一种基于EtherCAT总线通信的数控冲床控制系统及控制方法与流程

本发明涉及数控领域，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。

背景技术：

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。

技术实现要素：

本发明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。

本发明的有益效果是：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

以下结合附图对本发明进行详细说明：

参见附图1，本发明提出一种基于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，本发明提出了一种基于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。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明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发明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，都包含在本发明的保护范围之内。