基于ethercat总线技术的pc数控系统的发展现状与前景本科论文.doc

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1、基于EtherCAT总线技术的PC数控系统的发展现状与前景（测试计量技术及仪器，机电工程系，19920121152701）[摘要]目前国产数控装置与伺服驱动之间的接口仍然采用“脉冲量或模拟量接口”标准，不能满足高速高精数控系统的通信要求，已经成为高档数控系统发展的主要瓶颈。而国外高档数控系统内部各模块之间的通信大都采用数字式现场总线，解决了通信瓶颈问题。但是这些现场总线多采用专用的硬件设备，技术保密，互不兼容，开发成本高。相对而言，以太网技术成熟、开放性好、兼容性强、成本低。基于EtherCAT总线技术更是具有很多

2、不可替代的优势。因此将以太网技术引入数控系统，实现数控系统现场级实时通信与同步是我国下一代高档数控系统的重要研究内容，论文围绕这个主题展开研究。[Abstract]ThepulseoranaloginterfacestandardisstillusedincommunicationbetweenCNC(ComputerNumericalControl)equipmentandservosindomesticCNCsystems.Thebehindhandstandardhasbecomethebottleneckt

3、othedevelopmentofhighcapabilityCNCsystembecausetheycannotmeettherequirementofhighspeedandhighprecision.Tocopewiththebottleneck,mostofforeigncompaniesusefieldbusforCNCcommunicationamongtheinnermodules.However,thesefieldbusesusespecialhardwareequipment,whichmade

4、themincompatibleandhighcosts.Comparatively,Ethernettechnologyismature,lowcostandgoodcompatibility.Therefore,thefieldbusforCNCsystembasedonEthernettechnologyisoneofmostimportantresearchesforthenextgenerationCNCsystem.Here,thetopicof“EthernetbasedCNCfieldbussyst

5、em”isproposed,andtheresearchisoutspreadaroundthistopic.[关键字]数控系统EtherCAT总线技术发展现状1引言随着微电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量技术的不断发展和迅速应用，在制造业中，数控技术和数控机床不断更新换代，正向着高速度、多功能、智能化、开放型以及高可靠性等方面迅速发展。数控机床的生产量和数控技术的应用已成为衡量一个国家工业化程度和技术水平的重要标志。为了同时保证加工的高速度和高精度，控制系统必须在第一时间掌握加工状况，并能在最短时间内将控制

6、命令发送到伺服系统中。因此要求数控系统能在短时间内处理大量数据的能力，即，在加工过程中能准确及时的将加工信息向控制系统反馈，控制系统迅速的做出反应，调整控制策略。这要求数控系统有高速的数据通讯系统。高速高精加工要求控制系统能实时得到现场设备的反馈信息，并及时的做出响应，才能在复杂加工环境下保证加工质量，这要求控制系统与现场设备的通讯具备高速、实时性能。由于加工现场存在不同的信号干扰，为避免传输干扰，保证控制、测量精度，控制系统与现场设备的通讯最好使用数字化的方式。后来控制、计算机、通信、电子、网络技术的发展，信息交

7、流沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，从工段、车间、工厂、企业到世界各地的市场。信息技术的飞快发展，导致了自动化系统结构的变革，而逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。在数控系统中，个人计算机技术与数控技术越来越紧密地结合，由此而产生的具有开放性的pc数控系统，正在取代传统形式的数控系统，并成为市场的主流产品。当前高速发展的装备制造技术，要求控制器必须满足高速高精高效化、柔性加工、工艺复合和多轴化和实时智能控制。数控系统本身也朝着开放化(openarchitecture)、智

8、能化(intelligence)、平台化(standardizedplatform)、网络化(network)和CAD+CAM+CNC无缝整合方向发展。因此，传统数控系统控制接口(模拟式、脉冲式)方式，已不能满足高速、高精、多通道、复合化的要求，未来必然将被淘汰。根据国际数控系统技术发展的趋势，下一代数控系统的控制接口应采用现场总线技术的控制接口。现场总线支