ADXI4 CNC 在 VMC650E 中的应用
2018-5-25 来源：六盘水师范学院化学化工系 内蒙古工业大 作者：马潇潇 李琳 薛志安
摘要: 通过对 ADXI4 CNC 全软件数控系统结构的分析，以 VMC650E 立式加工中心为例，介绍了 ADXI4 CNC 在立式加工中心中的应用。为 ADXI4 CNC 在立式加工中心上的应用提供了参考，具有一定的实用价值。
关键词: ADXI4 CNC 全软件数控系统; 立式加工中心; 应用研究
近些年来，随着计算机技术的快速发展 ，交流伺服电机的控制技术有了极大的进步 ，全软件开放式数控系统的研究也有较多成。目前比较成熟的有美国 MDSI 公司的 Open CNC、Soft Servo System 公司的 S-140M 和德国 Power Automation 的 PA 800NT、BECKHOFF 公司的 Twin CAT CNC 等。
ADXI4 CNC是厦门爱迪纳公司开发的一种全软件数控系统，它在实际中并不被广泛地使用。经济型机床是我国特有的，VMC650E 是沈阳机床厂推出的一款经济型立式加工中心，采用了立式框架布局，立柱固定在床身上，主轴箱沿立柱上下移动( Z 向) 、滑座沿床身纵向移动 ( Y 向) 、工作台沿滑座横向移动 ( X 向) 的结构，它采用的数控系统是FAUNC 0i-Mate MD， 在国内的企业中使用较广泛。
为改变国内数控系统比较落后的现状，研究和开发基于 Windows 平台的数控系统是解决我国在数控机床产业上硬件 “瓶颈” 的唯一出路。ADXI4 CNC 充分利用 PC 的软硬件优势以及开放性体系结构来实现数控系统的开放性、模块化和灵活性等特性，有较好的发展前景。
1 、ADXI4 CNC 系统结构
ADXI4 CNC 的核心技术是软件运动控制 ( SoftMotion) 和实时以太网总线通信 ( Ether CAT) 两者结合的 “零硬件”开放式构架，系统无需运动控制卡即可完成任务传输，通过计算机 CPU 的强大功能，完成全部所需的实时伺服控制和 CNC 任务，如: 反馈回路、G 代码处理和 PLC、图形用户界面和网络通信等。
图 1 为 ADXI4 CNC 配置结构图。整个系 统 通 信 采 用 Ether CAT 总 线，使 用 网 线ＲJ45 依次把伺服驱动器、DX-110A 和 IX-320 等设备端的总线接口以单向链的方式串联起来，无需其他硬件，可以同时控制多达 64 轴。
采用 Ether CAT 平台的特点有: 传输速率快、接线简单、硬件成本低等。可选配 的 Ether CAT 伺 服 驱 动 器 有 德 国 路 斯 特 SOJ、SEＲVOC，日本山洋 Ｒ Advanced，安川 Sigma5 等，同时根据实际负载可匹配相应的伺服电机。
2 、ADXI4 CNC 系统的连接
在拆除掉原有的操作箱、电控柜、主轴电机和伺服电机后，安装爱迪纳公司的 ADXI4 CNC 的系统配件。在安装 ADXI4 CNC 的过程中，需要把对应控制点的输入输出接入系统中。其中 DX-110A 为数控系统接口模块，可作为模拟主轴 0 ～ 10 V 接口、5 V 脉冲手轮接口和控制面板的 16 位输入 /16 位输出，如图 1 所示。IX-320 是数字输入输出模块，可外接分线器和继电器模组。IX-320 模块的输入 /输出点各 40点，在 VMC650E 立式加工中心中对应的输入点如表1 所 示， 由 FX-40 分 线 器 接 入; IX-320 模 块 在VMC650E 立式加工中心中对应的输出点如表 2 所示，由继电器模组输出。
图 1 ADXI4 CNC 配置结构图
表 1 IX-320 输入点
表 2 IX-320 输出点
3 、ADXI4 CNC 系统的配置
数控系统的连线接好后，需要对伺服电机编码器、HMI ( 人机界面) 等进行初始化。伺服电机编码器部分初始化命令如下:
随后，更改 ADXI4 CNC 记录在 xml ( 可扩展标记语言) 中的配置参数，使之与 VMC650E 立式加工中心相匹配，并配置 Ether CAT 总线的主从站。Ether-CAT 总线的主站为 IPC ( 工控机) ，从站为伺服驱动器、DX-110A 和 IX-320。主站通过从站设备描述文件识别和配置从站。ADXI4 CNC 中的 Ether CAT 总线从站设备描述采用文本文件。配置好主从站后，数控系统对从站进行初始化，初始化命令如下:
其中，Comm Cycle = 0 表示数控系统命令循环周期为 1ms; DC= 1 表示 Ether CAT 总线使用了 DC 分布时钟功能; ［Station 0］ Axis Map = 1 表示第一从站，为 DX-110A
; 第三从站中为主轴驱动器，它为速度控制模式。
4 、结束语
所介绍的运用全软件 ADXI4 CNC 替换 VMC650E原有的数控系统，进一步扩大了全软件数控系统的使用范围。替换后的 VMC650E 有了更简洁的伺服运动控制系统，且用户可对替换后的系统进行二次开发，使 VMC650E 更符合使用者的要求。
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