菲迪亞C 係列（liè）數控係統機床是一種高精度、高效率的自動化設備。該係列機（jī）床具有兩套測量反饋係統［1］，一套是由伺服電動機及編碼器（qì）構成（chéng）的半閉環（huán）係統，實現對速度控製;另（lìng）一套由光（guāng）柵尺構成的全閉環係統（tǒng），實現對位置的控製。在數（shù）控機床（chuáng）的製（zhì）造及使用周期中，兩種測量反饋係統經常需要進行手動切換實現位置控製，切換時（shí）不僅需要單獨運行BRUCO 軟件，進（jìn）行驅動部分參數的設置，而且（qiě）還要在用戶操作界麵下設置軸參數，激活相應的補（bǔ）償數據，進（jìn）行數控係統的初始化［2］。以上（shàng）手動切換過程繁瑣，極易出錯，通常要求具（jù）有豐富經驗（yàn）的調試、維護人（rén）員進行操作［3］。為了提高工（gōng）作效率，實現測量係統簡單、可靠的切換，本文通過對菲迪亞（yà）C 係列數（shù）控（kòng）係統（tǒng）界麵開發技術及測量係統切換機製的研究，利用菲迪亞係統的用戶接口功能，在（zài）係統界麵上集成可視化的操作軟鍵，結合AUCOL 編程語言，開發出測量反饋係統的自動切換功能，並成功應用於GMC820u 五軸數控機床（chuáng）。

1 測量係統切換控製原理

     菲迪亞C 係列產品是基於PC 的數控係統。其數控係統由用戶界麵和CNC 控製兩部分組成。用戶界麵運行在（zài）WindowsXP 操作係統環境下，CNC 控製部分通過菲迪亞的CPU5 控製板實現（xiàn）程序運行、軸控製等功能，是現代的開放型結構，其控製原（yuán）理［1］如圖1。

     菲迪亞C 係列產品控製核（hé）心為CPU5 板（bǎn），通（tōng）過PCI 插槽安裝在工控機的主板上，實現數（shù）控係統所有的（de）功能，其中FFB1 控製板為係統的通訊接口，經高速現（xiàn）場總線，與數字驅動單元進行通訊，接收來自CPU5板的控製指（zhǐ）令，完成係統對坐標軸（zhóu）的位置、速度控製（zhì）。數字驅動單元（yuán）反饋接口如圖2 所示。數控係統的位置控製有（yǒu）兩種實現方式，一種是通過伺服電動機上的編碼器反（fǎn）饋，經接口X51 實（shí）現位置和速度控製，構成位置半閉環伺（sì）服係統; 另一種由光柵（shān）尺直接進（jìn）行位置反饋，經直接位置反饋接口X55 實現位置控製（zhì），構成位置全閉環（huán）伺服係統。通過設置不同的驅動（dòng）參數、軸參數( 表1) ，實現全閉環和半閉環（huán）的切換。

     為了實現數（shù）控係統（tǒng）對機床運動部（bù）件的精準控製，完成對測量反饋係統切換後，需要（yào）利用數控係（xì）統本身所具有的反向間隙誤差（chà）補償（cháng）、絲杆螺（luó）距誤差（chà）補償功能，對各個坐標軸的位置精度進行（háng）補償，保證機床的加工精度。使用補償指令如下:

G102; 補償開始

G100; 補償結束

補償格式: N． ． X． ． R． ． E． ．

N: 順序號

X: 軸名及補償坐標值

E: 補償值

R: 反向補償值

例如: N20 X 120． R． 15 E． 25

     為了實現數控係統對機床運動部件的（de）精準控製，完成對測量反饋係統切換後，需要（yào）利用數控（kòng）係統本身所具有的反向間（jiān）隙誤差補償、絲杆螺距誤差補償功能，對各個（gè）坐標軸的（de）位置精（jīng）度進行補償，保證機床的加工精度。使用（yòng）補償指（zhǐ）令如下:

G102; 補償開始

G100; 補償結束

補償（cháng）格式: N． ． X． ． R． ． E． ．

N: 順序號

X: 軸名（míng）及（jí）補償（cháng）坐標值

E: 補償（cháng）值

R: 反向補償值

例如: N20 X 120． R． 15 E． 25

2 自動切換功能開發

     測量反饋係統的自（zì）動切換功能（néng）需要兩個（gè）獨立的（de）按鍵分（fèn）別實現全閉環、半閉環的切換控製。由於菲迪亞係（xì）統提供的用戶自定義鍵數（shù）量有限，所以（yǐ）需要通過界麵開發擴展用戶按鍵，滿足（zú）功能開發的需求。

