CN204925765U - 一种振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，其包括上位机、激光扫描主控制器和多个激光扫描从控制器；激光扫描主控制器和多个激光扫描从控制器基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构连接，激光扫描主控制器作为EtherCAT通信主站，多个激光扫描从控制器作为EtherCAT通信从站。上位机通过总线与激光扫描主控制器双向通信，激光扫描从控制器解析激光扫描主控制器指令、提供/采集各类信号，控制底层单元，实现聚焦光斑在大幅面材料成形加工面上的扫描加工。本实用新型可有效解决振镜式激光扫描大幅面材料成形加工装备刚性组态、实时性低等问题，具备兼容性好、稳定性高、通信速度快、组态灵活、实时性强等优点。

Description

一种振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统

技术领域

本实用新型属于激光加工系统领域，更具体地，涉及一种振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统。

背景技术

振镜式激光扫描加工是一种高精度、高效率的先进加工方式，利用高能量光束与物质的相互作用、及伺服性能优异的终端执行器(扫描头)，对各类材料进行成形加工，其典型应用包括3D打印成形、激光标刻、激光焊接、激光切割等。振镜式扫描头由有限转角的伺服电机及其电机轴上的镜片构成，单套二维振镜式激光扫描系统包括2个扫描头，通过2个扫描头的运动配合，实现激光光斑在材料成形工作面上的运动，这种加工方式的主要不足在于单套激光扫描系统的扫描面积有限。

当前，工件尺寸大型化是材料加工的特点之一，对于大幅面材料成形加工，可采用单套分时加工和多套分区加工两种方式。单套分时加工方式只需单套振镜式激光扫描系统，如果超出激光扫描系统的有效扫描面积，将材料成形工作台与双扫描头固定位置作相对运动，便可实现大幅面材料成形加工，单套分时加工的优点在于系统结构简单，不足之处在于加工效率低；多套分区加工需要根据工件加工尺寸，配以多套振镜式激光扫描系统，例如：单套激光扫描系统的有效扫描面积为500mm×500mm，材料成形加工面积为1000mm×1000mm，那么至少需4套激光扫描系统，N套振镜式激光扫描系统同时工作，材料成形面积、加工效率均是单套激光扫描系统的N倍，多套分区加工的优点在于加工效率高，能够适应大尺寸工件的高速成形加工需求，但其需保证各套激光扫描系统之间的协同运动，即需解决多套激光扫描控制系统之间的集成问题。

现有解决多套激光扫描控制系统集成问题的常规方案是将各激光扫描系统的运动控制卡插入上位机插槽，构成控制核心；运动控制卡一般基于PCI(PeripheralComponentInterconnect，PCI)总线与上位机进行通信，上层软件通过调用运动控制函数对运动控制卡进行操作，运动控制卡根据上位机发送的控制指令，输出符合要求的控制信号，这种基于运动控制卡的控制方式在行业中得到广泛使用。然而，进一步研究，上述控制方式仍然存在以下的缺点或不足：PCI是一种外围部件互联的局部总线，基于该PCI总线集成，多块运动控制卡插入上位机插槽，上位机体积相对较大、数控系统的扩展性相对较差；其次，PCI总线的工作频率为33MHz/66MHz，控制卡通过PCI总线和上位机通信，数控系统的实时性相对不高。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，结合采用多套振镜式激光扫描系统协同进行加工的特点，相应设计了可实现多套振镜式激光扫描系统协同运动的激光扫描控制系统，该系统基于EtherCAT(EthernetforControlAutomationTechnology，EtherCAT)总线冗余环型拓扑结构连接，激光扫描主控制器为通信主站，多个激光扫描从控制器为通信从站；本实用新型可有效解决现有多套振镜式激光扫描系统协同运动的大幅面材料成形激光加工装备组态刚性、兼容性差、实时性低等问题，同时还具备平台兼容性好、稳定性高、通信速度快、实时性强等优点，适用于各类振镜式激光扫描大幅面材料成形激光加工系统中。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，其特征在于，该加工控制系统包括激光扫描控制系统、激光扫描光学系统和上位机，其中：

