CN116107268B - 一种纯电伺服数控折弯机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于钣金行业，提供了一种纯电伺服数控折弯机控制系统，包括三相电源、人机界面公共机、IO模块、主伺服驱动器Y1和主伺服驱动器Y2。三相电源为纯电伺服数控折弯机控制系统提供电源，电源接通后人机界面公共机的CNC控制器自动通过人机界面公共机的EtherCAT网口通讯连接各伺服轴和模块，电机使能后主伺服电机Y1和主伺服电机Y2由CNC控制器控制，根据不同工作状态来调整电机转速，由于伺服电机的优势，效率大大提高。本发明的目的是解决国外纯电伺服折弯机控制系统价格高，操作要求高，功能死板，轴扩展的重重限制，从而无法满足国内对于钣金加工多样化的需求。

Description

一种纯电伺服数控折弯机控制系统

技术领域

本发明属于钣金技术领域，主要是涉及一种纯电伺服纯电伺服数控折弯机控制系统。

背景技术

现有的技术中，数控电液折弯机的压力是由三相异步电机，液压油泵，液压比例压力阀提供。异步电机转速恒定，无法根据需求调整电机转速，折弯效率低，无论在哪种折弯状态中，异步电机都是处于工作状态，折弯速度快或慢，都不会影响异步电机的转速，因此电液折弯机的耗能会很大。

纯电伺服折弯机是一种革新技术的折弯机，区别于液压动力的折弯机，不需要使用液压油，不会产生重油污染，速度更快，效率更高，能耗更低，绿色环保。应用于钣金行业的专用设备，纯电伺服折弯机，通过大扭矩电机提供的动力使丝杆齿轮传动组带动滑板，折弯机两侧提供动力的电机需要做到精确的同步定位，同步控制，同时还要保证足够的折弯力。

国外控制系统的界面复杂，对使用人员要求高，而配备进口数控系统的折弯机本身价格就很高，更不用说是纯电伺服折弯机这一类的新技术，对应的进口系统更是价格高昂，货期长，维修不便。使得纯电伺服折弯机这样的革新技术不能在国内广泛推广。

发明内容

本发明提供了一种纯电伺服数控折弯机控制系统，旨在实现纯电伺服数控折弯机控制系统功能的多样化、生产成本的经济化和操作的简单化。

为实现上述目的，本发明提供了一种纯电伺服数控折弯机控制系统，所述纯电伺服数控折弯机控制系统包括三相电源、人机界面公共机、IO模块和主伺服轴驱动器，

所述三相电源为所述人机界面公共机、所述IO模块和所述主伺服驱动器提供电源；

所述主伺服轴驱动器通过所述人机界面公共机的EtherCAT网口和所述人机界面公共机、所述IO模块进行通讯连接。

进一步地，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括主伺服轴驱动器、伺服轴交流伺服驱动器、主伺服轴伺服电机、伺服轴伺服电机、光栅尺和折弯机滑板；

所述主伺服轴驱动器通过所述人机界面公共机的CNC控制器控制所述主伺服轴伺服电机进行运动；

所述光栅尺连接在折弯机滑板两侧，通过所述CNC控制器控制所述折弯机滑板进行运动；

所述伺服轴交流伺服驱动器通过所述CNC控制器控制所述伺服轴伺服电机进行运动。

进一步地，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括变压器、开关电源、断路器和交流接触器；

所述三相电源为第一伺服轴和第二伺服轴供电；

所述三相电源连接第一变压器，第一变压器具有第一交流电压和第二交流电压；

所述三相电源连接第二变压器，第二变压器具有第三交流电压，所述第三交流电压为第三伺服轴和第四伺服轴供电；

所述第一交流电压出线分为两路，分别是第一路输出和第二路输出，所述第一交流电压第一路输出为所述主伺服轴伺服电机的冷却风扇供电，所述第一交流电压第二路输出的火线连接第一断路器串联开关电源输入端的正极，所述开关电源的正极包括第一输出端和第二输出端；

所述开关电源的正极第一输出端输出第一直流电压，所述第一直流电压连接所述交流接触器的常开触点输出第二直流电压；

所述开关电源的正极第二输出端输出第一直流电压，所述第一直流电压为所述人机界面公共机的EtherCAT网口电源、人机界面公共机的CNC控制器电源、所述光栅尺的脉冲接收器电源、照明电源和中间继电器电源供电；

所述第一交流电压第二路输出的零线连接所述开关电源的负极，所述开关电源的负极输出端输出第三电压；

所述第一直流电压为所述纯电伺服数控折弯机控制系统的输入信号，抱闸电源、所有伺服的IO电源、限位开关电源和急停释放时交流接触器线圈供电；

所述第二交流电压的火线连接第三断路器输出第四交流电压；

所述第四交流电压串联数控系统总停、脚踏开关总停和所述交流接触器线圈电源一端，所述交流接触器线圈电源另一端与第一变压器输出的零线连接；

所述第四交流电压为所述交流接触器和所伺服供电。

进一步地，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括包括伺服轴伺服驱动器，所述人机界面公共机包括CNC IO模块和CNC脉冲模块，

