重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構的製作方法

2023-12-12 07:15:07 1

重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構，包括工控機、數控系統、第一I/O模塊、分布式I/O模塊及伺服驅動器；該第一I/O模塊與數控系統之間、第一I/O模塊與其中一分布式I/O模塊之間以及相鄰兩分布式I/O模塊之間均通過第一現場總線連接，該數控系統與其中一伺服驅動器之間以及相鄰兩伺服驅動器之間均通過第二現場總線連接，每一伺服驅動器均連接有一伺服電機。藉此，以便實現高速I/O同步高速數字傳輸的現場總線控制，現場總線及實時乙太網絡通訊的抗幹擾能力強，傳輸速度快，從而能夠有效提高系統控制的穩定性、加工精度，提高工作效率，且具有結構簡單、布線方便、易於維護、可靠性高和易於實現多通道同步協調控制等特點。
【專利說明】重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及木材機械加工中心領域技術，尤其是指一種重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構。

【背景技術】
[0002]隨著科技的進步，高新技術在木工機械行業的應用也越來越廣泛。尤其是數控技術和高速切削技術的使用，為高效利用木材資源，加強環境保護髮揮了重要作用。數控技術作為先進的製造技術的關鍵與核心技術，正朝著多軸聯動、高速、高精度的方向發展。
[0003]在傳統的木工行業數控加工中心數控系統中，運動控制器與伺服驅動器、1之間通信都是採用脈衝或模擬量接口，脈衝通信是利用脈衝信號加方向信號或雙脈衝信好進行控制。脈衝數控制電機移動距離，脈衝頻率控制電機速度，方向信號或雙脈衝的相位關係控制電機的旋轉方向。脈衝與模擬量相對於總線數字接口主要存在以下的缺陷:
[0004]a.運動控制器需要採用數模轉換器，解析度低，容易產生漂移，抗幹擾能力差。
[0005]b.只能傳送一種信息且只能單向傳送，嚴重限制了信息量。
[0006]c.一個脈衝/模擬量接口只能連接一軸驅動器，系統軟硬體缺乏柔性和擴展性，這一問題對多軸數控加工中心顯得尤為明顯。
[0007]d.脈衝/模擬接口的硬體連線繁多，連接複雜，連線距離有限。現場安裝、調試不方便，出錯率高，難以分布式控制。
[0008]傳統的脈衝或模擬量接口的伺服驅動不但不能滿足高速高精數控系統的通訊要求，而且已經成為高檔數控系統發展的一大瓶頸。隨著越來越多的多軸聯動數控工具機的發展，數控技術亟待解決多軸同步協調控制問題。
實用新型內容
[0009]有鑑於此，本實用新型針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構，其具有結構簡單、易於維護、可靠性高和易於實現多通道同步協調控制等特點。
[0010]為實現上述目的，本實用新型採用如下之技術方案:
[0011 ] 一種重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構，包括有工控機、數控系統、第一 I/o模塊、多個分布式I/O模塊以及多個伺服驅動器；該數控系統連接工控機，該第一 I/o模塊與數控系統之間、第一 I/O模塊與其中一分布式I/O模塊之間以及相鄰兩分布式I/o模塊之間均通過第一現場總線連接，該數控系統與其中一伺服驅動器之間以及相鄰兩伺服驅動器之間均通過第二現場總線連接，每一伺服驅動器均連接有一伺服電機。
[0012]作為一種優選方案，所述第一現場總線為EtherCAT基於實時乙太網的現場總線。
[0013]作為一種優選方案，所述第二現場總線為運動級的Mechat1link-1I / III現場總線。
[0014]本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，由上述技術方案可知:
[0015]通過利用第一現場總線連接第一 I/O模塊與數控系統之間、第一 I/O模塊與其中一分布式I/o模塊之間以及相鄰兩分布式I/O模塊之間，並配合利用第二現場總線連接數控系統與其中一伺服驅動器之間以及相鄰兩伺服驅動器之間，以便實現高速I/o同步高速數字傳輸的現場總線控制，現場總線及實時乙太網絡通訊的抗幹擾能力強，傳輸速度快，從而能夠有效提高系統控制的穩定性、加工精度，提高工作效率，且具有結構簡單、布線方便、易於維護、可靠性高和易於實現多通道同步協調控制等特點。
[0016]為更清楚地闡述本實用新型的結構特徵和功效，下面結合附圖與具體實施例來對本實用新型進行詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型之較佳實施例的結構示意圖。
[0018]附圖標識說明:
[0019]10、工控機20、數控系統
[0020]30、第一 I/O模塊40、分布式I/O模塊
[0021]50、伺服驅動器60、第一現場總線
[0022]70、第二現場總線80、伺服電機。

