一、引言

　　當(dāng)前，各種運(yùn)動(dòng)控制卡的二次開(kāi)發(fā)的比較復(fù)雜。而五軸直線插補(bǔ)的高速高精度的運(yùn)動(dòng)控制器的應(yīng)用，再開(kāi)發(fā)各種專用的數(shù)控系統(tǒng)，工程師們只需將精力放在大型的復(fù)雜的軟件開(kāi)發(fā)上面，完全不需要去了解硬件。

 　　二、G代碼五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器的硬件系統(tǒng)

　　2.1 AFDX05運(yùn)動(dòng)控制芯片

　　云山數(shù)控研發(fā)的AFDX05運(yùn)動(dòng)控制芯片，支持任意2~5軸直線插補(bǔ)，任意2軸圓弧插補(bǔ)，多達(dá)6級(jí)的運(yùn)動(dòng)指令緩沖區(qū)，特別適合高速多線段或圓弧連續(xù)插補(bǔ)的運(yùn)動(dòng)控制，另外，還有反向間隙補(bǔ)償，速度控制，加減速控制，位置控制，通用輸入輸出口，8/16 位數(shù)據(jù)總線，中斷發(fā)生，硬件限位，軟件限位，緊急停止，暫停，編碼器信號(hào)輸入等功能，驅(qū)動(dòng)脈沖頻率高達(dá)8MPPS、插補(bǔ)精度±5LSB。用于控制以脈沖序列方式輸入的伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)。

　　“中國(guó)芯”AFDX05，更加符合中國(guó)人的使用習(xí)慣。

　　CPU為 S3C44B0X。32M Flash。 脈沖方向差動(dòng)輸出驅(qū)動(dòng)。60路光耦隔離輸入42路集電極開(kāi)路光耦隔離輸出或36路光耦隔離輸入20路集電極開(kāi)路光耦隔離輸出。5路步進(jìn)/伺服電機(jī)脈沖光耦隔離輸出，最高頻率4MHz。32位邏輯位置和實(shí)際位置計(jì)數(shù)器。RS232通訊。硬件部分已模塊化，無(wú)需任何硬件知識(shí)即可開(kāi)發(fā)。

　　三、G代碼五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器的軟件系統(tǒng)

　　3.1 支持的G代碼

　　G代碼    分組      功能

　　*G00      1     定位（快速移動(dòng)）

　　*G01      1     直線插補(bǔ)（進(jìn)給速度）

　　G02       1     順時(shí)針圓弧插補(bǔ)

　　G03       1     逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)

　　G04       0     暫停，精確停止

　　*G17      2     選擇X平面

　　G18       2     選擇Z平面

　　G19       2     選擇Y平面

　　G27       0     返回并檢查參考點(diǎn)

　　G28       0     返回參考點(diǎn)

　　G29       0     從參考點(diǎn)返回

　　G30       0     返回第二參考點(diǎn)

　　*G40      7     取消刀具半徑補(bǔ)償

　　G41       7     左側(cè)刀具半徑補(bǔ)償

　　G42       7     右側(cè)刀具半徑補(bǔ)償

　　G43       8     刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償＋

　　G44       8     刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償－

　　*G49      8     取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償

　　G52       0     設(shè)置局部坐標(biāo)系

　　G53       0     選擇機(jī)床坐標(biāo)系

　　*G54     14     選用1號(hào)工件坐標(biāo)系

　　G55      14     選用2號(hào)工件坐標(biāo)系

　　G56      14     選用3號(hào)工件坐標(biāo)系

　　G57      14     選用4號(hào)工件坐標(biāo)系

　　G58      14     選用5號(hào)工件坐標(biāo)系

　　G59      14     選用6號(hào)工件坐標(biāo)系

　　*G60      0     單一方向定位

　　G64      15     切削方式

　　G65       0     宏程序調(diào)用

　　G66      12     模態(tài)宏程序調(diào)用

　　*G67     12     模態(tài)宏程序調(diào)用取消

　　*G90      3     絕對(duì)值指令方式

　　*G91      3     增量值指令方式

　　G92       0     工件零點(diǎn)設(shè)定

　　*G98     10     固定循環(huán)返回初始點(diǎn)

　　G99      10     固定循環(huán)返回R點(diǎn)

3.2 支持的M代碼

　　M代碼 功能

　　M00 程序停止

　　M01 條件程序停止

　　M02 程序結(jié)束

　　M03 主軸正轉(zhuǎn)

