CN214174905U - 一种激光加工运动平台加上下料控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光加工运动平台加上下料控制系统，包括SpiiPlusEC控制器、UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和I0模块，所述SpiiPlusEC控制器作为主站通过EtherCat总线控制多个UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和IO模块工作；所述SpiiPlusEC控制器通过以太网和工控机连接；所述SLEC振镜控制模块通过串口与振镜连接，所述振镜与激光器连接；所述IO模块与气缸和电磁阀连接。本实用新型解决了控制系统结构复杂，电气安装耗时，设备开发维护较难的问题。

Description

一种激光加工运动平台加上下料控制系统

技术领域

本实用新型涉及激光加工及全自动上下料技术领域，尤其涉及激光加工设备的运动平台控制系统，具体为一种激光加工运动平台加上下料控制系统。

背景技术

目前激光加工全自动化设备的运动平台多采用运动控制卡+PLC控制方式，一方面，运动控制卡与PLC之间接线复杂，电气安装耗时耗力，调试检修困难；另一方面，运动控制卡品类繁多，与不同品牌的逻辑控制器PLC结合成的激光加工设备，需要进行专门化的系统整合，软件开发工作量大，售后服务人员兼容性差，维护成本高，一定程度影响了设备的开发周期及服务品质。

SpiiPlusEC控制器是以斯列的ACS公司专门为扩展SpiiPlus控制器和EtherCAT主站产品线的能力而设计的。定位于那些先进的机器具有低成本高性能以及多轴，可扩展和以运动控制为核心的分布式控制的应用。SpiiPlusEC控制最大至64轴和几千个I/O以及支持循环和轨迹产生率1至5KHz。SpiiPlusEC包括CNC加工，PLC编程、可安全PLC、控制器实时核、现场总线及运动控制，是一个完整的激光加工自动化控制系统。

UDM模块是2轴驱动模块，内置两个驱动器的EtherCAT总线通讯，最大支持1.6kw。支持以下反馈器件：增量数字编码器，模拟量编码器，绝对编码器。

UDI模块是一个支持4轴模拟量输出的紧凑型控制模块。支持EtherCAT总线通讯，同时支持转矩模式和正弦换向模式(每轴配备两个+/-10V模拟量信号)。4个增量数字编码器和两个绝对编码器接口，伺服更新速率和采样速率都是20KHz。

EtherCAT是德国倍福开发的一种高速实时以太网技术，硬件成本较低，应用简单方便，易于网络柘朴，可用于工业现场高速IO互联及数据交互，其基本的通讯方式为主从通讯方式，单主多从通讯。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种激光加工运动平台加上下料控制系统，解决控制系统结构复杂，电气安装耗时，设备开发维护较难的问题。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：

一种激光加工运动平台加上下料控制系统，包括SpiiPlusEC控制器、UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和I0模块，所述SpiiPlusEC控制器作为主站通过EtherCat总线控制多个UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和IO模块工作；所述SpiiPlusEC控制器通过以太网和工控机连接；所述SLEC振镜控制模块通过串口与振镜连接，所述振镜与激光器连接；所述IO模块与气缸和电磁阀连接。

上述技术方案中，SpiiPlusEC控制器与多个UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和IO模块构成主从连接，通过SpiiPlusEC控制器分别控制多个UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和IO模块的工作，其中，UDM驱动器和SLEC振镜控制模块用于控制激光加工运动平台，UDI控制器用于控制产品上下料及搬运，IO模块用于连接激光加工与上下料及搬运。

作为进一步的技术方案，所述SpiiPlusEC控制器作为主站通过EtherCat总线与5个从站UDM驱动器、2个从站SLEC振镜控制模块、5个从站UDI控制器及4个从站IO模块连接。

作为进一步的技术方案，所述UDM驱动器控制2个直线电机轴，所述UDI控制器控制4个伺服电机轴，所述SLEC振镜控制模块控制第三方振镜，所述IO模块控制32个输入点和32个输出点。

作为进一步的技术方案，所述工控机运行Windows7操作系统，安装ACS软件平台，所述ACS软件平台通过以太网与SpiiPlusEC控制器进行通讯。

作为进一步的技术方案，所述UDM驱动器和SLEC振镜控制模块用于控制激光加工过程，所述UDI控制器用于控制产品上下料及搬运过程，所述IO模块用于连接激光加工过程与产品上下料及搬运过程。

