轴设定转速模块设置。

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图2-5. 最大主轴转速设定

2.2.3 普通 IO 输出接口

普通 IO 输出包括主轴端口上的 OUT1，OUT2，一起总共 10 路 IO 输出，均为光耦开

漏输出，内部结构图参考图 2-6：

图2-6. OUT1-OUT10 内部结构图

因此只需要将 OUTX（X=1-10）作为与地之间的一个开关，可以用来控制继电器输

出。具体接线方法参考图 2-7.外接电源电压需要参考实际使用继电器参数，此内部光耦

地开电路仅能吸收不超过 50mA 电流，如果继电器吸合电流超过 50mA，请外加电流放大电

路，示意图里接了 OUT3，其他输出端类同。

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图2-7. OUTX 外接继电器方法

2.2.4 MPG 手脉接口

引脚标号定义备注

GND 手脉地手脉供电参考地，所以开关类信号参考地

TXD 手脉串行通信输出端用于数显手脉通信

RXD 手脉串行通信输入端用于数显手脉通信

100X 100 倍率选择开关对地短接表示选择 100 倍，断开表示无脉冲

10X 10 倍率选择开关对地短接表示选择 10 倍，断开表示无脉冲

1X 1 倍率选择开关对地短接表示选择为 1倍，断开表示无脉冲

ESTOP 手脉急停对地短接表示急停有效，断开表示无效

C-IN C 轴选开关对地短接表示选择为 A轴，断开表示不选择

B-IN B 轴选开关对地短接表示选择为 A轴，断开表示不选择

A-IN A 轴选开关对地短接表示选择为 A轴，断开表示不选择

Z-IN Z 轴选开关对地短接表示选择为 Z轴，断开表示不选择

Y-IN Y 轴选开关对地短接表示选择为 Y轴，断开表示不选择

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X-IN X 轴选开关对地短接表示选择为 X轴，断开表示不选择

VDD5 手脉供电 5V 电源输出手脉专用供电端，与系统电源通过一个

200MA 可恢复保险丝连接

WHA+ 手脉 A相正端手脉 A相差分输入正端

WHB+ 手脉 B相正端手脉 B相差分输入正端

WHA- 手脉 A相负端手脉 A相差分输入负端

WHB- 手脉 B相负端手脉 B相差分输入负端

表2-2. MPG 手脉接口定义

NVEM 接线引脚标号手脉引脚标号及颜色

急停 C 浅蓝

倍率 1 X1 灰

倍率 10 X10 黑/灰

倍率 100 X100 橙

X 选择 X 黄

Y 选择 Y 黑/黄

Z 选择 Z 棕

A 选择 4 黑/棕

B 选择 5 粉

C 选择 6 粉/黑

A 相+ A+ 绿

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A 相- A- 紫

B 相+ B+ 白

B 相- B- 紫/黑

地 0V/CN/COM 黑、黑/浅蓝、黑/橙

+5V-W +5V 红

表2-3. NVUM 与差分 MPG 连接方式

注意：如果要使用单端方式的手脉（即没有 A- B-的手脉），请参考如表 2-4 接线表，未

列出者，请参考差分 MPG 手脉接线方式。

NVEM 接线引脚标号手脉引脚标号及颜色

A 相+ A+ 绿

A 相- 0V 黑

B 相+ B+ 白

B 相- 0V 黑

表2-4. 单端 MPG 手脉与 NVUM 接线方式

2.2.5 主电源输入接口

如图 2-2 所示，标 5 位置端口为主电源输入接口，标注“+”的端子为电源正极，未

标注的一个端为电源负极，需要电源参数为 12-32VDC，电流容量不低于 1A。

2.2.6 通信扩展接口

如图 2-2，标注 6位置为通信扩展接口，该接口暂无定义。

2.2.7 急停限位对刀等输入接口

如图 2-2，标注 7位置为急停限位等输入接口，该接口采用光耦隔离输入，左起定义

为 12V，ESTOP，12V，PROB，12V，INP3，INP4，INP5，INP6，INP7，12V，INP8，INP9，

INP10，INP11，INP12，GND.此处 ESTOP 对应了输入项 INPUT1，PROBE 对应了输入项 INPUT2，

为了方便我们将其固定标注为 ESTOP 和 PROBE，实际这 2 个端口也可作为通用 IO 输入配

置成其他功能端口。其他则是标号与实际端口号对应。该输入接口内部结构图参考图 2-8.