该激光扫描控制系统为主-从结构，包括激光扫描主控制器和激光扫描从控制系统；其中，所述激光扫描从控制系统包括N个激光扫描从控制分系统；所述N个激光扫描从控制分系统的控制核心为N个激光扫描从控制器；所述激光扫描主控制器和N个激光扫描从控制器基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构连接，所述激光扫描主控制器作为EtherCAT通信主站，与所述第一个激光扫描从控制器以及第N个激光扫描从控制器相连，所述N个激光扫描从控制器作为EtherCAT通信从站，依次相连，其中N为大于1的正整数；

该激光扫描光学系统包括N个激光扫描光学分系统，所述N个激光扫描光学分系统包括N个光源、N个光束整形及聚焦组件和N个双振镜式扫描头；所述N个激光扫描光学分系统对应的由所述N个激光扫描从控制器控制；

该上位机用于实现材料成形加工过程的管理与监控，其通过总线与所述激光扫描主控制器双向通信。

作为进一步优选的，所述第一个激光扫描从控制器具有伺服和通信功能，其包括伺服控制模块和第一EtherCAT通信模块；所述伺服控制模块控制底层单元，实现聚焦光斑在大幅面材料成形加工面上的扫描加工；所述第一EtherCAT通信模块提供2个EtherCAT数据收发端口，用于所述第一个激光扫描从控制器与所述激光扫描主控制器以及第二个激光扫描从控制器间的基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构的网络连接。

作为进一步优选的，所述激光扫描主控制器包括第二EtherCAT通信模块，所述第二EtherCAT通信模块提供2个EtherCAT数据收发端口，用于所述激光扫描主控制器与所述第一个激光扫描从控制器以及第N个激光扫描从控制器间的基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构的网络连接。

作为进一步优选的，所述激光扫描主控制器提供多种总线通信接口，包括PCI总线、EtherCAT总线、RS-485总线、USB总线和CAN总线，用于与所述上位机的双向通信。

作为进一步优选的，所述上位机包括工业控制计算机、可编程逻辑控制器和高性能单片机。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

本实用新型的振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，面向大幅面材料成形加工过程中，多套振镜式激光扫描系统协同运动的应用领域。激光扫描控制系统采用主-从控制结构，由激光扫描主控制器与上位机双向通信，简化了整机数控系统的接线，优化了整机数控系统的结构；激光扫描主控制器和多个激光扫描从控制器基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构集成，提升了整机数控系统的扩展性、信息通信的速度和可靠性；激光扫描主控制器提供多种总线通信接口与上位机双向通信，包括PCI总线、EtherCAT总线、RS-485总线、USB总线和CAN总线，便于构建不同框架的整机数控系统，具有良好的开放性和兼容性、组态灵活。本实用新型解决了现有振镜式激光扫描大幅面材料成形激光加工装备组态刚性、实时性低等问题，适用于各类振镜式激光扫描大幅面材料成形激光加工系统，新开发装备获得更优异的产品品质；同时，在不改变原装备数控系统软件框架的前提下，快速完成装备的升级改造。

附图说明

图1是本实用新型的加工控制系统的激光扫描控制系统方式结构示意图；

图2是本实用新型的加工控制系统的光束光路示意图；

图3是本实用新型的激光扫描控制系统的基于EtherCAT冗余环型拓扑集成示意图；

图4是本实用新型的基于EtherCAT通信的激光扫描从控制器原理图；

图5是本实用新型的基于EtherCAT通信的激光扫描主控制器原理图；

图6是本实用新型的基于PCI总线的加工控制系统结构示意图；

图7是本实用新型的基于EtherCAT总线的加工控制系统结构示意图；

图8是本实用新型的用于大幅面材料成形激光加工中时激光扫描控制系统数据流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供的加工控制系统可用于各类振镜式激光扫描大幅面材料成形加工装备中，如3D打印成形机、激光标刻机、激光焊接机、激光切割机等，其基本原理是根据单套振镜式激光扫描光学系统的有效扫描面积大小，将大幅面材料加工面划分为“N”个小于或等于单套激光扫描光学系统加工幅面的区域，通常小于单套系统的加工额定幅面，以保证相邻区域有重叠，单套激光扫描光学系统由其对应的控制系统进行控制，其中，N为大于1的正整数。

