1.引言 
         本文主要介紹了上海英威騰H600高精度伺服系統(tǒng)作為進給驅動在立式加工中心上的應用。

2.立式加工中心 
        立式加工中心是指主軸為垂直狀態(tài)的加工中心，其結構形式多為固定立柱，工作臺為長方形，無分度回轉功能，適合加工盤、套、板類零件，它一般具有三個直線運動坐標軸，并可在工作臺上安裝一個沿水平軸旋轉的回轉臺，用以加工螺旋線類零件。
        立式加工中心裝卡方便，便于操作，易于觀察加工情況，調試程序容易，應用廣泛。
3.加工中心技術要求

4.伺服與上位機的接線示意圖

上位機跟伺服驅動器之間只靠一根工業(yè)網線通過ETHERCAT通訊來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與反饋，接線簡單，同步性高，速率快。
4.1H600伺服所應用的EtherCAT通訊 
        EtherCAT是開放的實時以太網絡通訊協(xié)議，最初由德國倍福自動化有限公司(Beckhoff Automation GmbH) 研發(fā)。EtherCAT為系統(tǒng)的實時性能和拓撲的靈活性樹立了新的標準，同時，它還符合甚至降低了現(xiàn)場總線的使用成本。EtherCAT的特點還包括高精度設備同步，可選線纜冗余，和功能性安全協(xié)議(SIL3)。
運行原理：
        通過采用EtherCAT技術， Beckhoff突破了其它以太網解決方案的這些系統(tǒng)限制：不必再像從前那樣在每個連接點接收以太網數(shù)據(jù)包，然后進行解碼并復制為過程數(shù)據(jù)。當幀通過每一個設備（包括底層端子設備）時，EtherCAT從站控制器讀取對于該設備十分重要的數(shù)據(jù)。同樣，輸入數(shù)據(jù)可以在報文通過時插入至報文中。在幀被傳遞 （僅被延遲幾位）過去的時候，從站會識別出相關命令，并進行處理。此過程是在從站控制器中通過硬件實現(xiàn)的，因此與協(xié)議堆棧軟件的實時運行系統(tǒng)或處理器性能無關。網段中的最后一個EtherCAT從站將經過充分處理的報文返回，這樣該報文就作為一個響應報文由第一個從站返回到主站。
        端子實現(xiàn)以太網： 系統(tǒng)的每個設備都保證使用完整的以太網協(xié)議，甚至每個I/O端子亦如此，無需使用子總線。只需將耦合器的傳輸介質由雙絞線（100baseTX）轉換為E總線即可滿足電子端子排的要求。端子排內的E總線信號類型（LVDS）并不是專用的，它還可用于10千兆位以太網。在端子排末端，物理總線特性被轉換回 100baseTX 標準。
        標準以太網MAC或便宜的標準網卡（NIC）足以作為控制器中的硬件使用。DMA（直接存儲器存?。┯糜趯?shù)據(jù)傳輸?shù)絇C。這意味著網絡訪問對CPU性能沒有影響。在Beckhoff多端口卡中運用了相同的原理，它在一個PCI插槽中捆綁最多4個以太網通道。
        協(xié)議： EtherCAT協(xié)議針對過程數(shù)據(jù)進行了優(yōu)化，它被直接傳送到以太網幀，或被壓縮到UDP/IP數(shù)據(jù)報文中。UDP協(xié)議在其它子網中的 EtherCAT網段由路由器進行尋址的情況下使用。以太網幀可能包含若干個EtherCAT 報文，每個報文專門用于特定存儲區(qū)域，該存儲區(qū)域可編制大小達4GB的邏輯過程鏡像。由于數(shù)據(jù)鏈獨立于EtherCAT端子物理順序，因此可以對EtherCAT端子進行任意編址。從站之間可進行廣播、多點傳送和通訊。 
        除了符合主站/從站原理的數(shù)據(jù)交換外，EtherCAT還非常適用于控制器之間（主站/主站）的通訊?？勺杂删幹返倪^程數(shù)據(jù)網絡變量以及各種參數(shù)化、診斷、編程和遠程控制服務，可以滿足眾多要求。用于主站/從站和主站/主站通訊的數(shù)據(jù)接口是相同的。
        性能： EtherCAT在網絡性能上達到了一個新的高度。1000個分布式I/O數(shù)據(jù)的刷新周期僅為30μs，其中包括端子循環(huán)時間。通過一個以太網幀，可以交換高達1486字節(jié)的過程數(shù)據(jù)，幾乎相當于12000個數(shù)字量I/O。而這一數(shù)據(jù)量的傳輸僅用300μs。
        與100個伺服軸的通訊只需100μs。在此期間，可以向所有軸提供設置值和控制數(shù)據(jù)，并報告它們的實際位置和狀態(tài)。分布式時鐘技術保證了這些軸之間的同步時間偏差小于1微秒。
        利用 EtherCAT 技術的優(yōu)異性能，可以實現(xiàn)用傳統(tǒng)現(xiàn)場總線系統(tǒng)所無法實現(xiàn)的控制方法。這樣，通過總線也可以形成超高速控制回路。以前需要本地專用硬件支持的功能現(xiàn)在可在軟件中加以映射。巨大的帶寬資源使狀態(tài)數(shù)據(jù)與任何數(shù)據(jù)可并行傳輸。EtherCAT技術使得通訊技術與現(xiàn)代高性能的工業(yè)PC相匹配?？偩€系統(tǒng)不再是控制理念的瓶頸。分布式I/O的數(shù)據(jù)傳遞超過了只能由本地I/O接口才能實現(xiàn)的性能。
4.2 現(xiàn)場電控柜結構圖片

 試機過程中為考驗伺服驅動器散熱不良的環(huán)境下工作，故意將其安裝緊靠在一起，長時間運行，在散熱不良的環(huán)境下運行，H600，試機結果沒有任何問題。

4.3加工工件圖片

 加工工件表面光潔度很好，并且沒有象限凸起（在圓弧插補過程中，由于XY軸過象限交點而引起的表面象限楞凸起）的痕跡。整個圓弧插補的過程，XY軸伺服進給高響應性的結果。

        結語：H600伺服在立式加工中心上的應用，與上位機通過通過采用EtherCAT技術， Beckhoff突破了其它以太網解決方案的這些系統(tǒng)限制，在網絡性能上達到了一個新的高度。也正因為此，工件在加工過程中由于各軸的高度同步性，加工效果，非常的令人驚嘆，這將是機床加工領域驅動進給方向的一個新的突破。