急停开关与 NVEM 接线方式参考图 2-9,对刀块接线参考图 2-10.

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图2-8. 输入接口内部结构图

图2-9. 急停输入接线图

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图2-10. 对刀块接线图

2 线接近开关/普通微动开关接线图参考图 2-11

图2-11. 2 线接近开关/普通轻触开关限位对刀输入接线图

3 线接近开关接线方式参考图 2-12，接近开关棕色线接 12V,黑色线接通道，蓝色线

接 GND1。

注：仅支持 PNP 型常开或常闭电子开关

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图2-12. PNP 3 线接近开关限位对刀输入接口接线图

2.2.8 参数修调接口

参数修调接口可以通过档位开关和数字电位器（简易编码器）组合，很方便的修改

FRO,SRO,SJR 3 个修调参数。参考外壳丝印图，PHA,PHB 接数字电位器 2相，SRO,SJR 接选

择通道，12V 与 SRO 和

SJR 都不接的时候，默认修调 FRO 参数，12V 与 SRO 连接的时候修调 SRO 参数，12V 与 SJR

连接的时候修调 SJR 参数。接线示意图参考图 2-13.

图2-13. 参数修调接口接线图

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章

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2.2.9 以太网接口

如图 2-2，标注 9的端口为以太网通信口，NVEM 通过此接口与 mach3 通信，在这里我

们设计了 2种通信方式，一种是网线直连，另一种是通过路由器通信，路由器是一直比较

好的通信方式，不会占用 PC 机的 LAN 接口，PC 既能控制 NVEM，也能正常上网，如果使用

无线路由器，还可以无线控制 NVEM。

NVEM 设置了一种自动切换通信模式的工作状态，上电后自动向路由器申请 IP，如

果 8秒内无法申请到 IP 则认为是网线直连，自动切入网线直连模式。

路由器工作模式接线参考图 2-14

图2-14. 路由器工作模式接线图

网线直连模式参考图 2-15，此时需要将 PC 机的 ip 地址设置成固定 IP：

IP 设置为 192.168.31.X，X=10-99.

图2-15. 网线直连工作模式接线图

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第03

章

软件安装


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第三章软件安装

3.1 MACH3 安装

当你购买了我们的产品后，我们会附送一张光盘，里面包含了 MACH3 的安装、注册、

汉化以及以太网插件程序，如图 3-1：

图3-1. 光盘资料 mach3 安装截图

先运行安装 Mach3Version3.043.066 。

进入第一个页面如图 3-2：

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软件安装


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图3-2. MACH3 安装过程 1

点下一步然后进入页面如图 3-3：


选择同意协议，点下一步，如图 3-4

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软件安装


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选择安装路径后，点下一步（可以安装在任意盘，推荐安装 C盘或者 D盘）如图 3-5


勾选项默认即可，点下一步直到完成。然后重新启动电脑。

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软件安装


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3.2 MACH3 注册

将光盘内注册及汉化文件夹下面的 Mach1Lic.dat 复制到 mach3 的安装

路径下(如 C:/MACH3)即可。

3.3 NVEM 插件安装

将光盘内的 NVEM.dll 复制到 X:\Mach3\PlugIns，X 为 MACH3 所在盘。

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第04

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软件设置


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第四章软件设置

4.1 打开软件

直接双击 mach3mill 。启动 MACH3 软件

进入 mach3 软件，弹出选择插件对话框，如图 4-1。

图4-1. 插件选择对话框

选择我们的插件 NVEM-Novusun-PlugIn。然后按 OK 即可，如果不想下次再次弹出

该对话框，可以勾选 Don’t ask me this again。如果连接正常，状态栏上会提示：

“nvem device is connected to your computer”。如图 4-2.