如图1-3所示，本实用新型的一种振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，其包括上位机1、激光扫描控制系统4、激光扫描光学系统5，其中，激光扫描控制系统4为主-从结构，包括激光扫描主控制器2和激光扫描从控制系统3；激光扫描从控制系统3包括N个激光扫描从控制分系统31～3N，对应控制激光扫描光学系统5所包括的N个激光扫描光学分系统51～5N；激光扫描光学分系统51～5N为物镜后扫描(动态聚焦扫描)方式，从光源511～5N1发出的激光光束，经光束整形及聚焦组件512～5N2的光学整形和聚焦及双振镜式扫描头513～5N3的镜片反射，入射至对应的材料成形加工面6；激光扫描从控制分系统31～3N的控制核心为激光扫描从控制器311～3N1，激光扫描主控制器2和激光扫描从控制器311～3N1基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构连接：激光扫描主控制器2作为EtherCAT通信主站，分别与第一个311以及第N个3N1激光扫描从控制器相连，N个激光扫描从控制器311～3N1作为EtherCAT通信从站，依次相连；其中，EtherCAT通信传输介质使用100Base-TX规范的5类UTP电缆/光缆；上位机1用于实现材料成形加工过程的管理与监控，其通过总线与激光扫描主控制器2双向通信；激光扫描从控制器311～3N1解析激光扫描主控器2传送的指令、提供/采集各类信号，控制底层单元，实现聚焦光斑在大幅面材料成形加工面6上的扫描加工，上述各类信号包括模拟量输入/输出信号、数字量输入/输出信号、编码器输入信号和PWM输出信号，上述底层单元包括光源调制312～3N2、动态聚焦物镜驱动313～3N3和双振镜式扫描头驱动314～3N4。其中，EtherCAT是一种技术开放、高实时性、高可靠性、拓扑结构灵活的全双工工业以太网通信协议，具有出众的快速性、同步性，整个网络最多可连接65535个节点，当前，基于工业以太网的现场总线通信系统，可以实现百兆以太网的高速控制、千兆和万兆以太网技术也逐步趋于成熟，其更快、更可靠的通信性能，可以获得更优异的产品品质。

下面将对本实用新型的振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统的关键组件逐一进行更为具体的说明。

如图4所示，考虑到设计的灵活性以及可重构性，作为本实用新型的关键组件之一，激光扫描从控制器采用“ARM+FPGA”架构，其既充分发挥了ARM(AdvancedRISCMachines，ARM)处理器强大的运算处理能力，使系统的控制性能得到提高；又充分发挥了FPGA(FieldProgrammableGateArray，FPGA)现场可编程器件丰富的引脚资源、强大的逻辑运算能力、可重构的优点，使激光扫描从控制器的开放程度和通用性更高，可靠性和稳定性得以增强。N个激光扫描从控制器结构相同，如图4所示，以其中一个激光扫描从控制器311为例，对激光扫描从控制器的结构进行描述，激光扫描从控制器311具有伺服和通信功能，其包括伺服控制模块3111和第一EtherCAT通信模块3112。

