起因

《硬件篇》第三个模块：电机控制与钼丝断线检测，含手轮接入。三模块里它管的是"执行与传感"——运动卡发脉冲、放电模块管能量，剩下的一切落在这块板：四轴驱动器的配电与使能、丝筒和泵的强电控制、断丝的传感与联锁、老师傅的手轮。

这块模块的叙事藏在两个"手感件"里。一个是手摇脉冲发生器（老师傅叫手轮）：摇一格、走一格，倍率拨到 ×1 能把工作台蹭着微米级挪——这个习惯比鼠标老三十年，DOS 时代的数控系统就把手轮当标配，今天车间里找边对刀还是它。另一个是老师傅的耳朵：丝断的瞬间有一声"啪"，电流表指针同时掉零——听声看表两秒内伸手拍急停，这是断丝处置的人肉响应链。本模块把这两样数字化：手轮进编码器解码，耳朵换成张力摆杆开关加电流佐证。机器习惯先于软件这条纪律，在下位机的最后一块板上收口。

一、职责盘点与三模块联锁网

模块的职责清单：四轴驱动器（X/Y/U/V）的配电、端子转接与使能链；驱动器报警的收集上报；丝筒电机的换向控制；工作液泵控制；断丝检测；手轮解码。共同点是没有一样需要 µs 级——这块板全是可以慢想、但必须硬连的活，所以它和另外两块的最大区别是：大量触点、继电器、强电，是三模块里最"电气"的一块。

全机的安全联锁网在这块板上收拢成一张表，这是三模块架构定下的硬规矩——事故链必须比软件短：

这张表的实现介质是继电器触点和光耦，不是 485 报文——联锁线在故障时也要活着，所以它不能依赖任何可编程部件的善意。软件在这张网里的角色是复核、记录、善后，永远不是第一响应人。急停按钮更是老规矩：常闭触点串在安全回路里，线断了=急停生效，失效安全方向天生正确。

二、四轴驱动接口：配电与使能

电机篇立过口径：PUL/DIR 由运动卡的差分输出发出、驱动器侧光耦接收——脉冲路径不经过本模块，卡到驱动器直连，本模块不当中转站（每多一站就多一站时延和一站故障点）。本模块在四轴驱动上管的是三件配套活：

配电。步进驱动器典型供电 DC 24~70V，本模块的电源部分统一供四轴（共电源加各自断路器），U/V 两只小步进与 X/Y 大驱动分路保护——一路跳不连坐。电源容量按保持转矩的账留裕量，绕组电流之和乘裕度系数，不按"能转就行"配。

使能链。每轴使能信号经本模块的继电器/光耦控制：上电顺序有讲究——先驱动器就绪（报警输出无故障）、后使能、再允许运动卡发脉冲；任何一个环节报警，使能链先断。使能的解除瞬间驱动器进入自由状态，丢失脉冲的账清零重算，位置信任退回回零流程。

报警收集。驱动器的报警输出（集电极开路）接光耦进本模块，汇总成报警字经 485 上报，同时硬线并进运动卡的停止输入。报警原因万万千（过流、过压、欠压、过温），驱动器手册各有各的闪码——本模块把"闪码翻译"这个活留给手册，自己只做一件事：任何报警=停止，细节事后查。

三、丝筒与泵：换向的电气老规矩

丝筒电机的往复换向是强电部分的正戏。三相异步机（电机篇的三拨清单之一）反转=调任意两相，用两只接触器（KM1 正转/KM2 反转）实现——这对接触器的互锁是强电的老规矩，规矩背后是事故：两只同时吸合，两相经触点直接短路，接触器触头烧熔是轻的。互锁做两层：电气互锁（KM1 线圈回路串 KM2 的常闭辅助触点，反之亦然——吸合一只，另一只的线圈物理上得不了电）；机械互锁（接触器自带连锁件，一只在位另一只按不下去）。换向指令由行程开关/接近开关触发（本体篇的换向窗口信号源），逻辑再朴素不过：碰到正极限开关→停 KM1→延时→吸 KM2。

新机型把接触器换成变频器，换来两笔账：换向前缓降速、换向后缓升速——丝筒突然反向，筒上丝有松脱窜位的风险（叠丝诱因），软换向把它压掉；顺带的，丝速挡位（粗/精规准的 wire_speed）变成变频器频率参数，可编程。本模块的输出从"两只接触器线圈"变成"变频器使能+方向+速度指令"，老规矩换介质不换：变频器的故障输出一样进报警链。

泵的控制最简单：接触器直接启停，液位浮球（低液位）串进联锁网停高频那一路。泵没有精度要求，有也只有一条：液停必联锁高频（放电篇的排屑账），这条在第一节表里，不在本节——因为它属于安全网，不属于泵。

四、断丝检测定稿：一级摆杆、二级佐证

放电篇留的口（“张力摆杆开关或电流特征，模块方案硬件篇定”）在这里定稿：两级方案，机械为主、电特征为辅。

一级：张力摆杆开关。中走丝的恒张力机构（本体篇）本来就有个摆臂——弹簧或配重拉着、丝从上面绕过；丝一断，张力消失，摆臂落到限位，开关动作。一杆两用（张力执行+断丝传感）是机构设计里最划算的买卖，本方案把它焊死为主判据。响应链的账：丝断到弹开、摆臂落位毫秒级，开关信号进本模块经消抖（20~50ms，防换向瞬间张力波动的误触发；换向窗口期间判据屏蔽——那是张力最乱的时刻，也是已知无加工的时刻），然后两路硬线出去：停高频、进运动卡安全停。从丝断到高频停，全程不超几十毫秒，且没有任何一环是软件。

