基于運(yùn)動(dòng)控制芯片AFDX05的開放式五軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用

一、引言
當(dāng)前，各種運(yùn)動(dòng)控制卡的二次開發(fā)的比較復(fù)雜。目前國內(nèi)比較多的工程師都熟悉數(shù)控系統(tǒng)的G代碼，在ARM 32位單片機(jī)和國產(chǎn)運(yùn)動(dòng)控制芯片AFD-X05的基礎(chǔ)上，研制成的可執(zhí)行G代碼的五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器，使得二次開發(fā)變簡單了。應(yīng)用這種支持五軸直線插補(bǔ)的高速高精度的運(yùn)動(dòng)控制器，再開發(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)。
“中國芯”AFDX05，更加符合中國人的使用習(xí)慣?？梢钥刂谱疃?軸的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)、同步運(yùn)動(dòng)等應(yīng)用。

2.2 ARM 32位單片機(jī)
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路集電極開路光耦隔離輸出 或 36路光耦隔離輸入20路集電極開路光耦隔離輸出 。 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，無需任何硬件知識(shí)即可開發(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 刀具長度補(bǔ)償＋
G44 8 刀具長度補(bǔ)償－
*G49 8 取消刀具長度補(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 　
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 　
M51 備用輸出1關(guān) 　
M52 備用輸出2開 　
M53 備用輸出2開 　
M54 備用輸出3開 　
M55 備用輸出3開 　
M56 備用輸出4開 　
M57 備用輸出4開 　
… … 　
M98 調(diào)用子程序 　
M99 子程序結(jié)束返回／重復(fù)執(zhí)行