图4-2. 状态栏提示连接成功

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软件设置


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4.2 软件常用设置

4.2.1 插件查看

点击 config plugins 进入插件管理页面，即可看到 NVEM 的插件

图4-3. 插件查看入口

图4-4. MVEM 插件查看

4.2.2 电机运行参数设置

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软件设置


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图4-5. 电机运行参数设置菜单入口如图 4-5，从 config 菜单下的 motor tuning 子菜单进入电机参数设置对话框。进

入后如图 4-6

图4-6. 电机运行参数设置对话框

各参数定义如下：

Steps per：脉冲当量，轴向运动 1mm 所需要脉冲数量，可以根据丝杠螺距和电机

驱动器细分计算得出。比如螺距 2.5mm，2 相电机 8细分，计算方法就是 8*200/2.5=640。

Velocity：运行速度，该速度是轴向速度，单位是 mm/s，推荐设置 1500。

Acceleration：运行加速度，单位是 mm/s2，推荐设置 200。

Step Pulse：不能设置，默认 2.5us。

Dir Pulse：不能设置，默认 2.5us。

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软件设置


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注意：每个轴的参数不一定是一致的，要选择好轴，再进行参数设置，设置完成后

要点 SAVE AXIS SETTINGS 保存。

4.2.3 端口设置

图4-7. 端口设置进入菜单

如图 4-7，从 config 菜单下面的 ports and pins 子菜单进入端口设置对话框。

图4-8. 端口设置对话框

需要设置的子页面包括 Motor Outputs,InputSignals,Output Signals 和

Spindle Setup。首先点击进入 Motor Outputs，这个页面是选择步进电机控制引脚。因为

我们的以太网接口板步进电机的信号端口是固定的，所以在这里只需要勾选，无需选择具

体引脚。

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软件设置


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如图 4-9：

在这里 Z轴的方向选择信号必须勾选，才能保证运行方向正确，其他轴的方向选择

根据实际需求选择。

图4-9. 步进电机端口设置对话框

点击 Input Signals 进入输入信号设置页面，如图 4-10

图4-10. IO 输入限位设置对话框

可选功能包括 XYZABC6 轴的上下限位、XYZABC6 轴的 HOME 零点等

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软件设置


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图4-11. 对刀/急停/主轴速度反馈设置对话框

PROBE 对刀、ESTOP 急停以及主轴速度反馈设置参考图 4-11，其中 index 为主轴

速度反馈设置，注意该端口 pin number 设置为 0，其他 Probe pin number 设置为 2，Estop

pin number 设置为 1。

点击 Output Signals 进入输出信号设置页面，如图 4-12

图4-12. 输出信号设置对话框

请注意，输出信号编号从 1-16，因为与输入信号有重叠，在这里我们将输出信号

配置到端口 2 上面，如图 4-12，输出信号的 PORT#全部设置成 2。请根据实际需求将输出

信号配置到相应功能选项上。点击 Spindle Setup 切换到主轴设置页面，如图 4-13

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软件设置


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图4-13. 主轴设置对话框

在这里我们可以配置主轴正转 CW、反转 CCW、雾冷 Mist、水冷 Flood 引脚，如图

4-13，已经配置成 1、2、3、4，在这里对应了如图 4-14 上面输出配置的 output#1~output#4，

输出配置的 output#1~output#6 这 6 个输出信号可以任意配置成这 4个信号。在这里大家

注意对应关系即可。在这个配置例里，我们仅配置了 CW 和 CCW，即控制主轴电机的正转和

反转。

