重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括工控機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、第一I/O模塊、分布式I/O模塊及伺服驅(qū)動器；該第一I/O模塊與數(shù)控系統(tǒng)之間、第一I/O模塊與其中一分布式I/O模塊之間以及相鄰兩分布式I/O模塊之間均通過第一現(xiàn)場總線連接，該數(shù)控系統(tǒng)與其中一伺服驅(qū)動器之間以及相鄰兩伺服驅(qū)動器之間均通過第二現(xiàn)場總線連接，每一伺服驅(qū)動器均連接有一伺服電機(jī)。藉此，以便實(shí)現(xiàn)高速I/O同步高速數(shù)字傳輸?shù)默F(xiàn)場總線控制，現(xiàn)場總線及實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)通訊的抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速度快，從而能夠有效提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性、加工精度，提高工作效率，且具有結(jié)構(gòu)簡單、布線方便、易于維護(hù)、可靠性高和易于實(shí)現(xiàn)多通道同步協(xié)調(diào)控制等特點(diǎn)。
【專利說明】重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及木材機(jī)械加工中心領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，高新技術(shù)在木工機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛。尤其是數(shù)控技術(shù)和高速切削技術(shù)的使用，為高效利用木材資源，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)發(fā)揮了重要作用。數(shù)控技術(shù)作為先進(jìn)的制造技術(shù)的關(guān)鍵與核心技術(shù)，正朝著多軸聯(lián)動、高速、高精度的方向發(fā)展。
[0003]在傳統(tǒng)的木工行業(yè)數(shù)控加工中心數(shù)控系統(tǒng)中，運(yùn)動控制器與伺服驅(qū)動器、1之間通信都是采用脈沖或模擬量接口，脈沖通信是利用脈沖信號加方向信號或雙脈沖信好進(jìn)行控制。脈沖數(shù)控制電機(jī)移動距離，脈沖頻率控制電機(jī)速度，方向信號或雙脈沖的相位關(guān)系控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。脈沖與模擬量相對于總線數(shù)字接口主要存在以下的缺陷:
[0004]a.運(yùn)動控制器需要采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器，分辨率低，容易產(chǎn)生漂移，抗干擾能力差。
[0005]b.只能傳送一種信息且只能單向傳送，嚴(yán)重限制了信息量。
[0006]c.一個(gè)脈沖/模擬量接口只能連接一軸驅(qū)動器，系統(tǒng)軟硬件缺乏柔性和擴(kuò)展性，這一問題對多軸數(shù)控加工中心顯得尤為明顯。
[0007]d.脈沖/模擬接口的硬件連線繁多，連接復(fù)雜，連線距離有限。現(xiàn)場安裝、調(diào)試不方便，出錯(cuò)率高，難以分布式控制。
[0008]傳統(tǒng)的脈沖或模擬量接口的伺服驅(qū)動不但不能滿足高速高精數(shù)控系統(tǒng)的通訊要求，而且已經(jīng)成為高檔數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的一大瓶頸。隨著越來越多的多軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)亟待解決多軸同步協(xié)調(diào)控制問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]有鑒于此，本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、可靠性高和易于實(shí)現(xiàn)多通道同步協(xié)調(diào)控制等特點(diǎn)。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下之技術(shù)方案:
[0011 ] 一種重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括有工控機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、第一 I/o模塊、多個(gè)分布式I/O模塊以及多個(gè)伺服驅(qū)動器；該數(shù)控系統(tǒng)連接工控機(jī)，該第一 I/o模塊與數(shù)控系統(tǒng)之間、第一 I/O模塊與其中一分布式I/O模塊之間以及相鄰兩分布式I/o模塊之間均通過第一現(xiàn)場總線連接，該數(shù)控系統(tǒng)與其中一伺服驅(qū)動器之間以及相鄰兩伺服驅(qū)動器之間均通過第二現(xiàn)場總線連接，每一伺服驅(qū)動器均連接有一伺服電機(jī)。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述第一現(xiàn)場總線為EtherCAT基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述第二現(xiàn)場總線為運(yùn)動級的Mechat1link-1I / III現(xiàn)場總線。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