所述EtherCAT网口连接所述CNC IO模块X1 IN输入网口；

所述CNC IO模块X2 OUT网口连接所述CNC脉冲模块X1 IN网口；

所述CNC脉冲模块X2 OUT网口连接所述伺服轴伺服驱动器。

进一步地，所述伺服轴伺服驱动器包括第一伺服轴伺服驱动器、所述第二伺服轴伺服驱动器、第三伺服轴伺服驱动器和第四伺服轴伺服驱动器，主伺服轴伺服驱动器包括第一主伺服轴伺服驱动器和第二主伺服轴伺服驱动器，

所述第一伺服轴伺服驱动器CN3 OUT网口连接所述第二伺服轴伺服驱动器CN4 IN网口；

所述第二伺服轴伺服驱动器CN3 OUT网口连接所述第三伺服轴伺服驱动器CN4 IN网口；

所述第三伺服轴伺服驱动器CN3 OUT网口连接所述第四伺服轴伺服驱动器CN4 IN网口；

所述第四伺服轴伺服驱动器CN3 OUT网口连接第一主伺服轴伺服驱动器J3 IN网口；

所述第一主伺服轴伺服驱动器J3 OUT网口连接第二主伺服轴伺服驱动器J3 IN网口。

进一步地，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括主伺服轴抱闸模块、主伺服轴交流伺服驱动器、主伺服轴驱动和继电器，

所述CNC控制器为所述继电器第二线圈提供低电平电压，继电器第一线圈连接所述第一直流电压，所述CNC控制器利用所述继电器常开触点控制主伺服轴抱闸，所述主伺服轴抱闸模块控制所述主伺服轴伺服电机的抱闸动作；

所述主伺服轴包括所述主伺服轴交流伺服驱动器，所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输出端7号端子连接所述中间继电器第二通电线圈，所述中间继电器第一通电线圈连接所述第二直流电压；所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输出端6号端子连接所述第三电压，所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输出端的11号端子连接所述第二直流电压用于所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输入输出端电源；

所述CNC控制器连接所述EtherCAT网口通讯控制所述主伺服轴驱动使能，所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输出端6号端子和J11输出端7号端子的伺服按照预设功能输出。

进一步地，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括齿轮丝杆传动组，

所述人机界面公共机为所述主伺服轴侧的光栅尺接入的电源供电，光栅尺的脉冲发射端连接所述CNC控制器的脉冲接收模块，所述光栅尺连接所述折弯机滑板两侧，用于反馈所述滑板运动的距离；

所述EtherCAT网口通讯连接所述主伺服轴驱动，用于控制所述主伺服电机通过齿轮丝杆传动组带动滑板上下运动，经过所述光栅尺反馈给所述CNC控制器的位置，通过所述CNC控制器程序中编写的预设算法计算快下的距离、共进的距离或者回程的距离，通过EtherCAT网口通讯控制主伺服电机进行运动。

进一步地，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括限位开关信号发射端和IO输入端，伺服轴伺服电机包括第一伺服轴伺服电机、第二伺服轴伺服电机、第三伺服轴伺服电机和第四伺服轴伺服电机，伺服轴驱动包括第一伺服轴驱动、第二伺服轴驱动、第三伺服轴驱动和第四伺服轴驱动，

所述第二直流电压连接第三限位开关、第四限位开关、第五限位开关和第六限位开关的正极，所述第三电压连接所述第三限位开关、第四限位开关、第五限位开关和第六限位开关的负极；

第三限位开关信号发射端连接所述第一伺服轴驱动的IO输入端，所述第一伺服轴驱动的IO输入端接收所述第三限位开关发射端的信号，所述第一伺服轴驱动将所述接收的信号通过所述EtherCAT网口通讯反馈给所述CNC控制器，所述CNC控制器根据接收的信号对所述第一伺服轴伺服电机进行控制；

第四限位开关信号发射端连接第二伺服轴驱动的IO输入端，所述第二伺服轴驱动的IO输入端接收所述第四限位开关发射端的信号，所述第二伺服轴驱动将所述接收的信号通过所述EtherCAT网口通讯反馈给所述CNC控制器，所述CNC控制器根据接收的信号对所述第二伺服轴伺服电机进行控制；

第五限位开关信号发射端连接第三伺服轴驱动的IO输入端，所述第三伺服轴驱动的IO输入端接收所述第五限位开关发射端的信号，所述第三伺服轴驱动将所述接收的信号通过所述EtherCAT网口通讯反馈给所述CNC控制器，所述CNC控制器根据接收的信号对所述第三伺服轴伺服电机进行控制；

第六限位开关信号发射端连接第四伺服轴驱动的IO输入端，所述第四伺服轴驱动的IO输入端接收所述第六限位开关发射端的信号，所述第四伺服轴驱动将所述接收的信号通过所述EtherCAT网口通讯反馈给所述CNC控制器，所述CNC控制器根据接收的信号对所述第四伺服轴伺服电机进行控制。

进一步地，所述第一伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述第三限位开关信号发射端，所述第一伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述第二直流电压，所述CNC控制器CNC脉冲模块的X2 OUT网口连接所述第一伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口进行通讯；

