CN204203751U - 重型木材加工中心的现场总线实时以太网络控制系统结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种重型木材加工中心的现场总线实时以太网络控制系统结构，包括工控机、数控系统、第一I/O模块、分布式I/O模块及伺服驱动器；该第一I/O模块与数控系统之间、第一I/O模块与其中一分布式I/O模块之间以及相邻两分布式I/O模块之间均通过第一现场总线连接，该数控系统与其中一伺服驱动器之间以及相邻两伺服驱动器之间均通过第二现场总线连接，每一伺服驱动器均连接有一伺服电机。藉此，以便实现高速I/O同步高速数字传输的现场总线控制，现场总线及实时以太网络通讯的抗干扰能力强，传输速度快，从而能够有效提高系统控制的稳定性、加工精度，提高工作效率，且具有结构简单、布线方便、易于维护、可靠性高和易于实现多通道同步协调控制等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及木材机械加工中心领域技术，尤其是指一种重型木材加工中心的现场总线实时以太网络控制系统结构。
背景技术
随着科技的进步，高新技术在木工机械行业的应用也越来越广泛。尤其是数控技术和高速切削技术的使用，为高效利用木材资源，加强环境保护发挥了重要作用。数控技术作为先进的制造技术的关键与核心技术，正朝着多轴联动、高速、高精度的方向发展。
在传统的木工行业数控加工中心数控系统中，运动控制器与伺服驱动器、IO之间通信都是采用脉冲或模拟量接口，脉冲通信是利用脉冲信号加方向信号或双脉冲信好进行控制。脉冲数控制电机移动距离，脉冲频率控制电机速度，方向信号或双脉冲的相位关系控制电机的旋转方向。脉冲与模拟量相对于总线数字接口主要存在以下的缺陷：
a.运动控制器需要采用数模转换器，分辨率低，容易产生漂移，抗干扰能力差。
b.只能传送一种信息且只能单向传送，严重限制了信息量。
c.一个脉冲/模拟量接口只能连接一轴驱动器，系统软硬件缺乏柔性和扩展性，这一问题对多轴数控加工中心显得尤为明显。
d.脉冲/模拟接口的硬件连线繁多，连接复杂，连线距离有限。现场安装、调试不方便，出错率高，难以分布式控制。
传统的脉冲或模拟量接口的伺服驱动不但不能满足高速高精数控系统的通讯要求，而且已经成为高档数控系统发展的一大瓶颈。随着越来越多的多轴联动数控机床的发展，数控技术亟待解决多轴同步协调控制问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种重型木材加工中心的现场总线实时以太网络控制系统结构，其具有结构简单、易于维护、可靠性高和易于实现多通道同步协调控制等特点。
为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
一种重型木材加工中心的现场总线实时以太网络控制系统结构，包括有工控机、数控系统、第一I/O模块、多个分布式I/O模块以及多个伺服驱动器；该数控系统连接工控机，该第一I/O模块与数控系统之间、第一I/O模块与其中一分布式I/O模块之间以及相邻两分布式I/O模块之间均通过第一现场总线连接，该数控系统与其中一伺服驱动器之间以及相邻两伺服驱动器之间均通过第二现场总线连接，每一伺服驱动器均连接有一伺服电机。
作为一种优选方案，所述第一现场总线为EtherCAT基于实时以太网的现场总线。
作为一种优选方案，所述第二现场总线为运动级的Mechatrolink-Ⅱ/Ⅲ现场总线。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
通过利用第一现场总线连接第一I/O模块与数控系统之间、第一I/O模块与其中一分布式I/O模块之间以及相邻两分布式I/O模块之间，并配合利用第二现场总线连接数控系统与其中一伺服驱动器之间以及相邻两伺服驱动器之间，以便实现高速I/O同步高速数字传输的现场总线控制，现场总线及实时以太网络通讯的抗干扰能力强，传输速度快，从而能够有效提高系统控制的稳定性、加工精度，提高工作效率，且具有结构简单、布线方便、易于维护、可靠性高和易于实现多通道同步协调控制等特点。
为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型之较佳实施例的结构示意图。
附图标识说明：
10、工控机 20、数控系统
30、第一I/O模块 40、分布式I/O模块
50、伺服驱动器 60、第一现场总线
70、第二现场总线 80、伺服电机。
具体实施方式
请参照图1所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，包括有工控机10、数控系统20、第一I/O模块30、多个分布式I/O模块40以及多个伺服驱动器50。
该数控系统20连接工控机10，该第一I/O模块30与数控系统20之间、第一I/O模块30与其中一分布式I/O模块40之间以及相邻两分布式I/O模块40之间均通过第一现场总线60连接，在本实施例中，该第一现场总线60为EtherCAT基于实时以太网的现场总线，即：它们是由标准的以太网接口，通过标准的以太网RJ45B双绞线直通连接形式联接。
该数控系统20与其中一伺服驱动器50之间以及相邻两伺服驱动器50之间均通过第二现场总线70连接，每一伺服驱动器50均连接有一伺服电机80，该第二现场总线70为运动级的Mechatrolink-Ⅱ/Ⅲ现场总线，即它们是通过控制器端由标准的9/15Pin串口与驱动器端标准的USB接口由双绞线联接在一起。
采用现场总线连接的重型木材加工中心，可以克服脉冲/模拟量接口的不足，从而实现数控系统20与伺服驱动器50、各I/O模块之间的高数数字传输，具体优点如下：
1.采用高速网络数字通讯、从站数量不受主站软硬件的限制，容易实现模块化机床的扩展与剪裁。
2.可以节省大量的布线、安装时间和费用。分布式控制和成本控制要求。本多轴加工中心机床结构复杂，床身较大，如果I/O模块使用分布控制方案，势必减少连接电缆成本。
3.采用双绞线作为传输介质，抗干扰能力强。
4.可实现数控系统20与伺服驱动器50、各I/O模块间的高速双向数据传输，信息量丰富。高速数字控制传输要求。本多轴加工中心要求伺服通信能对各种控制信息（位置数据、速度数据、I/O口控制等）予以高速发送和接收（如10-100Mbps）,而且这些信息要求用数字传送，以保证系统可以高度灵活地完成运动控制。
5. 满足多轴同步控制要求，可以确保多轴同步协调控制。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种重型木材加工中心的现场总线实时以太网络控制系统结构，其特征在于：包括有工控机、数控系统、第一I/O模块、多个分布式I/O模块以及多个伺服驱动器；该数控系统连接工控机，该第一I/O模块与数控系统之间、第一I/O模块与其中一分布式I/O模块之间以及相邻两分布式I/O模块之间均通过第一现场总线连接，该数控系统与其中一伺服驱动器之间以及相邻两伺服驱动器之间均通过第二现场总线连接，每一伺服驱动器均连接有一伺服电机。
2.根据权利要求1所述的重型木材加工中心的现场总线实时以太网络控制系统结构，其特征在于：所述第一现场总线为EtherCAT基于实时以太网的现场总线。
3.根据权利要求1所述的重型木材加工中心的现场总线实时以太网络控制系统结构，其特征在于：所述第二现场总线为运动级的Mechatrolink-Ⅱ/Ⅲ现场总线。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107991941A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-04 | 北京卫星制造厂 | 一种mechatrolink-ⅱ总线型驱动控制系统 |
| CN109085786A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-25 | 深圳市雷赛控制技术有限公司 | 双通道现场总线设计方法、控制系统及计算机终端 |
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2014
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| CN107991941B (zh) * | 2017-12-27 | 2020-03-24 | 北京卫星制造厂 | 一种mechatrolink‐ⅱ总线型驱动控制系统 |
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