专利名称：一种cnc主控板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数控设备技术领域，特别涉及一种CNC主控板。
背景技术：
目前，现有CNC(Computer numerical control，计算机数字控制机床)主控板的结构主要分为两种。图1是第一种现有CNC主控板的结构示意图，如图1所示，该CNC主控板包括一个CPU、显示电路和控制信号输出单元，所述一个CPU同时实现插补运算与图像实时显示，导致插补运算与图像显示的实时性较差。图2是第二种现有CNC主控板的结构示意图，如图2所示，该CNC主控板包括CPU和控制信号输出单元，其只是一个执行插补运算的运动卡，功能单一，因此其必须通过连接智能图像显示工作站以实现图像实时显示，导致采用该CNC主控板的系统结构复杂。
实用新型内容(一)要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是如何提供一种CNC主控板，以便以较佳的实时性同时实现插补运算与图像显示。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提供一种CNC主控板，其包括FPGA，以及连接所述FPGA的第一 CPU、第二 CPU和第一网口 ；所述第一 CPU还连接显示装置，用于运行图像显示相关的运算；所述第二 CPU，用于运行插补运算；所述第一网口还连接伺服驱动器；所述FPGA用于实现所述第一 CPU和第二 CPU之间的数据交换，以及所述第二 CPU对所述伺服驱动器的控制。优选地，所述主控板还包括第二网口 ；所述第二网口连接上位机和所述FPGA，用于实现所述上位机对多个所述主控板的群控功能；所述FPGA还用于实现对所述第一网口和第二网口的智能选择。优选地，所述第一 CPU和/或第二 CPU为32位CPU。本实用新型还提供一种CNC主控板，其包括第一 CPU、FPGA、第二 CPU和第一网口 ；所述第一 CPU连接显示装置和所述FPGA，用于运行图像显示相关的运算；所述FPGA用于实现所述第一 CPU和第二 CPU之间的数据交换；所述第二 CPU连接所述FPGA和所述第一网口，所述第一网口还连接伺服驱动器；所述第二 CPU用于运行插补运算，并通过所述第一网口向所述伺服驱动器发送控制信息。优选地，所述主控板还包括第二网口 ；所述第二网口连接上位机和所述FPGA，用于实现所述上位机对多个所述主控板的群控功能。 优选地，所述第一 CPU和/或第二 CPU为32位CPU。(三)有益效果本实用新型的CNC主控板通过设置两个CPU，将图像显示运算和插补运算分给两个CPU执行，并通过设置FPGA同步协调两个CPU的运算，从而实现了以较佳的实时性同时实现插补运算与图像显示。在显示装置端，比如彩色液晶显示器上，加工程序被动态模拟， 可将加工时的刀具轨迹进行动态图像显示，直观逼真，在极大满足加工要求的同时，保证了工件加工的速度和精度。
[0014]图1是第一种现有CNC主控板的结构示意图；[0015]图2是第二种现有CNC主控板的结构示意图；[0016]图3是本实用新型第一种实施例所述的CNC主控板的结构示意图；[0017]图4是本实用新型第二种实施例所述的CNC主控板的结构示意图。
具体实施方式
[0018]
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。[0019]实施例1[0020]图3是本实用新型第一种实施例所述的CNC主控板的结构示意图。如图3所示， 所述 CNC 主控板包括第一 CPU 102、FPGA (Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)103、第二 CPU 104、第一网口 105和第二网口 106。[0021]所述第一 CPU 102连接显示装置101和所述FPGA 103，主要用于运行图像显示相关运算。所述第二 CPU 104连接所述FPGA 103，主要用于运行插补运算。所述FPGA 103用于实现所述第一 CPU 102和第二 CPU 104之间的数据交换，以同步协调两个CPU的工作。所述FPGA103还连接所述第一网口 105和第二网口 106，并且所述第一网口 105连接伺服驱动器107，所述第二网口 106连接上位机108。[0022]通过设置所述FPGA 103将所述第一 CPU 102和第二 CPU 104相连接，至少具有以下两个优势(1)所述FPGA 103可以对所述第一网口 105和第二网口 106进行智能选择。 一般情况下选择所述第一网口 105和第二网口 106分时与所述第二 CPU 104进行通信，当所述第一网口 105与所述第二 CPU 104进行通信时，所述第二 CPU 104将与插补运算的结果数据相关的控制信息，通过所述第一网口 105发送给所述伺服驱动器107 ；当所述第二网口 106与所述第二CPU 104进行通信时，所述第二 CPU 104通过所述第二网口 106与所述上位机108进行数据交换，从而可以实现所述上位机108对多个CNC主控板的群控功能(一个上位机可以通过网口连接多个CNC主控板)。特殊情况下，比如在所述第二 CPU 104出现故障的情况下，通过所述FPGA 103的智能选择，所述第一 CPU 102可以临时代替所述第二 CPU 104，实现所述第二 CPU 104的上述功能。(2)通过所述FPGA 103可以实现对经过其的数据进行加密，以提高数据的安全性。[0023]所述第一网口 105采用EtherCAT (开放的实时以太网络通讯协议)协议，可以实现各个伺服轴的实时同步控制。