所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述第四限位开关信号发射端，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的9号端子连接第七限位开关的交流端，所述第七限位开关的空置端连接所述第三电压，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述第二直流电压，所述第二直流电压为所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入输出端电源供电，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输出端7号端子连接所述第三中间继电器的第二通电线圈，所述第三中间继电器的第一通电线圈连接所述第二直流电压，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输出端6号端子连接所述第三电压，所述CNC控制器连接所述EtherCAT网口通讯控制所述第二伺服轴驱动使能，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输出端6号和输出端7号的抱闸功能输出，所述第二直流电压连接所述第三中间继电器，所述CNC控制器利用所述第三中间继电器的常开触点控制第二伺服轴抱闸模块，所述第二伺服轴抱闸模块用于控制所述第二伺服轴伺服电机的抱闸动作，所述第一伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第二伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口进行通讯；

所述第三伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述第五限位开关信号发射端，所述第三伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述第二直流电压，所述第二伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第三伺服轴伺服驱动器的CN4IN网口进行通讯；

所述第四伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述第六限位开关信号发射端，所述第四伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述第二直流电压，所述第三伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第四伺服轴伺服驱动器的CN4IN网口进行通讯。

有益效果：

本发明提供一种纯电伺服数控折弯机控制系统，包括三相电源、人机界面公共机、IO模块、主伺服驱动器。三相电源为所述纯电伺服数控折弯机控制系统提供电源，电源接通后，人机界面公共机的CNC控制器自动通过人机界面公共机的EtherCAT网口通讯连接各伺服轴和模块，电机使能后，主伺服电机Y1和主伺服电机Y2由所述CNC控制器控制根据不同工作状态来调整电机转速，本发明提供的纯电伺服数控折弯机控制系统成本低廉，操作方面简单，功能多样化。

附图说明

图1为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的供电电路结构图；

图2为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的急停控制电路结构图；

图3为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的主控制器CNC的电路结构图；

图4为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的人机界面控制电路结构图；

图5为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的光栅尺连接CNC控制器的电路结构图；

图6为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的主伺服电机以及R轴电机抱闸电路结构图；

图7为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的CNC控制器间的通讯电路图；

图8为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的X轴交流伺服驱动器的电路结构图；

图9为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的R轴交流伺服驱动器的电路结构图；

图10为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的Z1轴交流伺服驱动器的电路结构图；

图11为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的Z2轴交流伺服驱动器的电路结构图；

图12为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的Y1轴交流主伺服驱动器的电路结构图；

图13为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的Y2轴交流主伺服驱动器的电路结构图；

图14为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的CNC控制器和伺服轴间的通讯电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下对本发明的具体实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中所示的电路图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本申请的实施例提供了一种纯电伺服数控折弯机控制系统，包括三相电源、人机界面公共机、IO模块、主伺服轴驱动器；所述三相电源为所述人机界面公共机、所述IO模块和所述主伺服轴驱动器提供电源；

所述主伺服轴驱动器通过所述人机界面公共机的EtherCAT网口和所述人机界面公共机、所述IO模块进行通讯连接。

其中，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括主伺服轴驱动器、伺服轴交流伺服驱动器、主伺服轴伺服电机、伺服轴伺服电机、光栅尺和折弯机滑板，

所述主伺服轴驱动器通过所述人机界面公共机的CNC控制器控制所述主伺服轴伺服电机进行运动；

所述光栅尺连接在折弯机滑板两侧，通过所述CNC控制器控制所述折弯机滑板进行运动；

所述伺服轴交流伺服驱动器通过所述CNC控制器控制所述伺服轴伺服电机进行运动。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例中，三相电源为380V三相电源，380V三相电源能够为所述人机界面公共机、所述IO模块和所述主伺服轴驱动器提供电源。请参阅图1，图1是本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的供电电路结构图。

所述三相电源380V经变压器TC1（即第一变压器）转化成220V交流电压（即第一交流电压）和24V交流电压（即第二交流电压）；

所述三相电源380V经变压器TC2（即第二变压器）转化成220V交流电压（即第三交流电压），通过所述220V交流电压（即第三交流电压）给伺服轴Z1和伺服轴Z2供电；三相电源380V直接为X轴R轴伺服供电。请参阅图2和图3，图2为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的急停控制电路结构图和图3为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的主控制器CNC的电路结构图，急停释放时KM4线圈得电，辅助触点常开变常闭10编号的24V电路接通。

所述纯电伺服数控折弯机控制系统工作时，合上断路器F1、F2、F3、F5、QF12、QF13、QF14，所述三相电源380V经变压器TC1（即第一变压器）转化成220V交流电压（即第一交流电压）和24V交流电压（即第二交流电压），所述220V交流电压（即第一交流电压）出线分为两路，即第一路输出和第二路输出，所述220V交流电压第一路输出为主伺服轴伺服电机的冷却风扇供电，所述第一交流电压第二路输出的火线连接第一断路器串联开关电源输入端的正极，输入端的零线连接开关电源VC1的负极；