　　M04 主軸反轉(zhuǎn)

　　M05 主軸停止

　　M06 刀具交換

　　M08 冷卻開(kāi)

　　M09 冷卻關(guān)

　　M18 主軸定向解除

　　M19 主軸定向

　　M30 程序結(jié)束并返回程序頭

　　M50 備用輸出1開(kāi)

　　M51 備用輸出1關(guān)

　　M52 備用輸出2開(kāi)

　　M53 備用輸出2開(kāi)

　　M54 備用輸出3開(kāi)

　　M55 備用輸出3開(kāi)

　　M56 備用輸出4開(kāi)

　　M57 備用輸出4開(kāi)

　　… …

　　M98 調(diào)用子程序

　　M99 子程序結(jié)束返回／重復(fù)執(zhí)行

　　3.3 宏指令編程

　　變量號(hào) 變量類型 功能

　　#0 “空” 這個(gè)變量總是空的，不能賦值。

　　#1~#33 地方變量 地方變量只能在宏中使用，以保持操作的結(jié)果，關(guān)閉電源時(shí)，地方變量被初始化成“空”。宏調(diào)用時(shí)，自變量分配給地方變量。

　　#100~#149

　　#500~#531 公共變量 公共變量可在不同的宏程序間共享。關(guān)閉電源時(shí)變量。

　　#100~#149被初始化成“空”，而變量#500~#531保持?jǐn)?shù)據(jù)。公共變量#150~#199和#532~#999可以選用，但是當(dāng)這些變量被使用時(shí)，紙帶長(zhǎng)度減少了8.5米。

　　#1000~ 系統(tǒng)變量 系統(tǒng)變量用于讀寫各種NC數(shù)據(jù)項(xiàng)，如當(dāng)前位置、刀具補(bǔ)償值。

　　#2000~#2059 IO輸入 60路光耦隔離輸入信號(hào)。

　　四、三軸銑床數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例

　　4.1 參數(shù)初始化

　　以下參數(shù)，五個(gè)軸，每個(gè)軸的都有。

　　參數(shù)名稱        參數(shù)設(shè)置          參數(shù)單位

　　脈沖當(dāng)量       P01=XXX.XXXXXX      毫米

　　G00指令速度    P02=XXXX           毫米/分鐘

　　G01指令速度    P03=XXXX           毫米/分鐘

　　G02指令速度    P04=XXXX           毫米/分鐘

　　G03指令速度    P05=XXXX           毫米/分鐘

　　起始速度       P06=XXXX           毫米/分鐘

　　加速時(shí)間       P07=XXXX             毫秒

　　正向軟限位     P08=XXXX             毫米

　　負(fù)向軟限位     P09=XXXX             毫米

　　反向間隙補(bǔ)償   P10=XXXX             毫米

　　回零速度       P11=XXXX           毫米/分鐘

　　手動(dòng)速度       P12=XXXX           毫米/分鐘

　　最大進(jìn)給速度   P13=XXXX           毫米/分鐘

　　系統(tǒng)總刀數(shù)     P14=XX

　　M代碼等待時(shí)間  P15=XXXX             毫秒

　　回參考點(diǎn)坐標(biāo)   P16=XXX.XXXXXX       毫米

　　主軸編碼器線數(shù) P17=XXXX           （/R）

　　歸零方向       P18=X

　　換刀基準(zhǔn)位     P19=XXX.XXXXXX       毫米

　　換刀安全高度   P20=XXX.XXXXXX       毫米

　　換刀間隔       P21=XXX.XXXXXX       毫米

　　換刀速度       P22=XXX.XXXXXX     毫米/分鐘

　　最大行程       P23=XXX.XXXXXX       毫米

　　設(shè)置工件坐標(biāo)系 P25=XXX.XXXXXX       毫米

　　4.2 發(fā)送G代碼，控制機(jī)床工作。如：

　　G54

　　M03 X8

　　G0 G90 G17

　　G28

　　G00X-2.046Y59.111Z10.000

　　Z4.000

　　G01Z-1.000F300

　　G17

　　G02X1.245Y54.864I-54.422J-45.566K0.000F800

　　X2.203Y53.318I-15.407J-10.613K0.000

　　G00Z10.000

　　G91 G28 M09

　　五、小結(jié)

　　基于該開(kāi)放式五軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)做開(kāi)發(fā)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師在完全不需要了解硬件的情況下，集中精力做好特定的行業(yè)專用數(shù)控系統(tǒng)。降低數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用。