作为进一步的技术方案，所述工控机通过以太网与CCD视觉系统连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型直接使用SpiiPlusEC控制器进行控制的方案，集成了运动控制器及自动化的功能，解决一个设备多个控制器同时工作问题，有效提高了系统的稳定性；通过总线式IO模块可编程实现逻辑控制功能,增强了系统的功能扩展性；EtherCAT总线的高传输效率和同步性能为运动控制的实时性和精度提供了保障；采用EtherCAT总线的连接方式，简化了系统结构，布线简单，节约了电气安装时间，同时提高了系统的扩展性和稳定性。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的激光加工运动平台加上下料控制系统示意图。

图2为根据本实用新型实施例的控制系统加工控制流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1，本发明提供一种激光加工运动平台加上下料控制系统，包括SpiiPlusEC控制器、UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和I0模块，所述SpiiPlusEC控制器作为主站通过EtherCat总线控制多个UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和IO模块工作；所述SpiiPlusEC控制器通过以太网和工控机连接；所述SLEC振镜控制模块通过串口与振镜连接，所述振镜与激光器连接；所述IO模块与气缸和电磁阀连接。

工控机通过以太网和ACS主站控制器SpiiPlusEC通讯。SpiiPlusEC控制器通ethercat总线控制五个ACS的从站UDM驱动器、两个从站SLEC振镜控制模块、五个从站UDI控制器及4个从站IO模块组成的一套控制系统。

其中UDM驱动器可以控制2个直线电机轴，SLEC振镜控制模块控制一个第三方振镜，UDI控制器可以控制4个伺服电机轴，IO模块可以分别控制32个输入点和32个输出点。直线电机轴是用于控制平台和振镜进行激光运动加工，伺服电机轴用于样品的搬运。IO模块用于控制气缸动作、电磁阀真空吸附和吹气以及产品的有无检测。

优化上述实施例，激光加工运动平台部分是由UDM驱动器和SLEC振镜控制模块控制，SLEC振镜控制模块与第三方RTC6振镜控制卡通讯，RTC6控制激光器开关光；产品的上下料及搬运部分是由UDI控制器控制；IO模块连接整个上下料及加工。

参见图2，一种激光加工运动平台加上下料控制系统，其具体加工控制流程如下：

将工件放在上料tary盘上，上料轴模组从上料tary盘取料然后把料放在加工夹具上面，通过总线IO模块输出电磁阀控制信号，控制气缸动作，吸附夹紧工件；激光加工平台将加工件移动到指定位置，执行CNC加工程序，按照激光加工程序编辑好的加工轨迹进行激光加工工艺，同时通过总线IO模块输出激光器控制信号，控制激光的开关，保证工艺要求；加工完成退回工件，返回加工完成信号。下料机械手去取料，将加工完成的料放在下料Tray盘。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。

Claims (6)

1.一种激光加工运动平台加上下料控制系统，其特征在于，包括SpiiPlusEC控制器、UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和I0模块，所述SpiiPlusEC控制器作为主站通过EtherCat总线控制多个UDM驱动器、UDI控制器、SLEC振镜控制模块和IO模块工作；所述SpiiPlusEC控制器通过以太网和工控机连接；所述SLEC振镜控制模块通过串口与振镜连接，所述振镜与激光器连接；所述IO模块与气缸和电磁阀连接。

2.根据权利要求1所述的激光加工运动平台加上下料控制系统，其特征在于，所述SpiiPlusEC控制器作为主站通过EtherCat总线与5个从站UDM驱动器、2个从站SLEC振镜控制模块、5个从站UDI控制器及4个从站IO模块连接。

3.根据权利要求1所述的激光加工运动平台加上下料控制系统，其特征在于，所述UDM驱动器控制2个直线电机轴，所述UDI控制器控制4个伺服电机轴，所述SLEC振镜控制模块控制第三方振镜，所述IO模块控制32个输入点和32个输出点。

4.根据权利要求1所述的激光加工运动平台加上下料控制系统，其特征在于，所述工控机运行Windows7操作系统，安装ACS软件平台，所述ACS软件平台通过以太网与SpiiPlusEC控制器进行通讯。

5.根据权利要求1所述的激光加工运动平台加上下料控制系统，其特征在于，所述UDM驱动器和SLEC振镜控制模块用于控制激光加工过程，所述UDI控制器用于控制产品上下料及搬运过程，所述IO模块用于连接激光加工过程与产品上下料及搬运过程。

6.根据权利要求1所述的激光加工运动平台加上下料控制系统，其特征在于，所述工控机通过以太网与CCD视觉系统连接。

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