所述开关电源的正极有输出端一（即第一输出端）和输出端二（即第二输出端），所述开关电源VC1的+V输出端一，输出24V直流电压241（即第一直流电压），所述24V直流电压241经过交流接触器KM4的常开触点输出24V直流电10（即第二直流电压），所述开关电源VC1的+V输出端二输出24V直流电压241（即第一直流电压），VC1的-V输出端输出0V电压7（即第三电压）；

所述24V交流电压输出一端的火线经过断路器F3输出交流电25（即第四交流电压）。

所述24V直流电压241用于人机界面公共机的A2电源（即EtherCAT网口电源）请参阅图4，CNC控制器A3电源请参阅图3，中间继电器电源KA10、中间继电器电源KA11、中间继电器电源KA21和中间继电器电源KA22请参阅图3，脉冲接收器A4电源（光栅尺用）请参阅图5，照明电源EL2、照明电源EL3和照明电源EL4请参阅图6，24V交流电压（即第三交流电压）用于KM4交流接触器的启动。

三相电源380V经变压器TC1转化成220V交流电压和24V交流电压，经过一个独立的开关电源VC1转化成直流24V电压；

进一步地，为了控制电机启动，所述24V交流电压25串联数控系统总停SB1和脚踏开关总停SB11，最后接入KM4交流接触器线圈电源一端，所述KM4线圈电源另一端与变压器TC1输出的零线连接。在这个设计中所述24V交流电压25控制所有伺服启动，在KM4的辅助触点NO点所接入的所述24V直流电压241出线为10作为系统的输入信号，抱闸电源，以及所有伺服的IO电源，以及限位开关电源，急停释放时KM4线圈得电；辅助触点常开变常闭10编号的24V电路接通，人机界面公共机通讯正常后可启动电机，电机驱动一旦报警，由于所有设备间的EtherCAT通讯连接的设计，产生报警后通讯便会中断，系统会自动中断主伺服驱动的使能，电机无法启动，可靠性大大提高。

进一步地，为了实现机床外部照明的控制，请参阅图6，所述24V直流电压241经断路器F4输出直流电245，人机界面控制照明开启，CNC控制器输出低电平电压至继电器KA22线圈A2（即第二线圈），KA22线圈A1（即第一线圈）连接所述24V直流电压241，继电器KA22线圈吸合后，断路器F4输出+24V电压245经继电器KA22常开触点控制EL2,EL3,EL4前后照明灯启动。

本实施例中，所述主伺服轴驱动器通过所述人机界面公共机的EtherCAT网口和所述人机界面公共机、所述IO模块进行通讯连接。

进一步地，为了实现EtherCAT网口通讯，从A2人机界面公共机EtherCAT网口连接A3模块（即CNC IO模块）X1 IN网口，从A3模块X2 OUT 网口连接A4模块（即CNC脉冲模块）X1IN网口请参阅图7；从A4模块X2 OUT 网口连接X轴伺服驱动器（第一伺服轴伺服驱动器）CN4IN网口请参阅图8；从X轴伺服驱动器CN3 OUT网口连接R轴伺服驱动器（即第二伺服轴伺服驱动器）CN4 IN网口请参阅图9；从R轴伺服驱动器CN3 OUT网口连接Z1轴伺服驱动器（即第三伺服轴伺服驱动器）CN4IN网口请参阅图10；从Z1轴伺服驱动器CN3 OUT网口连接Z2轴伺服驱动器（即第四伺服轴伺服驱动器）CN4 IN网口请参阅图11；从Z2轴伺服驱动器CN3 OUT网口连接Y1轴伺服驱动器（即第一主伺服轴伺服驱动器）J3 IN网口请参阅图12；从Y1轴伺服驱动器J3 OUT网口连接Y2轴伺服驱动器（即第二主伺服轴伺服驱动器）J3 IN网口请参阅图13，整体通讯连接顺序请参阅图14，图14为本申请的实施例提供的一种纯电伺服数控折弯机控制系统的CNC控制器和伺服轴间的通讯电路图，其中中英文缩写的含义是A2表示人机界面公共机，A3表示CNC IO模块，A4表示CNC脉冲模块，R表示R轴伺服驱动器，X表示X轴伺服驱动器，Z1表示Z1轴伺服驱动器，Z2表示Z2轴伺服驱动器，Y1表示Y1轴伺服驱动器，Y2表示Y2轴伺服驱动器。

本实施例中，所述主伺服轴驱动器通过所述人机界面公共机的CNC控制器控制所述主伺服轴伺服电机进行运动；

通过所述人机界面控制CNC控制器输出控制继电器KA21油泵启动,公共机收到油泵启动信号后控制主伺服电机M1,M2使能，电机使能后，主伺服电机M1和主伺服电机M2由所述CNC模块控制根据不同工作状态来调整电机转速。

进一步地，为了控制主伺服Y1轴运动控制，请参阅图12，还包括Y1轴交流伺服驱动器，所述Y1轴交流伺服驱动器控制Y1轴伺服电机M1动作, 在人机界面操作电机启动后，CNC控制系统输出低电平电压给继电器KA10线圈A2（即第二线圈），继电器KA10的线圈A1（即第一线圈）连接所述24V直流电压241，CNC控制器控制继电器KA10的线圈吸合后所述24V直流电压10经继电器KA10常开触点控制Y1抱闸，抱闸模块Y1-BREAK控制对Y1轴电机M1的抱闸动作；

