ADXI4 CNC 在 VMC650E 中的應用
2018-5-25 來源：六盤水師范學院化學化工系 內蒙古工業大 作者：馬瀟瀟 李琳 薛志安
摘要: 通過對 ADXI4 CNC 全軟件數控系統結構的分析，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用。為 ADXI4 CNC 在立式加工中心上的應用提供了參考，具有一定的實用價值。
關鍵詞: ADXI4 CNC 全軟件數控系統; 立式加工中心; 應用研究
近些年來，隨著計算機技術的快速發展 ，交流伺服電機的控制技術有了極大的進步 ，全軟件開放式數控系統的研究也有較多成。目前比較成熟的有美國 MDSI 公司的 Open CNC、Soft Servo System 公司的 S-140M 和德國 Power Automation 的 PA 800NT、BECKHOFF 公司的 Twin CAT CNC 等。
ADXI4 CNC是廈門愛迪納公司開發的一種全軟件數控系統，它在實際中并不被廣泛地使用。經濟型機床是我國特有的，VMC650E 是沈陽機床廠推出的一款經濟型立式加工中心，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( Z 向) 、滑座沿床身縱向移動 ( Y 向) 、工作臺沿滑座橫向移動 ( X 向) 的結構，它采用的數控系統是FAUNC 0i-Mate MD， 在國內的企業中使用較廣泛。
為改變國內數控系統比較落后的現狀，研究和開發基于 Windows 平臺的數控系統是解決我國在數控機床產業上硬件 “瓶頸” 的唯一出路。ADXI4 CNC 充分利用 PC 的軟硬件優勢以及開放性體系結構來實現數控系統的開放性、模塊化和靈活性等特性，有較好的發展前景。
1 、ADXI4 CNC 系統結構
ADXI4 CNC 的核心技術是軟件運動控制 ( SoftMotion) 和實時以太網總線通信 ( Ether CAT) 兩者結合的 “零硬件”開放式構架，系統無需運動控制卡即可完成任務傳輸，通過計算機 CPU 的強大功能，完成全部所需的實時伺服控制和 CNC 任務，如: 反饋回路、G 代碼處理和 PLC、圖形用戶界面和網絡通信等。
圖 1 為 ADXI4 CNC 配置結構圖。整個系 統 通 信 采 用 Ether CAT 總 線，使 用 網 線ＲJ45 依次把伺服驅動器、DX-110A 和 IX-320 等設備端的總線接口以單向鏈的方式串聯起來，無需其他硬件，可以同時控制多達 64 軸。
采用 Ether CAT 平臺的特點有: 傳輸速率快、接線簡單、硬件成本低等。可選配 的 Ether CAT 伺 服 驅 動 器 有 德 國 路 斯 特 SOJ、SEＲVOC，日本山洋 Ｒ Advanced，安川 Sigma5 等，同時根據實際負載可匹配相應的伺服電機。
2 、ADXI4 CNC 系統的連接
在拆除掉原有的操作箱、電控柜、主軸電機和伺服電機后，安裝愛迪納公司的 ADXI4 CNC 的系統配件。在安裝 ADXI4 CNC 的過程中，需要把對應控制點的輸入輸出接入系統中。其中 DX-110A 為數控系統接口模塊，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 /輸出點各 40點，在 VMC650E 立式加工中心中對應的輸入點如表1 所 示， 由 FX-40 分 線 器 接 入; IX-320 模 塊 在VMC650E 立式加工中心中對應的輸出點如表 2 所示，由繼電器模組輸出。
圖 1 ADXI4 CNC 配置結構圖
表 1 IX-320 輸入點
表 2 IX-320 輸出點
3 、ADXI4 CNC 系統的配置
數控系統的連線接好后，需要對伺服電機編碼器、HMI ( 人機界面) 等進行初始化。伺服電機編碼器部分初始化命令如下:
隨后，更改 ADXI4 CNC 記錄在 xml ( 可擴展標記語言) 中的配置參數，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) ，從站為伺服驅動器、DX-110A 和 IX-320。主站通過從站設備描述文件識別和配置從站。ADXI4 CNC 中的 Ether CAT 總線從站設備描述采用文本文件。配置好主從站后，數控系統對從站進行初始化，初始化命令如下:
其中，Comm Cycle = 0 表示數控系統命令循環周期為 1ms; DC= 1 表示 Ether CAT 總線使用了 DC 分布時鐘功能; ［Station 0］ Axis Map = 1 表示第一從站，為 DX-110A
; 第三從站中為主軸驅動器，它為速度控制模式。
4 、結束語
所介紹的運用全軟件 ADXI4 CNC 替換 VMC650E原有的數控系統，進一步擴大了全軟件數控系統的使用范圍。替換后的 VMC650E 有了更簡潔的伺服運動控制系統，且用戶可對替換后的系統進行二次開發，使 VMC650E 更符合使用者的要求。
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