     2． 1 界麵開發

    菲迪（dí）亞C 係列產品提供3 種界麵開發形式:

      ( 1) 用戶軟鍵擴（kuò）展

     通（tōng）過（guò）係統操作（zuò）界麵選項菜單（dān），實現用戶自定義鍵的擴展。可在操作界麵定義100 個（gè）用戶化軟鍵。

      ( 2) 用戶化界麵

      通（tōng）過係（xì）統提供的編程語言，建立（lì）CUSTOM． VID 文件，形成（chéng）用戶化的按鍵及界麵。但需要外（wài）購編程（chéng）手冊。

     ( 3) VSKP 軟件擴展按鍵

     通過菲迪亞提供的VSKP 軟件（jiàn）擴（kuò）展（zhǎn）用戶化特色軟（ruǎn）鍵（jiàn）。用戶（hù）可更改按（àn）鍵界麵，形成自（zì）己的界麵風（fēng）格（gé），但需要按其提供的編程格式編寫配置文件。

     基於滿足（zú）功（gōng）能開發需求，減少額外編程工（gōng）作量（liàng），本文采用第一種方法，即通（tōng）過在係統初始化文件( Fidia． ini) 內（nèi）的［WS］區（qū）域下增加“CustomVertKey = CUSTOM”實現用戶軟鍵擴展，界麵如圖3 所示。

     當按下“CUSTOM”軟鍵後，會打開一組空白水平軟鍵，通過“Custom keys”定義用戶化的特色軟鍵，即按鍵“X LINE”、“Y LINE”、“Z LINE”、“X MOTOR”、 “Y MOTOR”、“Z MOTOR”、“A LINE”。

X、Y、Z、A—分別表示坐標軸; 

LINE—表示全（quán）閉環;

MOTOR—表（biǎo）示半閉環。

     2． 2 功能實現

      通過擴展（zhǎn）的用戶軟鍵，利用（yòng）AUCOL 編程語言（yán）提供的WRITEP 更改參數指（zhǐ）令（lìng）以及NCBLK 塊執行指令，開發全閉環與（yǔ）半閉環（huán）參數及（jí）補（bǔ）償（cháng）數據自動切換。

     每個水平（píng）軟鍵有兩個內存位，MDSKnn 和MDLKnn，當按下圖3 所示用戶擴展按鍵時，係統會通過兩個內存位實現與AUCOL 編程語言的交互。本文以X 坐標軸（zhóu）為例，實現測量係統的自動切換（huàn）。

     1) 全閉環、半（bàn）閉環自動轉（zhuǎn）換

     使用AUCOL 編程語言，在編寫的PLC 程（chéng）序內增加子進程，通過處（chù）理兩個內存位，利用WRITEP 寫（xiě）參數指令實現全閉環（huán）、半閉環驅動參數、軸參數的更改及生效。主要指（zhǐ）令如下:

ACL MDSK00 按（àn）鍵判斷;

IFNE JUMP ONE020 跳（tiào）轉;

ONE020:

WRITEP 0L，"

FDP0065 XM" 參數更改;

WRITEP 1B，"

FDBRESET" 參數生效;

PEND 進程（chéng）結束。

     ( 2) 補償數據切換

在plcblk． set 文件內增加補償數據，格式如下:

［MX0 = X0． E0 R0］ 半閉環補償數（shù）據（jù）;

［LX0 = X0． E0 R0］ 全閉環補償數據（jù）。

     以上補償數據，可以根據（jù）實際補償（cháng）需要進行任意擴展。對補（bǔ）償數據進行（háng）更改及生效的子進程如下:

NCBLK G102 補償開（kāi）始;

TSTP " FDP0065 XM" 全閉環、半閉環判斷;

IFNE JUMP ONA030 跳轉全閉環補償;

NCBLK MX0 半閉環補償數據;

JUMP ONA040 跳轉補償結束;

ONA030: NCBLK LX0 全閉環補償數據;

ONA040: NCBLK G100 補償結（jié）束;

PEND 進程結束。

3 結語

      通過對菲迪亞界麵開發（fā）及測量係統切換機製的研究，實現了按鍵（jiàn）操（cāo）作完成測量反饋係統的自動切換。該功能在（zài）GMC820u 五軸機床［4］的實際應用，能有效地保證機床的穩（wěn）定運行［5 － 6］。在安裝、調試及維修過程中（zhōng），不僅操作方便、實用性強，而且極大縮短了切換操作時間，提高了工（gōng）作效率。