所述第二网口 106也采用EtherCAT协议，当有多个所述 CNC主控板与所述上位机108连接时，可以实现一个上位机对多个数控系统的群控功能，提高生产效率。[0024]本实施例中所述第一 CPU 102和第二 CPU 104均为32位CPU，属于现在的主流4CPU，配置要求不高，成本低廉。当然，所述第一 CPU102和/或第二 CPU 104采用64位CPU 可以更好地实现本实用新型效果。实施例2图4是本实用新型第二种实施例所述的CNC主控板的结构示意图。如图4所示，所述CNC主控板包括第一 CPU 202,FPGA 203、第二 CPU 204、第一网口 205和第二网口 206。所述第一 CPU 202连接显示装置201和所述FPGA 203，主要用于运行图像显示相关运算。所述第二 CPU 204连接所述FPGA203和第一网口 205，所述第一网口 205还连接伺服驱动器207，主要用于运行插补运算，并通过所述第一网口 205将与插补运算的结果数据相关的控制信息发送给所述伺服驱动器207。所述FPGA203还连接所述第二网口 206，所述第二网口 206还连接上位机208。所述FPGA203主要用于实现所述第一 CPU 202和第二 CPU 204之间的数据交换， 以同步协调两个CPU的工作，同时，通过设置所述FPGA203还至少具有以下优势(1)所述第二 CPU 204通过所述FPGA203和第二网口 206与所述上位机208进行数据交换，从而，当所述上位机208连接多个所述CNC主控板时，可以实现所述上位机208对多个CNC主控板的群控功能。所述第一 CPU 202也可以通过所述FPGA203和第二网口 206与所述上位机208 进行数据交互，进而实现上述群控功能，具体实施时应该根据所述第一 CPU 202和第二 CPU 204的运算任务量而确定由哪一个CPU执行与所述上位机208的数据交互。( 通过所述 FPGA 203可以实现对经过其的数据进行加密，以提高数据的安全性。所述第一网口 205采用EtherCAT协议，可以实现各个伺服轴的实时同步控制。所述第二网口 206也采用EtherCAT协议，当有多个所述CNC主控板与所述上位机208连接时， 可以实现一个上位机对多个数控系统的群控功能，提高生产效率。本实施例中所述第一 CPU 202和第二 CPU 204均为32位CPU，属于现在的主流 CPU，配置要求不高，成本低廉。当然，所述第一 CPU202和/或第二 CPU 204采用64位CPU 可以更好地实现本实用新型效果。本实用新型实施例所述的CNC主控板通过设置两个CPU，将图像显示运算和插补运算分给两个CPU执行，并通过设置FPGA同步协调两个CPU的运算，从而实现了以较佳的实时性同时实现插补运算与图像显示。在显示装置端，比如彩色液晶显示器上，加工程序被动态模拟，可将加工时的刀具轨迹进行动态图像显示，直观逼真，在极大满足加工要求的同时，保证了工件加工的速度和精度。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种CNC主控板，其特征在于，包括FPGA，以及连接所述FPGA的第一 CPU、第二 CPU 和第一网口 ；所述第一CPU还连接显示装置，用于运行图像显示相关的运算；所述第二CPU， 用于运行插补运算；所述第一网口还连接伺服驱动器；所述FPGA用于实现所述第一 CPU和第二 CPU之间的数据交换，以及所述第二 CPU对所述伺服驱动器的控制。
2.如权利要求1所述的主控板，其特征在于，所述主控板还包括第二网口；所述第二网口连接上位机和所述FPGA，用于实现所述上位机对多个所述主控板的群控功能；所述FPGA 还用于实现对所述第一网口和第二网口的智能选择。
3.如权利要求1所述的主控板，其特征在于，所述第一CPU和/或第二 CPU为32位CPU。
4.一种CNC主控板，其特征在于，包括第一 CPU、FPGA、第二 CPU和第一网口 ；所述第一 CPU连接显示装置和所述FPGA，用于运行图像显示相关的运算；所述FPGA用于实现所述第一 CPU和第二 CPU之间的数据交换；所述第二 CPU连接所述FPGA和所述第一网口，所述第一网口还连接伺服驱动器；所述第二 CPU用于运行插补运算，并通过所述第一网口向所述伺服驱动器发送控制信息。
5.如权利要求4所述的主控板，其特征在于，所述主控板还包括第二网口；所述第二网口连接上位机和所述FPGA，用于实现所述上位机对多个所述主控板的群控功能。
6.如权利要求4所述的主控板，其特征在于，所述第一CPU和/或第二 CPU为32位CPU。
专利摘要本实用新型公开了一种CNC主控板，涉及数控设备领域。所述CNC主控板包括FPGA，以及连接所述FPGA的第一CPU、第二CPU和第一网口；所述第一CPU还连接显示装置，用于运行图像显示相关的运算；所述第二CPU，用于运行插补运算；所述第一网口还连接伺服驱动器；所述FPGA用于实现所述第一CPU和第二CPU之间的数据交换，以及所述第二CPU对所述伺服驱动器的控制。所述CNC主控板通过设置两个CPU，将图像显示运算和插补运算分给两个CPU执行，并通过设置FPGA同步协调两个CPU的运算，从而实现了以较佳的实时性同时实现插补运算与图像显示。
文档编号G05B19/4103GK202257191SQ20112037473
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者卢鸥, 岳巍, 徐百里, 李剑日, 杨力, 王小奎, 陶杰 申请人:北京君研海天科技有限公司, 宁波海迈克数控技术有限公司