基于運動控制芯片AFDX05的開放式五軸五聯動數控系統的應用

一、引言
當前，各種運動控制卡的二次開發的比較復雜。目前國內比較多的工程師都熟悉數控系統的G代碼，在ARM 32位單片機和國產運動控制芯片AFD-X05的基礎上，研制成的可執行G代碼的五軸聯動運動控制器，使得二次開發變簡單了。應用這種支持五軸直線插補的高速高精度的運動控制器，再開發各種專用的數控系統， 工程師們只需將精力放在大型的復雜的軟件開發上面，完全不需要去了解硬件。

二、G代碼五軸聯動運動控制器的硬件系統
2.1 AFDX05運動控制芯片
云山數控研發的AFDX05運動控制芯片，支持任意2~5軸直線插補，任意2軸圓弧插補，多達6級的運動指令緩沖區，特別適合高速多線段或圓弧連續插補的運動控制，另外，還有反向間隙補償，速度控制，加減速控制，位置控制，通用輸入輸出口，8/16 位數據總線，中斷發生，硬件限位，軟件限位，緊急停止，暫停，編碼器信號輸入等功能，驅動脈沖頻率高達8MPPS、插補精度±5LSB。用于控制以脈沖序列方式輸入的伺服電機、步進電機。
“中國芯”AFDX05，更加符合中國人的使用習慣。可以控制最多5軸的點位運動、連續軌跡運動、同步運動等應用。

2.2 ARM 32位單片機
CPU為 S3C44B0X。32M Flash。 脈沖方向差動輸出驅動。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/伺服電機脈沖光耦隔離輸出，最高頻率4MHz。32位邏輯位置和實際位置計數器。RS232通訊。硬件部分已模塊化，無需任何硬件知識即可開發。

三、G代碼五軸聯動運動控制器的軟件系統

3.1 支持的G代碼
G代碼 分組 功能
*G00 1 定位（快速移動）
*G01 1 直線插補（進給速度）
G02 1 順時針圓弧插補
G03 1 逆時針圓弧插補
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
G28 0 返回參考點
G29 0 從參考點返回
G30 0 返回第二參考點
*G40 7 取消刀具半徑補償
G41 7 左側刀具半徑補償
G42 7 右側刀具半徑補償
G43 8 刀具長度補償＋
G44 8 刀具長度補償－
*G49 8 取消刀具長度補償
G52 0 設置局部坐標系
G53 0 選擇機床坐標系
*G54 14 選用1號工件坐標系
G55 14 選用2號工件坐標系
G56 14 選用3號工件坐標系
G57 14 選用4號工件坐標系
G58 14 選用5號工件坐標系
G59 14 選用6號工件坐標系
G60 0 單一方向定位
*G64 15 切削方式
G65 0 宏程序調用
G66 12 模態宏程序調用
*G67 12 模態宏程序調用取消
*G90 3 絕對值指令方式
*G91 3 增量值指令方式
G92 0 工件零點設定
*G98 10 固定循環返回初始點
G99 10 固定循環返回R點

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 程序結束 　
M03 主軸正轉 　
M04 主軸反轉 　
M05 主軸停止 　
M06 刀具交換 　
M08 冷卻開 　
M09 冷卻關 　
M18 主軸定向解除 　
M19 主軸定向 　
M30 程序結束并返回程序頭 　
M50 備用輸出1開 　
M51 備用輸出1關 　
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 調用子程序 　
M99 子程序結束返回／重復執行