Y1轴交流伺服驱动器的J11输出端7号端子连接中间继电器KA1通电线圈A2，继电器KA1通电线圈A1连接所述24V直流电压10，Y1轴交流伺服驱动器的J11输出端6号端子连接所述VC1的-V输出端输出0V电压7，Y1轴交流伺服驱动器的J11端的11号端子连接所述24V直流电压10 为Y1轴交流伺服驱动器的J11输入输出端+24V电源，CNC控制器经EtherCAT通讯使Y1轴驱动使能后，J11输出端6，7号的伺服准备好功能输出，继电器KA1线圈吸合后，所述TC1的220V电压经继电器KA1的常开触点控制Y1轴M1电机的冷却风扇FAN1开启。Z2轴伺服驱动器的CN3 OUT的网口连接Y1轴伺服驱动器的J3 IN的网口进行通讯。

进一步地，为了控制主伺服Y2轴运动控制，请参阅图13，还包括Y2轴交流伺服驱动器，所述Y2轴交流伺服驱动器控制Y2轴伺服电机M2动作, 在人机界面操作电机启动后，CNC控制器输出低电平电压给继电器KA11线圈A2，继电器KA11的线圈A1连接所述24V直流电压241，CNC控制器控制继电器KA11的线圈吸合后所述24V直流电压10经继电器KA11常开触点控制Y2抱闸，抱闸模块Y2-BREAK控制对Y2轴电机M2的抱闸动作；

Y2轴交流伺服驱动器的J11输出端7号端子连接中间继电器KA2通电线圈A2，继电器KA2通电线圈A1连接所述24V直流电压10，Y2轴交流伺服驱动器的J11输出端6号端子连接所述VC1的-V输出端输出0V电压7，Y2轴交流伺服驱动器的J11端的11号端子连接所述24V直流电压10 为Y2轴交流伺服驱动器的J11输入输出端+24V电源，CNC控制系统经EtherCAT通讯使Y2轴驱动使能后，J11输出端6，7号的伺服准备好功能输出，继电器KA2线圈吸合后，所述TC1的220V电压经继电器KA2的常开触点控制Y2轴M2电机的冷却风扇FAN2开启。Y1轴伺服驱动器的J3 OUT的网口连接Y2轴伺服驱动器的J3 IN的网口进行通讯。

本实施例中，所述光栅尺连接在折弯机滑板两侧，通过所述CNC控制器控制所述折弯机滑板进行运动。

人机界面公共机通过程序中的算法增益，设置参数通过EtherCAT网口通讯调整伺服主电机的转速和扭矩，且EtherCAT通讯方式控制更精准，相比模拟量控制受电磁干扰因素更少，连接方便快捷，只需通讯连接；

通过齿轮丝杆传动带动滑板工作，光栅尺连接折弯机滑板通过滑动测量反馈电机转动距离精确定位，通过齿轮丝杆传动的折弯过程中的快下转共进之间的速度转化更加顺滑，同时提高折弯效率。

本实施例只需伺服电机就可实现对折弯压力的控制，减小成本，伺服电机可根据折弯机的工作状态调整伺服电机M1,M2的速度，扭矩大小，重复定位精度极高，不需要液压油泵和产生液压油消耗，电机能耗降低，绿色环保，可应用于折弯机的控制工作当中。

进一步地，为了实现光栅尺对于折弯机运动的控制，请参阅图5，Y1和Y2侧（即主伺服轴侧）的GIVI光栅尺接入的+5V和0V电源由所述人机界面公共机供电，脉冲发射端连接CNC控制器的脉冲接收模块AM600-2HCE，光栅尺安装在折弯机滑板两侧，用来精确反馈滑板运动的距离。

进一步地，为了实现折弯机不同工作状态下的控制，所述主控制器CNC的EtherCAT通讯连接Y1轴主伺服驱动和Y2轴主伺服驱动，控制伺服电机通过齿轮丝杆传动组带动滑板的上下运动，经过滑板上光栅尺反馈给CNC的位置，通过CNC程序中编写的算法计算出快下、共进、回程的距离，通过EtherCAT通讯控制主伺服电机进行精确运动。

本实施例中，所述伺服轴交流伺服驱动器通过所述CNC控制器控制所述伺服轴伺服电机进行运动。

进一步地，为了实现后挡料运动轴的前后安全限位，所述24V直流电压10还连接限位开关SQ3（即第三限位开关）、限位开关SQ4（即第四限位开关）、限位开关SQ5（即第五限位开关）和限位开关SQ6（即第六限位开关）正极一端，所述限位开关SQ3、SQ4、SQ5、SQ6的负极一端连接所述VC1电源开关输出的0V电压7。

所述限位开关SQ3（即所述第三限位开关）如图8所示，信号发射端连接X轴驱动（即所述第一伺服轴驱动）的IO输入端，X轴驱动接收限位开关发射的信号通过EtherCAT通讯反馈给CNC控制器，从而对电机（即所述第一伺服轴伺服电机）进行控制；

