[實用新型]一種基于EtherCAT總線的開放式數控系統

有效

• 申請號: 201520340195.4
• 申請日: 2015-05-22
• 公開（公告）號: CN204650244U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 史步海;郭宇;劉志鑫;劉斌煒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳宏升

1.一種基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：包括工控機PC端、IO控制板卡端，以及用于通信連接的EtherCAT網絡；在工控機PC端采用開放式數控軟件LinuxCNC，通過調用EtherCAT主站驅動，將外圍IO控制板卡端的硬件板卡通過硬件抽象層的方式加入到LinuxCNC中；在LinuxCNC中完成數控指令輸入、數控界面顯示、實時插補運算功能，并將控制數據下發到IO控制板卡端；IO控制板卡根據實際需求進行設計，完成數字量輸入輸出、模擬量輸入輸出、多軸脈沖伺服驅動功能，以驅動執行裝置動作；同時IO板卡采集并向工控機PC端反饋回實時數據，LinuxCNC將得到的實際運動結果與設定值比較，得到下一周期的控制量，同時實時顯示當期的數控狀態信息。

2.根據權利要求1所述的基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：所述的控機PC端包括硬件平臺和軟件系統，所述硬件平臺為普通工業控制PC機；所述軟件系統基于實時的Linux系統，包括開放式的LinuxCNC數控系統軟件平臺、EtherCAT主站驅動程序、用于連接EtherCAT主站與LinuxCNC的HAL驅動以及100M以太網卡驅動；所述LinuxCNC數控軟件平臺包括圖形用戶接口、任務控制器、IO控制器、運動控制器。

3.根據權利要求1所述的基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：所述IO控制板卡端包括第一板卡和第二板卡；第一板卡為IO板卡，實現數控系統中8通道數字量輸入功能；所述第二板卡為多軸運動控制板卡，實現數控系統中脈沖接口伺服驅動器的驅動、數字量輸入、模擬量輸入、模擬量輸出功能。

4.根據權利要求3所述的基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：所述的第一板卡包括第一物理層Ethernet接口Ⅰ、第二物理層EBUS接口Ⅰ、EtherCAT從站控制器Ⅰ、第一ESI?EEPROM、電源、8通道數字量輸入模塊、光耦隔離模塊Ⅰ。

5.根據權利要求4所述的基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：所述的EtherCAT從站控制器Ⅰ選擇Beckhoff公司的ET1200芯片或ET1100芯片。

6.根據權利要求3所述的基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：所述的第二板卡包括第一物理層EBUS接口Ⅱ、第二物理層EBUS接口Ⅱ、EtherCAT從站控制器Ⅱ、ARM控制器、FPGA、光耦隔離模塊Ⅱ、數字隔離模塊、6通道脈沖伺服驅動模塊、8通道數字量輸出模塊、8通道模擬量輸入模塊、8通道模擬量輸出模塊、電源、第一SPI接口、第二SPI接口、第二ESI?EEPROM。

7.根據權利要求6所述的基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：所述的EtherCAT從站控制器Ⅱ選擇Beckhoff公司的ET1200芯片或ET1100芯片。

8.根據權利要求3所述的基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：所述的第二板卡為多軸運動控制板卡。

9.根據權利要求3所述的基于EtherCAT總線的開放式數控系統，其特征在于：所述EtherCAT網絡用于工控機PC端與IO控制板卡端之間的網絡通信，傳輸介質為普通網線，傳輸協議為實時工業以太網EtherCAT協議；所述工控機PC端通過10/100BASE-T應用的以太網口與IO控制板卡端的第一板卡的第一物理層Ethernet接口連接，所述第一板卡的第二物理層EBUS接口與所述第二板卡的第一物理層EBUS接口連接，所述第二板卡的第二物理層EBUS接口不連接，即EtherCAT幀在此處返回。