具体的，伺服控制模块3111包括第一ARM处理器3-1、与第一ARM处理器3-1相连的第一FPGA处理器3-7以及与第一ARM处理器3-1和第一FPGA处理器3-7相连的信号调理电路3-9，信号调理电路3-9连接有模拟信号输入/输出模块3-10、编码器信号输入模块3-11、PWM信号输出模块3-12和伺服I/O信号模块3-13。第一ARM处理器3-1为主处理器，对接收到的数据信息进行解析，第一FPGA处理器3-7为协处理器，实现主要的运动控制功能。伺服控制模块3111还包括与第一ARM处理器3-1连接的第一扩展存储器模块3-2、第一通信模块3-3、第一通用I/O信号模块3-4和第一JTAG(₍JointTestActionGroup，JTAG)模块3-5，其中，第一扩展存储器模块3-2包括SDRAM、Flash、EEPROM等各类存储器芯片，用于存储配置信息、用户数据、应用程序等；第一通信模块3-3提供包括RS-485总线、USB(UniversalSerialBus，USB)总线、CAN(ControllerAreaNetwork，CAN)总线等通信接口，用于激光扫描从控制器311的功能扩展；第一通用I/O信号模块3-4用于用户自定义开关量的输入/输出；第一JTAG模块3-5提供第一ARM处理器3-1的调试接口。伺服控制模块3111还包括与第一FPGA处理器3-7相连的第一配置模块3-6和第二JTAG模块3-8；第一配置模块3-6支持第一FPGA处理器3-7的信息配置、调试和在线升级，第二JTAG模块3-8为第一FPGA处理器3-7提供调试接口。

在本实施例中，第一ARM处理器3-1选用集成了PRUSS(ProgrammableReal-TimeUnitSubsystem，PRUSS)功能的微处理器芯片，并将PRU配置为具备从站ESC(EtherCATSlaveController，ESC)功能的单元；与第一ARM处理器3-1连接的第一EtherCAT通信模块3112提供2个EtherCAT数据收发端口，用于实现第一个激光扫描从控制器311与激光扫描主控制器2以及第二个激光扫描从控制器321之间的基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构的网络连接。

具体的，第一EtherCAT通信模块3112包括第一物理层(PHY)芯片3-14、第一网络变压器3-15、第一RJ45接口3-16、第二物理层(PHY)芯片3-17、第二网络变压器3-18、第二RJ45接口3-19；物理层(PHY)芯片3-14、3-17用来对EtherCAT网络上的差分信号和板级信号进行转换，其与第一ARM处理器3-1相连；网络变压器3-15、3-18用于电平藕合，隔离网络上信号对板级信号的影响，提高EtherCAT通信的抗干扰能力，保证通信的传输距离；RJ45接口3-16、3-19用来实现将激光扫描从控制器311接入EtherCAT冗余环型网络中。

进一步的，激光扫描从控制器还包括第一时钟管理模块3113、第一电源管理模块3114和第一复位模块(3115)；第一时钟管理模块3113提供激光扫描从控制器311所需的各种时钟；第一电源管理模块3114提供激光扫描从控制器311所需的各种稳压电源，使得ARM、FPGA等器件不受电路电源波动影响，并提供掉电保护，防止数据丢失；第一复位模块3115提供激光扫描从控制器311所需的复位信号。

如图5所示，在本实用新型实施例中，考虑到设计的灵活性以及可重构性，作为本实用新型的另一关键组件的激光扫描主控制器2采用“ARM+FPGA”架构，作为承上启下的桥梁，激光扫描主控制器2主要实现其与上位机1间的双向通信、与激光扫描从控制器311～3N1间的EtherCAT通信，其包括第二ARM处理器201以及分别与第二ARM处理器201连接的第二FPGA处理器209、第二扩展存储器模块202、MicroSD接口203、第二通信模块204、第二通用I/O信号模块205和第三JTAG模块206，其中，第二扩展存储器模块202包括SDRAM、Flash、EEPROM等各类存储器芯片，用于存储配置信息、用户数据、应用程序等；MicroSD接口203提供SD卡接口，用于存储加工信息；第二通信模块204提供包括RS-485总线、USB总线、CAN总线等通信接口，用于激光扫描主控制器2的功能扩展，包括与上位机1、其他控制系统间的通信；第二通用I/O信号模块205用于用户自定义开关量的输入/输出；第三JTAG模块206提供第二ARM处理器201的调试接口。上述第二ARM处理器201选用集成了以太网MAC(MediumAccessControl，MAC)功能的微处理器芯片，与第二ARM处理器201连接的第二EtherCAT通信模块207提供2个EtherCAT数据收发端口，用于激光扫描主控制器2与第一个激光扫描从控制器311以及第N个激光扫描从控制器3N1间的EtherCAT通信冗余环型拓扑网络连接，其硬件结构同第一EtherCAT通信模块3112。