所述限位开关SQ4（即所述第四限位开关）如图9所示，信号发射端连接R轴驱动（即所述第二伺服轴驱动）的IO输入端，R轴驱动接收限位开关发射的信号通过EtherCAT通讯反馈给CNC控制器，从而对电机（即所述第二伺服轴伺服电机）进行控制；

所述限位开关SQ5（即所述第五限位开关）如图10所示，信号发射端连接Z1轴驱动（即所述第三伺服轴驱动）的IO输入端，Z1轴驱动接收限位开关发射的信号通过EtherCAT通讯反馈给CNC控制器，从而对电机（即所述第三伺服轴伺服电机）进行控制；

所述限位开关SQ6（即所述第六限位开关）如图11所示，信号发射端连接Z2轴驱动（即所述第四伺服轴驱动）的IO输入端，Z2轴驱动接收限位开关发射的信号通过EtherCAT通讯反馈给CNC控制器，从而对电机（即所述第四伺服轴伺服电机）进行控制。

进一步地，为了实现后挡料X轴运动控制如图8所示，还包括X轴交流伺服驱动器（即所述第一伺服轴交流伺服驱动器），所述X轴交流伺服驱动器控制X轴伺服电机M3（即所述第一伺服轴伺服电机）动作，X轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述限位开关SQ3信号发射端，功能为原点位置，X轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述24V直流电压10。CNC控制器模块A4的X2 OUT网口连接X轴伺服驱动器的CN4 IN的网口进行通讯。

进一步地，为了实现后挡料R轴运动控制如图9所示，还包括R轴交流伺服驱动器，所述R轴交流伺服驱动器控制R轴伺服电机M4（即所述第二伺服轴伺服电机）动作，R轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述限位开关SQ4信号发射端，功能为原点位置，R轴交流伺服驱动器的CN1输入端的9号端子连接SQ41接近开关COM端，NC端连接所述VC1的-V输出端输出0V功能为正向超程开关。R轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述24V直流电压10 为CN1输入输出端+24V电源。

R轴交流伺服驱动器的CN1输端7号端子连接中间继电器KA4通电线圈A2，KA4通电线圈A1连接所述24V直流电压10，R轴交流伺服驱动器的CN1输端6号端子连接所述VC1的-V输出端输出0V电压7。CNC控制器经EtherCAT通讯使R轴驱动使能后，CN1输出端6，7号的抱闸功能输出，KA4线圈通电后所述24V直流电压10经继电器KA4常开触点控制Y4抱闸模块，抱闸模块Y4控制对R轴电机M4的抱闸动作。 X轴伺服驱动器的CN3 OUT的网口连接R轴伺服驱动器的CN4 IN的网口进行通讯。

进一步地，为了实现后挡料Z1轴运动控制如图10所示，还包括Z1轴交流伺服驱动器，所述Z1轴交流伺服驱动器控制Z1轴伺服电机M5（即所述第一伺服轴伺服电机）动作，Z1轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述限位开关SQ5信号发射端，功能为反向超程开关，Z1轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述24V直流电压10。R轴伺服驱动器的CN3 OUT的网口连接Z1轴伺服驱动器的CN4 IN的网口进行通讯。

进一步地，为了实现后挡料Z2轴运动控制如图11所示，还包括Z2轴交流伺服驱动器，所述Z2轴交流伺服驱动器控制Z2轴伺服电机M6（即所述第一伺服轴伺服电机）动作，Z2轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述限位开关SQ6信号发射端，功能为正向超程开关，Z2轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述24V直流电压10。Z1轴伺服驱动器的CN3 OUT的网口连接Z2轴伺服驱动器的CN4 IN的网口进行通讯。

本发明中，电源接通后CNC控制器自动通过EtherCAT通讯连接各伺服轴和模块，电机使能后主伺服电机M1和主伺服电机M2由CNC模块控制根据不同工作状态来调整电机转速，由于伺服电机的优势，效率大大提高。在人机界面中设置了电机启动虚拟按钮，启动主电机使能后KA1，KA2线圈得电如图12，图13所示，Y1,Y2电机抱闸模块Y2-BREAK、Y1-BREAK松开如图6所示，KA4线圈得电如图9所示，R轴电机抱闸模块R-BREAK松开如图6所示，此时各伺服电机均处于使能状态等待运动指令；后挡料装置动作时，当后挡料运动到当前安全限位的限位开关SQ3所在的位置时，SQ3闭合，X轴伺服驱动器IO功能输入，电机停止，并通过EtherCAT通讯给主控制器CNC信号，主控制器CNC通过人机界面提示现场工作人员；

当后挡料运动到当前安全限位的限位开关SQ4所在的位置时，SQ4闭合，R轴伺服驱动器IO功能输入，电机停止，并通过EtherCAT通讯给主控制器CNC信号，主控制器CNC通过人机界面提示现场工作人员;