[0015]通過利用第一現(xiàn)場總線連接第一 I/O模塊與數(shù)控系統(tǒng)之間、第一 I/O模塊與其中一分布式I/o模塊之間以及相鄰兩分布式I/O模塊之間，并配合利用第二現(xiàn)場總線連接數(shù)控系統(tǒng)與其中一伺服驅(qū)動器之間以及相鄰兩伺服驅(qū)動器之間，以便實(shí)現(xiàn)高速I/o同步高速數(shù)字傳輸?shù)默F(xiàn)場總線控制，現(xiàn)場總線及實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)通訊的抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速度快，從而能夠有效提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性、加工精度，提高工作效率，且具有結(jié)構(gòu)簡單、布線方便、易于維護(hù)、可靠性高和易于實(shí)現(xiàn)多通道同步協(xié)調(diào)控制等特點(diǎn)。
[0016]為更清楚地闡述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)識說明:
[0019]10、工控機(jī)20、數(shù)控系統(tǒng)
[0020]30、第一 I/O模塊40、分布式I/O模塊
[0021]50、伺服驅(qū)動器60、第一現(xiàn)場總線
[0022]70、第二現(xiàn)場總線80、伺服電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0023]請參照圖1所示，其顯示出了本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有工控機(jī)10、數(shù)控系統(tǒng)20、第一 I/O模塊30、多個(gè)分布式I/O模塊40以及多個(gè)伺服驅(qū)動器50。
[0024]該數(shù)控系統(tǒng)20連接工控機(jī)10，該第一 I/O模塊30與數(shù)控系統(tǒng)20之間、第一 I/O模塊30與其中一分布式I/O模塊40之間以及相鄰兩分布式I/O模塊40之間均通過第一現(xiàn)場總線60連接，在本實(shí)施例中，該第一現(xiàn)場總線60為EtherCAT基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線，即:它們是由標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口，通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)RJ45B雙絞線直通連接形式聯(lián)接。
[0025]該數(shù)控系統(tǒng)20與其中一伺服驅(qū)動器50之間以及相鄰兩伺服驅(qū)動器50之間均通過第二現(xiàn)場總線70連接，每一伺服驅(qū)動器50均連接有一伺服電機(jī)80，該第二現(xiàn)場總線70為運(yùn)動級的Mechatoolink-1I / III現(xiàn)場總線，即它們是通過控制器端由標(biāo)準(zhǔn)的9/15Pin串口與驅(qū)動器端標(biāo)準(zhǔn)的USB接口由雙絞線聯(lián)接在一起。
[0026]采用現(xiàn)場總線連接的重型木材加工中心，可以克服脈沖/模擬量接口的不足，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)20與伺服驅(qū)動器50、各I/O模塊之間的高數(shù)數(shù)字傳輸，具體優(yōu)點(diǎn)如下:
[0027]1.采用高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通訊、從站數(shù)量不受主站軟硬件的限制，容易實(shí)現(xiàn)模塊化機(jī)床的擴(kuò)展與剪裁。
[0028]2.可以節(jié)省大量的布線、安裝時(shí)間和費(fèi)用。分布式控制和成本控制要求。本多軸加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，床身較大，如果I/o模塊使用分布控制方案，勢必減少連接電纜成本。
[0029]3.采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，抗干擾能力強(qiáng)。
[0030]4.可實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)20與伺服驅(qū)動器50、各I/O模塊間的高速雙向數(shù)據(jù)傳輸，信息量豐富。高速數(shù)字控制傳輸要求。本多軸加工中心要求伺服通信能對各種控制信息(位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、I/o 口控制等)予以高速發(fā)送和接收(如10-100MbpS)，而且這些信息要求用數(shù)字傳送，以保證系統(tǒng)可以高度靈活地完成運(yùn)動控制。
[0031 ] 5.滿足多軸同步控制要求，可以確保多軸同步協(xié)調(diào)控制。
[0032]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括有工控機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、第一 I/O模塊、多個(gè)分布式I/O模塊以及多個(gè)伺服驅(qū)動器；該數(shù)控系統(tǒng)連接工控機(jī)，該第一 I/o模塊與數(shù)控系統(tǒng)之間、第一 I/O模塊與其中一分布式I/O模塊之間以及相鄰兩分布式I/o模塊之間均通過第一現(xiàn)場總線連接，該數(shù)控系統(tǒng)與其中一伺服驅(qū)動器之間以及相鄰兩伺服驅(qū)動器之間均通過第二現(xiàn)場總線連接，每一伺服驅(qū)動器均連接有一伺服電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一現(xiàn)場總線為EtherCAT基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型木材加工中心的現(xiàn)場總線實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二現(xiàn)場總線為運(yùn)動級的Mechat1link-1I /III現(xiàn)場總線。
【文檔編號】G05B19/418GK204203751SQ201420676152
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】董慧濤, 陶宏健 申請人:東莞市南興家具裝備制造股份有限公司