1.引言 
         本文主要介紹了上海英威騰H600高精度伺服係統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的加工中心，其結構形式多為固定立柱，工作台為長方形，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

，並可在工作台上安裝一個沿水平軸旋轉的回轉台，用以加工螺旋線類零件。
        立式加工中心裝卡方便，便於操作
，易於觀察加工情況，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隻靠一根工業網線通過ETHERCAT通訊來實現數據的傳輸與反饋，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議，最初由德國倍福自動化有限公司(Beckhoff Automation GmbH) 研發。EtherCAT為係統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
，可選線纜冗餘
，和功能性安全協議(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係統限製：不必再像從前那樣在每個連接點接收以太網數據包，然後進行解碼並複製為過程數據。當幀通過每一個設備（包括底層端子設備）時，EtherCAT從站控製器讀取對於該設備十分重要的數據。同樣，輸入數據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(guo)去(qu)的(de)時(shi)候(hou)
，從(cong)站(zhan)會(hui)識(shi)別(bie)出(chu)相(xiang)關(guan)命(ming)令(ling)
，並(bing)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)。此(ci)過(guo)程(cheng)是(shi)在(zai)從(cong)站(zhan)控(kong)製(zhi)器(qi)中(zhong)通(tong)過(guo)硬(ying)件(jian)實(shi)現(xian)的(de)，因(yin)此(ci)與(yu)協(xie)議(yi)堆(dui)棧(zhan)軟(ruan)件(jian)的(de)實(shi)時(shi)運(yun)行(xing)係(xi)統(tong)或(huo)處(chu)理(li)器(qi)性(xing)能(neng)無(wu)關(guan)。網(wang)段(duan)中(zhong)的(de)最(zui)後(hou)一(yi)個(ge)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。
        端子實現以太網： 係統的每個設備都保證使用完整的以太網協議，甚至每個I/O端子亦如此
，無需使用子總線。隻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）並不是專用的
，它還可用於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）足以作為控製器中的硬件使用。DMA（直接存儲器存取）用於將數據傳輸到PC。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。
        協議： EtherCAT協議針對過程數據進行了優化，它被直接傳送到以太網幀，或被壓縮到UDP/IP數據報文中。UDP協議在其它子網中的 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幹個EtherCAT 報文，每個報文專門用於特定存儲區域，該存儲區域可編製大小達4GB的邏輯過程鏡像。由於數據鏈獨立於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/從站原理的數據交換外，EtherCAT還非常適用於控製器之間（主站/主站）的通訊。可自由編址的過程數據網絡變量以及各種參數化、診斷、編程和遠程控製服務，可以滿足眾多要求。用於主站/從站和主站/主站通訊的數據接口是相同的。
        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數據的刷新周期僅為30μs
，其中包括端子循環時間。通過一個以太網幀，可以交換高達1486字節的過程數據，幾乎相當於12000個數字量I/O。而這一數據量的傳輸僅用300μs。
        與100個伺服軸的通訊隻需100μs。在(zai)此(ci)期(qi)間(jian)，可(ke)以(yi)向(xiang)所(suo)有(you)軸(zhou)提(ti)供(gong)設(she)置(zhi)值(zhi)和(he)控(kong)製(zhi)數(shu)據(ju)，並(bing)報(bao)告(gao)它(ta)們(men)的(de)實(shi)際(ji)位(wei)置(zhi)和(he)狀(zhuang)態(tai)。分(fen)布(bu)式(shi)時(shi)鍾(zhong)技(ji)術(shu)保(bao)證(zheng)了(le)這(zhe)些(xie)軸(zhou)之(zhi)間(jian)的(de)同(tong)步(bu)時(shi)間(jian)偏(pian)差(cha)小(xiao)於(yu)1微秒。
        利用 EtherCAT 技(ji)術(shu)的(de)優(you)異(yi)性(xing)能(neng)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)用(yong)傳(chuan)統(tong)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)係(xi)統(tong)所(suo)無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)。這(zhe)樣(yang)，通(tong)過(guo)總(zong)線(xian)也(ye)可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)超(chao)高(gao)速(su)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)。以(yi)前(qian)需(xu)要(yao)本(ben)地(di)專(zhuan)用(yong)硬(ying)件(jian)支(zhi)持(chi)的(de)功(gong)能(neng)現(xian)在(zai)可(ke)在(zai)軟(ruan)件(jian)中(zhong)加(jia)以(yi)映(ying)射(she)。巨(ju)大(da)的(de)帶(dai)寬(kuan)資(zi)源(yuan)使(shi)狀(zhuang)態(tai)數(shu)據(ju)與(yu)任(ren)何(he)數(shu)據(ju)可(ke)並(bing)行(xing)傳(chuan)輸(shu)。EtherCAT技術使得通訊技術與現代高性能的工業PC相匹配。總線係統不再是控製理念的瓶頸。分布式I/O的數據傳遞超過了隻能由本地I/O接口才能實現的性能。
4.2 現場電控櫃結構圖片

 試機過程中為考驗伺服驅動器散熱不良的環境下工作
，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

 加工工件表麵光潔度很好，並且沒有象限凸起（在圓弧插補過程中，由於XY軸過象限交點而引起的表麵象限楞凸起）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(tu)破(po)了(le)其(qi)它(ta)以(yi)太(tai)網(wang)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)限(xian)製(zhi)，在(zai)網(wang)絡(luo)性(xing)能(neng)上(shang)達(da)到(dao)了(le)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)高(gao)度(du)。也(ye)正(zheng)因(yin)為(wei)此(ci)，工(gong)件(jian)在(zai)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)由(you)於(yu)各(ge)軸(zhou)的(de)高(gao)度(du)同(tong)步(bu)性(xing)，加(jia)工(gong)效(xiao)果(guo)，非(fei)常(chang)的(de)令(ling)人(ren)驚(jing)歎(tan)
，這(zhe)將(jiang)是(shi)機(ji)床(chuang)加(jia)工(gong)領(ling)域(yu)驅(qu)動(dong)進(jin)給(gei)方(fang)向(xiang)的(de)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)突(tu)破(po)。