当后挡料运动到当前安全限位的限位开关SQ5所在的位置时，SQ5闭合，Z1轴伺服驱动器IO功能输入，电机停止，并通过EtherCAT通讯给主控制器CNC信号，主控制器CNC通过人机界面提示现场工作人员;

当后挡料运动到当前安全限位的限位开关SQ6所在的位置时，SQ6闭合，Z2轴伺服驱动器IO功能输入，电机停止，并通过EtherCAT通讯给主控制器CNC信号，主控制器CNC通过人机界面提示现场工作人员。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种纯电伺服数控折弯机控制系统，其特征在于，所述纯电伺服数控折弯机控制系统包括三相电源、人机界面公共机、IO模块和主伺服轴驱动器，

所述三相电源为所述人机界面公共机、所述IO模块和所述主伺服轴驱动器提供电源；

所述主伺服轴驱动器通过所述人机界面公共机的EtherCAT网口和所述人机界面公共机、所述IO模块进行通讯连接；

所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括主伺服轴驱动器、伺服轴交流伺服驱动器、主伺服轴伺服电机、伺服轴伺服电机、光栅尺和折弯机滑板，

所述主伺服轴驱动器通过所述人机界面公共机的CNC控制器控制所述主伺服轴伺服电机进行运动；

所述光栅尺连接在折弯机滑板两侧，通过所述CNC控制器控制所述折弯机滑板进行运动；

所述伺服轴交流伺服驱动器通过所述CNC控制器控制所述伺服轴伺服电机进行运动；

所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括变压器、开关电源、断路器和交流接触器，

所述三相电源为第一伺服轴和第二伺服轴供电；

所述三相电源连接第一变压器，第一变压器具有第一交流电压和第二交流电压；

所述三相电源连接第二变压器，第二变压器具有第三交流电压，所述第三交流电压为第三伺服轴和第四伺服轴供电；

所述第一交流电压出线分为两路，分别是第一路输出和第二路输出，所述第一交流电压的第一路输出为所述主伺服轴伺服电机的冷却风扇供电，所述第一交流电压的第二路输出的火线连接第一断路器串联开关电源输入端的正极，所述开关电源的正极包括第一输出端和第二输出端；

所述开关电源的正极的第一输出端输出第一直流电压，所述第一直流电压连接所述交流接触器的常开触点输出第二直流电压；

所述开关电源的正极的第二输出端输出第一直流电压，所述第一直流电压为所述人机界面公共机的EtherCAT网口电源、人机界面公共机的CNC控制器电源、所述光栅尺的脉冲接收器电源、照明电源和中间继电器电源供电；

所述第一交流电压的第二路输出的零线连接所述开关电源的负极，所述开关电源的负极输出端输出第三电压；

所述第一直流电压为所述纯电伺服数控折弯机控制系统的输入信号，抱闸电源、所有伺服的IO电源、限位开关电源和急停释放时交流接触器线圈供电；

所述第二交流电压的火线连接第三断路器，输出第四交流电压；

所述第四交流电压串联数控系统总停、脚踏开关总停和所述交流接触器线圈电源一端，所述交流接触器线圈电源另一端与第一变压器输出的零线连接；

所述第四交流电压为所述交流接触器和所有伺服供电。

2.如权利要求1所述的纯电伺服数控折弯机控制系统，其特征在于，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括伺服轴伺服驱动器，所述人机界面公共机包括CNC IO模块和CNC脉冲模块，

所述EtherCAT网口连接所述CNC IO模块的X1 IN输入网口；

所述CNC IO模块的X2 OUT网口连接所述CNC脉冲模块的X1 IN网口；

所述CNC脉冲模块的X2 OUT网口连接所述伺服轴伺服驱动器。

3.如权利要求2所述的纯电伺服数控折弯机控制系统，其特征在于，所述伺服轴伺服驱动器包括第一伺服轴伺服驱动器、第二伺服轴伺服驱动器、第三伺服轴伺服驱动器和第四伺服轴伺服驱动器，主伺服轴伺服驱动器包括第一主伺服轴伺服驱动器和第二主伺服轴伺服驱动器，

所述第一伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第二伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口；

所述第二伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第三伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口；

所述第三伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第四伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口；

所述第四伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接第一主伺服轴伺服驱动器的J3 IN网口；

所述第一主伺服轴伺服驱动器的J3 OUT网口连接第二主伺服轴伺服驱动器的J3 IN网口。

4.如权利要求3所述的纯电伺服数控折弯机控制系统，其特征在于，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括主伺服轴抱闸模块、主伺服轴交流伺服驱动器、主伺服轴驱动和继电器，

所述CNC控制器为所述继电器的第二线圈提供低电平电压，继电器的第一线圈连接所述第一直流电压，所述CNC控制器利用所述继电器常开触点控制主伺服轴抱闸模块，所述主伺服轴抱闸模块控制所述主伺服轴伺服电机的抱闸动作；

所述主伺服轴包括所述主伺服轴交流伺服驱动器，所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输出端7号端子连接所述中间继电器的第二通电线圈，所述中间继电器的第一通电线圈连接所述第二直流电压；所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输出端6号端子连接所述第三电压，所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输出端的11号端子连接所述第二直流电压，用于所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输入输出端电源；

