一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统及控制方法，其中软件应用层包括：文件管理模块、参数设置模块、人机界面模块；软件内核层包括：数据处理模块、任务协调模块、运动控制模块、I/O控制模块、EtherCAT通信模块、伺服模块。当需要钣金加工时，先通过文件管理模块在参数设置模块设置好相应的加工参数，在人机界面模块编写相应的加工G代码；通过任务协调模块，协调数据处理模块、人机界面模块、运动控制模块、I/O控制模块，运动控制模块通过EtherCAT总线协议和伺服模块通信，控制五轴数控冲床的加工路径。本发明专利技术能提高传输距离、接线简单、各轴之间的拓扑方便、方便维护、同步性好。

Numerical control punch press control system and control method based on EtherCAT bus communication

The invention relates to a CNC punch EtherCAT bus communication control system and control method based on the software application layer includes: file management module, parameter setting module, man-machine interface module; software kernel layer includes a data processing module, task coordination module, motion control module, I/O control module, EtherCAT communication module, servo control module. When the needs of sheet metal processing, first set up the module set the appropriate processing parameters in the parameters through the file management module, write the corresponding processing G code in the man-machine interface module; the coordination task coordination module, data processing module, man-machine interface module, motion control module, I/O control module, motion control module through the EtherCAT bus protocol and servo the communication module, the processing path control of five axis CNC punching machine. The invention can improve the transmission distance, the connection is simple, the topology of each shaft is convenient, the maintenance is convenient, and the synchronization is good.