需要主轴 PWM 调速请勾选 use spindle motor output, 并且勾选 PWM Control.我

们的 PWM 引脚固定配置在板卡上，无需另外设置引脚。

图4-14. 主轴设置对应输出配置

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章

软件使用


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第五章软件使用

5.1 建立机床坐标系

首先打开软件，如图 5-1 所示，此时虽然软件能带动机床的电机运行，但是在建立

机床坐标系之前，软件与机床可以说基本上无关联。我们第一步要做的就是建立机床坐标

系。

图5-1. mach3 工作主界面

1、设置机械原点开关位置

根据实际机床需要，有些机床将原点安装在坐标正向，有些机床将原点安装在坐标

负向。mach3 可以通过软件设置实际寻机械原点方向。如图 5-2 所示，打开 config 下的

homing。打开效果如图 5-3 所示。在这个页面下 Home Neg 栏是设置寻机械原点方向，×

表示负向寻机械原点，意思是向该轴的坐标减小负向运动寻找机械原点。√表示正向寻机

械原点，意思是向该轴坐标增大正向寻找机械原点。如图 5-3 所示，X 通道为负向寻机械

原点，Y与 Z为正向寻机械原点。

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软件使用


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图5-2. 打开菜单 config 下的 homing

图5-3. 原点与软限位配置界面

2、设置软限位

如图 5-3，此界面也可以配置机床软限位，soft Max 为正向软限位，soft Min 为负向软限位。软

限位的值是以机床坐标系作为参考的，在这里 Y 与 Z 通道是正向寻机械原点，意思是坐标最大位置是

机械坐标系的 0 点，所以有效的坐标区域是在小于 0 的空间里。如图所示，我们根据实际机床需要，将

XYZ 的软限位区域设置为[0,270] [-390,0] [-100,0]。

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软件使用


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3、寻机械原点

图5-4. 按下 REF ALL HOME 启动全轴寻机械原点

如图 5-4 所示，按下主界面下的 REF ALL HOME 按钮，即可启动 XYZ A4 轴的寻机械原点操

作，如果需要更多轴的操作，可以通过编辑宏，或者按 Alt+7 进入 Diagnostics 界面可以每个轴单独操作

寻机械原点。

5.2 建立工件坐标系

因为实际工件安装于机床位置不同，所以我们需要一个或者多个工件坐标系。

1、移动到实际工件 0 点

首先将工件安装好，用键盘或者手脉将主轴刀尖移动到 0 点位置，注意，此 0 点为工件 0 点，

与实际运行的 G 代码文件有关系，所以用户要先熟悉自己要加工的代码，我们示例的代码 0 点位置在

工件上表面正中心，所以我们将刀尖移动到此位置。

2、坐标清 0

如图 5-5 所示，按下各轴的 ZERO 按钮，即可完成各轴坐标清 0，操作结束后效果如图 5-6 所示。

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软件使用


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图5-5. 按下各轴的 ZERO 启动全轴工件坐标清 0

图5-6. 全轴工件坐标清 0 后

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软件使用


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5.3 打开 G 代码文件并运行

如图 5-7 所示，按下主页面下的 load G code 或者打开菜单 File 下的 Load G code 子带单，

打开需要加工的 G 代码。打开效果如图 5-8 所示，此时按下 cycle start 即可开始加工。

图5-7. 按下 Load G-Code 打开需要加工的 G 代码

图5-8. 打开 G 代码后，按 Cycle Start 开始加工

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DS NVEM CNNVEM 产品说明书 - 1 - 第一章 概 述 1.1 产品简介 飞斯特数控专注数控行业7年，专门从事于多种高质量，高可靠性CNC数控系统 的研究、开发和生产工作。可生产常用直流无刷驱动器、步进电机驱动器、单轴

DS NVEM CNNVEM 产品说明书 - 1 - 第一章概述 1.1 产品简介飞斯特数控专注数控行业7年，专门从事于多种高质量，高可靠性CNC数控系统的研究、开发和生产工作。可生产常用直流无刷驱动器、步进电机驱动器、单轴