所述CNC控制器连接所述EtherCAT网口通讯控制所述主伺服轴驱动使能，所述主伺服轴交流伺服驱动器的J11输出端6号端子和J11输出端7号端子的伺服按照预设功能输出。

5.如权利要求4所述的纯电伺服数控折弯机控制系统，其特征在于，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括齿轮丝杆传动组，

所述EtherCAT网口通讯连接所述主伺服轴驱动，用于控制主伺服电机通过齿轮丝杆传动组带动滑板上下运动，经过所述光栅尺反馈给所述CNC控制器的位置，通过所述CNC控制器程序中编写的预设算法计算快下的距离、共进的距离或者回程的距离，通过所述EtherCAT网口通讯控制主伺服电机进行运动。

6.如权利要求5所述的纯电伺服数控折弯机控制系统，其特征在于，所述人机界面公共机为所述主伺服轴侧的光栅尺接入的电源供电，光栅尺的脉冲发射端连接所述CNC控制器的脉冲接收模块，所述光栅尺连接所述折弯机滑板两侧，用于反馈所述滑板运动的距离。

7.如权利要求5所述的纯电伺服数控折弯机控制系统，其特征在于，所述纯电伺服数控折弯机控制系统还包括限位开关信号发射端和IO输入端，伺服轴伺服电机包括第一伺服轴伺服电机、第二伺服轴伺服电机、第三伺服轴伺服电机和第四伺服轴伺服电机，伺服轴驱动包括第一伺服轴驱动、第二伺服轴驱动、第三伺服轴驱动和第四伺服轴驱动，

所述第二直流电压连接第三限位开关、第四限位开关、第五限位开关和第六限位开关的正极，所述第三电压连接所述第三限位开关、第四限位开关、第五限位开关和第六限位开关的负极；

第三限位开关信号发射端连接所述第一伺服轴驱动的IO输入端，所述第一伺服轴驱动的IO输入端接收所述第三限位开关发射端的信号，所述第一伺服轴驱动将接收的信号通过所述EtherCAT网口通讯反馈给所述CNC控制器，所述CNC控制器根据接收的信号对所述第一伺服轴伺服电机进行控制；

第四限位开关信号发射端连接第二伺服轴驱动的IO输入端，所述第二伺服轴驱动的IO输入端接收所述第四限位开关发射端的信号，所述第二伺服轴驱动将接收的信号通过所述EtherCAT网口通讯反馈给所述CNC控制器，所述CNC控制器根据接收的信号对所述第二伺服轴伺服电机进行控制；

第五限位开关信号发射端连接第三伺服轴驱动的IO输入端，所述第三伺服轴驱动的IO输入端接收所述第五限位开关发射端的信号，所述第三伺服轴驱动将接收的信号通过所述EtherCAT网口通讯反馈给所述CNC控制器，所述CNC控制器根据接收的信号对所述第三伺服轴伺服电机进行控制；

第六限位开关信号发射端连接第四伺服轴驱动的IO输入端，所述第四伺服轴驱动的IO输入端接收所述第六限位开关发射端的信号，所述第四伺服轴驱动将接收的信号通过所述EtherCAT网口通讯反馈给所述CNC控制器，所述CNC控制器根据接收的信号对所述第四伺服轴伺服电机进行控制。

8.如权利要求7所述的纯电伺服数控折弯机控制系统，其特征在于，所述伺服轴驱动还包括第一伺服轴交流伺服驱动器、第二伺服轴交流伺服驱动器、第三伺服轴交流伺服驱动器和第四伺服轴交流伺服驱动器，

所述第一伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述第三限位开关信号发射端，所述第一伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述第二直流电压，所述CNC控制器CNC脉冲模块的X2 OUT网口连接所述第一伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口进行通讯；

所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述第四限位开关信号发射端，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的9号端子连接第七限位开关的交流端，所述第七限位开关的空置端连接所述第三电压，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述第二直流电压，所述第二直流电压为所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入输出端电源供电，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输出端7号端子连接第三中间继电器的第二通电线圈，所述第三中间继电器的第一通电线圈连接所述第二直流电压，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输出端6号端子连接所述第三电压，所述CNC控制器连接所述EtherCAT网口通讯控制所述第二伺服轴驱动使能，所述第二伺服轴交流伺服驱动器的CN1输出端6号和输出端7号的抱闸功能输出，所述第二直流电压连接所述第三中间继电器，所述CNC控制器利用所述第三中间继电器的常开触点控制第二伺服轴抱闸模块，所述第二伺服轴抱闸模块用于控制所述第二伺服轴伺服电机的抱闸动作，所述第一伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第二伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口进行通讯；

所述第三伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述第五限位开关信号发射端，所述第三伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述第二直流电压，所述第二伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第三伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口进行通讯；

所述第四伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的34号端子连接所述第六限位开关信号发射端，所述第四伺服轴交流伺服驱动器的CN1输入端的11号端子连接所述第二直流电压，所述第三伺服轴伺服驱动器的CN3 OUT网口连接所述第四伺服轴伺服驱动器的CN4 IN网口进行通讯。

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