具体的，激光扫描主控制器2还包括与第二FPGA处理器209连接的第二配置模块208、第四JTAG模块210、PCI通信模块211和第三EtherCAT通信模块212；第二配置模块208支持第二FPGA处理器209的信息配置、调试和在线升级，第四JTAG模块210提供第二FPGA处理器209所需的调试接口，PCI通信模块211提供PCI总线通信接口，实现激光扫描主控制器2与上位机1间的板卡式通信，第三EtherCAT通信模块212提供EtherCAT通信接口，实现激光扫描主控制器2与上位机1间的网络通信，其硬件结构同第一EtherCAT通信接口模块3112。FPGA芯片具有丰富的IP核资源，包括PCIIP核、EtherCATIP核，易于在芯片上集成PCI通信、EtherCAT通信等功能。作为激光扫描主控制器2的性能升级方案，第二FPGA处理器209还可选用支持PCI-E(PeripheralComponentInterconnectExpress，PCI-E)总线协议的IP核芯片，实现上位机1与激光扫描主控制器2间基于PCI-E总线的通信。

更进一步的，激光扫描主控制器2还包括为其提供各种时钟的第二时钟管理模块213、为其提供各种稳压电源的第二电源管理模块214以及为其提供复位信号的第二复位模块215。第二时钟管理模块213提供激光扫描主控制器2所需的各种时钟；第二电源管理模块214提供激光扫描主控制器2所需的各种稳压电源，使得ARM、FPGA等器件不受电路电源波动影响，并提供掉电保护，防止数据丢失；第二复位模块215提供激光扫描主控制器2的复位信号。

在本实用新型实施例中，软件程序基于嵌入式Linux操作系统开发，Linux操作系统具有效率高、灵活性好、模块化设计、内核精简、源代码完全开放等优点。

此外，如图1、6-7所示，本实施例中的上位机1包括工业控制计算机、可编程逻辑控制器和高性能单片机，主要负责材料成形加工过程的管理、监控等；基于总线，上位机1与激光扫描主控制器2双向通信，激光扫描主控制器2提供多种总线通信接口，便于构建不同框架的数控系统，总线类型包括PCI总线、EtherCAT总线、RS-485总线、USB总线和CAN总线等。

图6是本实用新型实施例提供的用于大幅面材料成形激光加工中，基于PCI总线的加工系统结构示意图，上位机1为工业控制计算机，内含PCI总线插槽；通过激光扫描主控制器2的PCI总线通信接口，上位机1和激光扫描主控制器2基于PCI总线通信；更进一步的，辅助系统控制7基于PCI总线与上位机1通信；可采用面向对象的高级语言开发用户程序。目前，许多振镜式激光扫描材料成形加工装备的整机数控系统基于PCI总线开发，在不改变原数控系统框架前提下，本实用新型实施例可快速完成装备的升级改造；相比现有将多块激光扫描运动控制卡插入上位机PCI插槽的常规方案，本实用新型实施例具有结构优化的特点。

图7是本实用新型实施例提供的用于大幅面材料成形激光加工中，基于EtherCAT总线的加工系统结构示意图。上位机1为工业控制计算机，配备标准以太网MAC控制器、辅助系统控制7配备EtherCAT通信接口，通过激光扫描主控制器2的EtherCAT通信接口，实现上位机1、激光扫描主控制器2和辅助系统控制7间的通信；程序软件可由用户自行开发，也可采用TwinCAT等商业自动化软件。整机数控系统基于EtherCAT总线开发，可以获得更优异的产品品质。

图8是本实用新型实施例提供的用于大幅面材料成形激光加工中，激光扫描控制系统4的数据流程图。首先，上位机1加载待加工工件图形文件、加工工艺参数；并根据单套振镜式激光扫描系统的有效扫描面积大小，进行各单套振镜式激光扫描系统管辖区域划分；其次，基于总线通信，上位机1将激光扫描控制相关信息传送至激光扫描主控制器2；再次，基于EtherCAT通信，激光扫描主控制器2将相关信息传送至对应的激光扫描从控制器311～3N1；然后，激光扫描从控制器311～3N1根据加工工艺，进行路径规划、插补运算，生成一系列控制参数；最后，控制参数转换为电信号，送至各底层单元包括光源调制312～3N2、动态聚焦物镜驱动313～3N3和双振镜式扫描头驱动314～3N4，同时，各底层单元传感器信号被采集到激光扫描从控制器311～3N1，且相关信息传送至激光扫描主控制器2和上位机1。