【技术实现步骤摘要】
一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统及控制方法
本专利技术涉及数控领域，具体涉及一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统及控制方法。
技术介绍
在传统的数控加工设备中，信号传输大多采用电缆或光线作为传输载体，信号容易受干扰或者衰减，从而影响机械加工的精度。而且传统系统构成复杂，成本较高，维护升级困难。随着计算机技术和网络通信技术的不断发展，现场总线技术在数控领域的应用日趋广泛。特别是近些年来运动控制系统和EtherCAT现场总线技术的融合，伺服运动控制系统向可靠性更高、速度更快、精度更高、稳定性更好的方向发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，解决上述数控加工设备的机械加工精度低、速度慢、维护升级困难，提高冲床加工速度与精度，方便维护，提出一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统及控制方法。一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统，包括软件应用层和软件内核层，其中所述软件应用层包括文件管理模块、参数设置模块、人机界面模块，所述文件管理模块保存和调用参数管理模块的参数，所述参数设置模块设置冲床系统加工参数，所述人机界面模块编写加工G代码；所述软件内核层包括数据处理模块、任务协调模块、运动控制模块、I/O模块、EtherCAT通信模块、伺服模块，所述任务协调模块协调数据处理模块、人机界面模块、运动控制模块、I/O模块，所述运动控制模块通过EtherCAT协议和伺服模块进行通信，控制五轴数控冲床的加工路径，加工出所需的工件。进一步的，所述任务协调模块监视所述运动控制模块控制信息。进一步的，通过所述I/O模块监控冲床保护模块。一种基于所述EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统的数控冲床，包括机床本体，通过互联的运动控制器端子板以及嵌入式PC+控制卡一体机来控制数控冲床的五轴联动加工工件。进一步的，还包括显示器和操作面板用于设置冲床系统加工参数以及编写加工G代码。进一步的，运动控制器端子板与机床本体之间还包括中间继电器、电磁阀控制I/O动作，伺服驱动器以及伺服电机进行位置控制。一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制方法，包含以下步骤：步骤一：根据需要编写加工G代码；步骤二：根据需要设置冲床系统加工参数或选择系统默认参数；步骤三：通过文件管理模块实现保存和调用参数管理模块的参数；步骤四：冲床系统通过任务协调模块协调数据处理模块、人机界面模块、运动控制模块、I/O模块；步骤五：冲床系统通过EtnerCAT协议和伺服模块进行通信，控制数控冲床的五轴联动加工工件。进一步的，所述任务协调模块监视所述运动控制模块控制信息。进一步的，通过所述I/O模块监控冲床保护模块。本专利技术的有益效果是：运动控制模块通过EtherCAT总线协议和伺服模块通信，控制5轴数控冲床的加工路径，运动控制模块通过EtherCAT总线协议和伺服模块通信具有能提高传输距离、接线简单、各轴之间的拓扑方便、方便维护、同步性好的优点。附图说明图1为基于EtherCAT总线的数控冲床系统软件架构图；图2为基于EtherCAT总线的数控冲床系统硬件架构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细说明：参见附图1，本专利技术提出一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统，包括软件应用层和软件内核层，其中所述软件应用层包括文件管理模块、参数设置模块、人机界面模块，所述文件管理模块保存和调用参数管理模块的参数，所述参数设置模块设置冲床系统加工参数，所述人机界面模块编写加工G代码；所述软件内核层包括数据处理模块、任务协调模块、运动控制模块、I/O模块、EtherCAT通信模块、伺服模块，所述任务协调模块协调数据处理模块、人机界面模块、运动控制模块、I/O模块，所述运动控制模块通过EtherCAT协议和伺服模块进行通信，控制五轴数控冲床的加工路径，加工出所需的工件。进一步的，所述任务协调模块监视所述运动控制模块控制信息。进一步的，通过所述I/O模块监控冲床保护模块。参见附图2，一种基于所述EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统的数控冲床，包括机床本体，通过互联的运动控制器端子板以及嵌入式PC+控制卡一体机来控制数控冲床的五轴联动加工工件。进一步的，还包括显示器和操作面板用于设置冲床系统加工参数以及编写加工G代码。进一步的，运动控制器端子板与机床本体之间还包括中间继电器、电磁阀控制I/O动作，伺服驱动器以及伺服电机进行位置控制。当需要钣金加工时，本专利技术提出了一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制方法，包含以下步骤：步骤一：根据需要编写加工G代码；步骤二：根据需要设置冲床系统加工参数或选择系统默认参数；步骤三：通过文件管理模块实现保存和调用参数管理模块的参数；步骤四：冲床系统通过任务协调模块协调数据处理模块、人机界面模块、运动控制模块、I/O模块；步骤五：冲床系统通过EtnerCAT协议和伺服模块进行通信，控制数控冲床的五轴联动加工工件。进一步的，所述任务协调模块监视所述运动控制模块控制信息。进一步的，通过所述I/O模块监控冲床保护模块。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统，其特征在于：包括软件应用层和软件内核层，其中所述软件应用层包括文件管理模块、参数设置模块、人机界面模块，所述文件管理模块保存和调用参数管理模块的参数，所述参数设置模块设置冲床系统加工参数，所述人机界面模块编写加工G代码；所述软件内核层包括数据处理模块、任务协调模块、运动控制模块、I/O模块、EtherCAT通信模块、伺服模块，所述任务协调模块协调数据处理模块、人机界面模块、运动控制模块、I/O模块，所述运动控制模块通过EtherCAT协议和伺服模块进行通信，控制五轴数控冲床的加工路径，加工出所需的工件。

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统，其特征在于：包括软件应用层和软件内核层，其中所述软件应用层包括文件管理模块、参数设置模块、人机界面模块，所述文件管理模块保存和调用参数管理模块的参数，所述参数设置模块设置冲床系统加工参数，所述人机界面模块编写加工G代码；所述软件内核层包括数据处理模块、任务协调模块、运动控制模块、I/O模块、EtherCAT通信模块、伺服模块，所述任务协调模块协调数据处理模块、人机界面模块、运动控制模块、I/O模块，所述运动控制模块通过EtherCAT协议和伺服模块进行通信，控制五轴数控冲床的加工路径，加工出所需的工件。2.根据权利要求1所述的基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统，其特征在于所述任务协调模块监视所述运动控制模块控制信息。3.根据权利要求1所述的基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统，其特征在于通过所述I/O模块监控冲床保护模块。4.一种根据权利要求1所述的基于EtherCAT总线通信的数控冲床，其特征在于包括机床本体，通过互联的运动控制器端子板以及嵌入式PC+控制卡一体机来控制数控冲床的五轴联动加工工...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪俊岭，杨昌铸，易勇帆，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44