【具體實施方式】
[0023]請參照圖1所示，其顯示出了本實用新型之較佳實施例的具體結構，包括有工控機10、數控系統20、第一 I/O模塊30、多個分布式I/O模塊40以及多個伺服驅動器50。
[0024]該數控系統20連接工控機10，該第一 I/O模塊30與數控系統20之間、第一 I/O模塊30與其中一分布式I/O模塊40之間以及相鄰兩分布式I/O模塊40之間均通過第一現場總線60連接，在本實施例中，該第一現場總線60為EtherCAT基於實時乙太網的現場總線，即:它們是由標準的乙太網接口，通過標準的乙太網RJ45B雙絞線直通連接形式聯接。
[0025]該數控系統20與其中一伺服驅動器50之間以及相鄰兩伺服驅動器50之間均通過第二現場總線70連接，每一伺服驅動器50均連接有一伺服電機80，該第二現場總線70為運動級的Mechatoolink-1I / III現場總線，即它們是通過控制器端由標準的9/15Pin串口與驅動器端標準的USB接口由雙絞線聯接在一起。
[0026]採用現場總線連接的重型木材加工中心，可以克服脈衝/模擬量接口的不足，從而實現數控系統20與伺服驅動器50、各I/O模塊之間的高數數字傳輸，具體優點如下:
[0027]1.採用高速網絡數字通訊、從站數量不受主站軟硬體的限制，容易實現模塊化工具機的擴展與剪裁。
[0028]2.可以節省大量的布線、安裝時間和費用。分布式控制和成本控制要求。本多軸加工中心工具機結構複雜，床身較大，如果I/o模塊使用分布控制方案，勢必減少連接電纜成本。
[0029]3.採用雙絞線作為傳輸介質，抗幹擾能力強。
[0030]4.可實現數控系統20與伺服驅動器50、各I/O模塊間的高速雙向數據傳輸，信息量豐富。高速數字控制傳輸要求。本多軸加工中心要求伺服通信能對各種控制信息(位置數據、速度數據、I/o 口控制等)予以高速發送和接收(如10-100MbpS)，而且這些信息要求用數字傳送，以保證系統可以高度靈活地完成運動控制。
[0031 ] 5.滿足多軸同步控制要求，可以確保多軸同步協調控制。
[0032]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型的技術範圍作任何限制，故凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構，其特徵在於:包括有工控機、數控系統、第一 I/O模塊、多個分布式I/O模塊以及多個伺服驅動器；該數控系統連接工控機，該第一 I/o模塊與數控系統之間、第一 I/O模塊與其中一分布式I/O模塊之間以及相鄰兩分布式I/o模塊之間均通過第一現場總線連接，該數控系統與其中一伺服驅動器之間以及相鄰兩伺服驅動器之間均通過第二現場總線連接，每一伺服驅動器均連接有一伺服電機。
2.根據權利要求1所述的重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構，其特徵在於:所述第一現場總線為EtherCAT基於實時乙太網的現場總線。
3.根據權利要求1所述的重型木材加工中心的現場總線實時乙太網絡控制系統結構，其特徵在於:所述第二現場總線為運動級的Mechat1link-1I /III現場總線。
【文檔編號】G05B19/418GK204203751SQ201420676152
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】董慧濤, 陶宏健 申請人:東莞市南興家具裝備製造股份有限公司