二级：放电电流特征佐证。断丝后间隙物理断开，放电模块侧的表现是"零放电、空载满幅持续"——与正常空载的区别在时间窗统计：正常空载有击穿延时分布、总有偶发放电，断丝后是持续一个脉冲都没有。这个判据慢（要攒时间窗，百毫秒级）但它盯的是一级判据的盲区：摆杆卡滞、开关坏了丝其实断了没报——二级佐证经 485 上位机汇总，跟一级对不上的组合本身就是报警（“断丝特征但摆杆未动作”=检查摆杆）。主判据要快就交给机械，兜底判据要稳就交给统计，各干各的强项。

断丝后的处置在上位机（处置选项：重新穿丝续切为主），本模块的职责边界到"毫秒级停下来+如实上报"为止——快停是硬件的事，慢慢想是软件的事，这条分界线贯穿三模块。

五、手轮接入：手感件命令化

手摇脉冲发生器是个增量编码器：手摇盘每格若干脉冲（常见 100），AB 两相差分输出，摇得快摇得慢都在方波里。接入电路不复杂：差分接收（26LS32 一类）→ 施密特整形 → 本模块 MCU 的编码器接口四倍频计数；手轮的电子部分半个世纪没变过，变的是计上来的数往哪送。

往哪送是本模块真正的设计决策：透传还是命令化。透传=手轮脉冲硬线进运动卡当"第五轴"计数，卡按格走——跟手感最跟脚，但手轮就得跟卡捆死布线，倍率/轴选逻辑也得硬做。命令化=本模块解码成增量，经 485 以 10ms 批上报，上位机把增量当外部速度源喂给插补层做手摇进给——倍率（×1/×10/×100）和轴选成了运行屏上的软按键，一格摇多少由软件说了算。

定稿命令化，账摆开：手摇舒适速度约每秒三五格，×100 档折 300500 脉冲/秒，10ms 批量 35 个脉冲一报——粒度对手感无感；×1 档慢摇是"一格一格蹭"的用法，10ms 批的迟滞在半格以内，精对刀恰好要的就是一格一顿。真正的手感由卡端匀化保底：手摇增量进插补层后走的是与加工进给同一条平滑的路（加减速），不会一格一格抽搐。附带的安全红利：手轮模式与程序运行互锁成了软件一行判定（加工中键盘锁的同族），透传方案里这是要拿硬件门电路焊的规矩。

六、MCU 固件与 485 寄存器

固件与放电模块同一家：纯 Rust、零依赖纪律、Modbus-RTU 兼容帧、10ms 服务节拍、隔离 485。寄存器表照抄同族版式——保持放指令、输入放遥测：

断联兜底照全系统口径：485 失联超过宽限期，本模块进入失效安全态——四轴使能保持但手轮增量清零（摇了不响应是安全方向，带着工作台跑才是事故）、丝筒按预设策略停、蜂鸣器+指示灯本地报警。本地策略永远兜底，这是三块下位机共用的墓志铭级设计句。

总结

实战清单：职责盘点（配电/使能/报警收集/丝筒泵/断丝/手轮，全是可以慢想必须硬连的活）；联锁网五事件全硬线（断丝/丝停/液停/驱动器报警/急停常闭串联回路，事故链短于软件，软件只复核记录善后）；驱动接口（脉冲路径不经本模块、配电分路不连坐、上电顺序=就绪→使能→放脉冲、报警=停止细节查手册）；换向电气（双接触器+电气机械双重互锁的来历=相间短路事故、变频软换向压叠丝、丝速挡变频率参数）；断丝两级定稿（一级摆杆开关 20~50ms 消抖+换向窗屏蔽、两路硬线停高频进 0xF0；二级零放电时间窗统计盯摆杆盲区、对不上本身就是报警）；手轮命令化（差分接收四倍频、10ms 批增量当外部速度源、倍率轴选是软按键、手轮与程序互锁一行判定、手感靠卡端匀化）；485 寄存器同族（保持指令输入遥测、断联=手轮清零丝筒停蜂鸣报警的失效安全态）。跑通标志：人为落摆杆，示波器量高频门控几十 ms 内关断、运动卡 0xF0 收到记录在案；换向窗口期间强制触发摆杆抖动不误报、窗口结束后判据恢复；手轮 ×100 档连摇 10 秒，四轴增量合计与手轮计数器零误差；×1 档单格点动走一格停、无抽搐（卡端匀化生效）；拔驱动器报警线，使能链先断、卡停脉冲、报警字上位可见；485 断联，手轮失响应丝筒停蜂鸣响，恢复后一切续上；《硬件篇》三块到此收齐，与驱动篇回填清单对账——合同的甲方乙方全部到齐。

参考链接

• 本系列：电机驱动基础——步进与伺服、脉冲方向接口与加减速的来历（接口三坑、丢步账、回零流程、加减速谱系）、放电加工与高频电源（断丝热预算、联锁表、留的检测方案口）、机床本体构成（恒张力摆臂一身二用、换向窗口、行程开关）、运动控制卡电路实现（0xF0 安全链、输入滤波）、独立高频放电模块电路（同族 485 寄存器与断联兜底）、运动控制卡驱动实战（多消息向量与安全事件双路）、机床界面七屏（加工中键盘锁与寿命表）、中断驱动的硬实时层与协作式主循环（本地兜底口径）、从UEFI到内核……立项与技术选型（三模块架构与零依赖纪律）