五轴激光切割机CNC系统控制单元设计开题报告

全文总字数：1958字

1. 研究目的与意义

采用ethercat总线和twincat系统，进行对电机运动的控制的设计。毕业设计的具体目的：

1、研究数控机床的组成及实现方式，并针对工控机平台提出数控机床系统的整体实现方案。

2、设计pc机的数控机床系统的硬件，并使系统网络化，具有良好的人机界面。

2. 国内外研究现状分析

随着工业自动化的迅猛发展，运动控制对实时性和网络化的要求也越来越高，多种实时以太网随之而生。单纯的现场总线不能满足工业现场高速、高精度和多设备的要求。实时以太网的产生，降低了自动化设备成本，提高了实时响应速度，顺应了工业自动化发展趋势。实时以太网将标准以太网的优点和工业自动化的实时性进行有机结合，有着更强大的数据处理能力，是有着高效确定性的通信协议，适用于对动态性和精确性要求极高的伺服运动控制系统。

同时，多轴伺服控制系统在数控系统，可重构制造系统，柔性制造系统以及各种新兴制造系统中变得不可或缺，多轴伺服控制系统对快速性、实时性、可靠性等的要求越来越苛刻，而传统的现场总线已经不能满足要求，工业以太网应运而生。在众多的工业以太网中，德国ＢＥＣＫＨＯＦＦ公司于２００３年推出的实时工业以太网ＥｔｈｅｒＣＡＴ因其高速高效，实时性好，灵活的拓扑结构，广泛的适用性，最大支持６５５３５个设备等特性，在世界范围内得到了广泛的关注和应用。

3. 研究的基本内容与计划

采用ethercat总线和twincat系统，进行对电机运动的控制的设计。需要研究的内容有：

1．工控机的软件、硬件平台构建

在从站硬件设计方面，重点设计了 ether cat 通信板和控制功能板；在软件方面，采用 beckboff 公司的实时工控软件 twin cat，通过组态配置实现系统的主站功能。

4. 研究创新点

本论文特色与创新如下：

（1）以太网的速度快、传输的数据多等优点对于运动控制的性能有很大的提升作用。

（2）当系统需要对多个伺服进行同步运动控制时，工控网络会实时的与各个伺服驱动器进行数据交换，每个电机轴之间的相互协调运动，使得这种多轴协同运动控制对实时性、通信速率和稳定性有较好提升。