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ADXI4 CNC 在 VMC650E 中的應(yīng)用

2018-5-25 來(lái)源：六盤水師范學(xué)院化學(xué)化工系內(nèi)蒙古工業(yè)大作者：馬瀟瀟李琳薛志安

摘要: 通過(guò)對(duì) ADXI4 CNC 全軟件數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析，以 VMC650E 立式加工中心為例，介紹了 ADXI4 CNC 在立式加工中心中的應(yīng)用。為 ADXI4 CNC 在立式加工中心上的應(yīng)用提供了參考，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞: ADXI4 CNC 全軟件數(shù)控系統(tǒng); 立式加工中心; 應(yīng)用研究

近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，交流伺服電機(jī)的控制技術(shù)有了極大的進(jìn)步，全軟件開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究也有較多成。目前比較成熟的有美國(guó) MDSI 公司的 Open CNC、Soft Servo System 公司的 S-140M 和德國(guó) Power Automation 的 PA 800NT、BECKHOFF 公司的 Twin CAT CNC 等。

ADXI4 CNC是廈門愛(ài)迪納公司開(kāi)發(fā)的一種全軟件數(shù)控系統(tǒng)，它在實(shí)際中并不被廣泛地使用。經(jīng)濟(jì)型機(jī)床是我國(guó)特有的，VMC650E 是沈陽(yáng)機(jī)床廠推出的一款經(jīng)濟(jì)型立式加工中心，采用了立式框架布局，立柱固定在床身上，主軸箱沿立柱上下移動(dòng)( Z 向) 、滑座沿床身縱向移動(dòng) ( Y 向) 、工作臺(tái)沿滑座橫向移動(dòng) ( X 向) 的結(jié)構(gòu)，它采用的數(shù)控系統(tǒng)是FAUNC 0i-Mate MD，在國(guó)內(nèi)的企業(yè)中使用較廣泛。

為改變國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)比較落后的現(xiàn)狀，研究和開(kāi)發(fā)基于 Windows 平臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng)是解決我國(guó)在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)上硬件 “瓶頸” 的唯一出路。ADXI4 CNC 充分利用 PC 的軟硬件優(yōu)勢(shì)以及開(kāi)放性體系結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)放性、模塊化和靈活性等特性，有較好的發(fā)展前景。

1 、ADXI4 CNC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

ADXI4 CNC 的核心技術(shù)是軟件運(yùn)動(dòng)控制 ( SoftMotion) 和實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線通信 ( Ether CAT) 兩者結(jié)合的 “零硬件”開(kāi)放式構(gòu)架，系統(tǒng)無(wú)需運(yùn)動(dòng)控制卡即可完成任務(wù)傳輸，通過(guò)計(jì)算機(jī) CPU 的強(qiáng)大功能，完成全部所需的實(shí)時(shí)伺服控制和 CNC 任務(wù)，如: 反饋回路、G 代碼處理和 PLC、圖形用戶界面和網(wǎng)絡(luò)通信等。

圖 1 為 ADXI4 CNC 配置結(jié)構(gòu)圖。整個(gè)系統(tǒng) 通信采用 Ether CAT 總線，使用網(wǎng) 線ＲJ45 依次把伺服驅(qū)動(dòng)器、DX-110A 和 IX-320 等設(shè)備端的總線接口以單向鏈的方式串聯(lián)起來(lái)，無(wú)需其他硬件，可以同時(shí)控制多達(dá) 64 軸。

采用 Ether CAT 平臺(tái)的特點(diǎn)有: 傳輸速率快、接線簡(jiǎn)單、硬件成本低等。可選配的 Ether CAT 伺服驅(qū) 動(dòng) 器有德國(guó) 路斯特 SOJ、SEＲVOC，日本山洋Ｒ Advanced，安川 Sigma5 等，同時(shí)根據(jù)實(shí)際負(fù)載可匹配相應(yīng)的伺服電機(jī)。

2 、ADXI4 CNC 系統(tǒng)的連接

在拆除掉原有的操作箱、電控柜、主軸電機(jī)和伺服電機(jī)后，安裝愛(ài)迪納公司的 ADXI4 CNC 的系統(tǒng)配件。在安裝 ADXI4 CNC 的過(guò)程中，需要把對(duì)應(yīng)控制點(diǎn)的輸入輸出接入系統(tǒng)中。其中 DX-110A 為數(shù)控系統(tǒng)接口模塊，可作為模擬主軸 0 ～ 10 V 接口、5 V 脈沖手輪接口和控制面板的 16 位輸入 /16 位輸出，如圖 1 所示。IX-320 是數(shù)字輸入輸出模塊，可外接分線器和繼電器模組。IX-320 模塊的輸入 /輸出點(diǎn)各 40點(diǎn)，在 VMC650E 立式加工中心中對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)如表1 所示，由 FX-40 分線器接入; IX-320 模塊在VMC650E 立式加工中心中對(duì)應(yīng)的輸出點(diǎn)如表 2 所示，由繼電器模組輸出。

圖 1 ADXI4 CNC 配置結(jié)構(gòu)圖

_{表 1 IX-320 輸入點(diǎn)}

表 2 IX-320 輸出點(diǎn)

3 、ADXI4 CNC 系統(tǒng)的配置

數(shù)控系統(tǒng)的連線接好后，需要對(duì)伺服電機(jī)編碼器、HMI ( 人機(jī)界面) 等進(jìn)行初始化。伺服電機(jī)編碼器部分初始化命令如下:

隨后，更改 ADXI4 CNC 記錄在 xml ( 可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言) 中的配置參數(shù)，使之與 VMC650E 立式加工中心相匹配，并配置 Ether CAT 總線的主從站。Ether-CAT 總線的主站為 IPC ( 工控機(jī)) ，從站為伺服驅(qū)動(dòng)器、DX-110A 和 IX-320。主站通過(guò)從站設(shè)備描述文件識(shí)別和配置從站。ADXI4 CNC 中的 Ether CAT 總線從站設(shè)備描述采用文本文件。配置好主從站后，數(shù)控系統(tǒng)對(duì)從站進(jìn)行初始化，初始化命令如下:

其中，Comm Cycle = 0 表示數(shù)控系統(tǒng)命令循環(huán)周期為 1ms; DC= 1 表示 Ether CAT 總線使用了 DC 分布時(shí)鐘功能; ［Station 0］ Axis Map = 1 表示第一從站，為 DX-110A

; 第三從站中為主軸驅(qū)動(dòng)器，它為速度控制模式。

4 、結(jié)束語(yǔ)

所介紹的運(yùn)用全軟件 ADXI4 CNC 替換 VMC650E原有的數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)一步擴(kuò)大了全軟件數(shù)控系統(tǒng)的使用范圍。替換后的 VMC650E 有了更簡(jiǎn)潔的伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，且用戶可對(duì)替換后的系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，使 VMC650E 更符合使用者的要求。

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