综上，本实用新型的振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，面向大幅面材料成形加工过程中，多套振镜式激光扫描系统协同运动的应用领域。激光扫描控制系统采用主-从结构、基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构集成，激光扫描主控制器为通信主站，多个激光扫描从控制器为通信从站；激光扫描主控制器与上位机的双向通信，激光扫描主控制器提供多种总线通信接口，包括PCI总线、EtherCAT总线、RS-485总线、USB总线和CAN总线；激光扫描从控制器控制底层单元，包括光源调制、动态聚焦物镜驱动和双振镜式扫描头驱动，实现聚焦光斑在大幅面材料成形加工面上的扫描加工。本实用新型具有平台兼容性好、稳定性高、通信速度快、组态灵活、实时性强等优点，可用于各类振镜式激光扫描大幅面材料成形激光加工系统中。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，其特征在于，该加工控制系统包括激光扫描控制系统(4)、激光扫描光学系统(5)和上位机(1)，其中：

该激光扫描控制系统(4)为主-从结构，包括激光扫描主控制器(2)和激光扫描从控制系统(3)；其中，所述激光扫描从控制系统(3)包括N个激光扫描从控制分系统(31～3N)；所述N个激光扫描从控制分系统(31～3N)的控制核心为N个激光扫描从控制器(311～3N1)；所述激光扫描主控制器(2)和N个激光扫描从控制器(311～3N1)基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构连接，所述激光扫描主控制器(2)作为EtherCAT通信主站，与所述第一个激光扫描从控制器(311)以及第N个激光扫描从控制器(3N1)相连，所述N个激光扫描从控制器(311～3N1)作为EtherCAT通信从站，依次相连，其中N为大于1的正整数；

该激光扫描光学系统(5)包括N个激光扫描光学分系统(51～5N)，所述N个激光扫描光学分系统(51～5N)包括N个光源(511～5N1)、N个光束整形及聚焦组件(512～5N2)和N个双振镜式扫描头(513～5N3)；所述N个激光扫描光学分系统(51～5N)对应的由所述N个激光扫描从控制器(311～3N1)控制；

该上位机(1)用于实现材料成形加工过程的管理与监控，其通过总线与所述激光扫描主控制器(2)双向通信。

2.如权利要求1所述的振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，其特征在于，所述第一个激光扫描从控制器(311)具有伺服和通信功能，其包括伺服控制模块(3111)和第一EtherCAT通信模块(3112)；所述伺服控制模块(3111)控制底层单元，实现聚焦光斑在大幅面材料成形加工面(6)上的扫描加工；所述第一EtherCAT通信模块(3112)提供2个EtherCAT数据收发端口，用于所述第一个激光扫描从控制器(311)与所述激光扫描主控制器(2)以及第二个激光扫描从控制器(321)间的基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构的网络连接。

3.如权利要求1或2所述的振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，其特征在于，所述激光扫描主控制器(2)包括第二EtherCAT通信模块(207)，所述第二EtherCAT通信模块(207)提供2个EtherCAT数据收发端口，用于所述激光扫描主控制器(2)与所述第一个激光扫描从控制器(311)以及第N个激光扫描从控制器(3N1)间的基于EtherCAT总线冗余环型拓扑结构的网络连接。

4.如权利要求1或2所述的振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，其特征在于，所述激光扫描主控制器(2)提供多种总线通信接口，包括PCI总线、EtherCAT总线、RS-485总线、USB总线和CAN总线，用于与所述上位机(1)的双向通信。

5.如权利要求4所述的振镜式激光扫描大幅面材料成形加工控制系统，其特征在于，所述上位机(1)包括工业控制计算机、可编程逻辑控制器和高性能单片机。