沈阳机床(集团)有限公司拥有我国规模大的综合性机床制造厂和数控机床开发制造基地,其工艺办法、配备实力达到国际先进水平,主导产品300多种,规格千余种,商场覆盖全国,并出口80多个国家和地区,机床产销量多年来一直居国内同工作首位。
沈阳机床(集团)规划研究院有限公司上海分公司(以下简称上海研究院是)沈阳机床(集团)有限公司的子公司。自2007年立以来,上海研究院一直在运动控制及云制造范畴进行探索规划和斗胆立异,致力于面向机床工作的运动控制技术及云制造技术的产品研发和技术储备,为客户及相关工作带来实在的利益和立异的动力。
迄今为止,上海研究院针对沈阳机床集团所涵盖的事务范畴内研发了一系列的产品,包括数控系统、HSHA系列伺服驱动器及WIS车间信息系统等产品。
i5智能数控机床选用EtherCAT通讯
在我国数控机床展(CCMT)2014上,沈阳机床自主研发的i5智能数控机床全体亮相,具有特征编程、图形确诊、机床实时监控、远程确诊、三维仿真、STEP编程等智能化功用,可以更好满足商场的开展需求,为用户供应个性化的解决方案。预计“十二五”规划晚期,I5智能机床数控机床将完结订单1万台。
i5完结了5大功用:Industry、Information、Internet、Integrate、Intelligent,即工业化、信息化、网络化、智能化、集成化的有用集成。
i5控制途径由三类设备组成:NC控制器,HSHA系列伺服驱动器和I/O设备,沈阳机床上海研究院担任整个控制途径的研发和施行。
i5控制途径选用依据PC的理念,并搭载了由德国倍福(Beckhoff)研发开放的先进的实时工业以太网技术EtherCAT(EthernetforControlAutomationTechnology),运用EtherCAT通讯总线建立了数控系统与外部伺服驱动器,IO和操作面板之间的高速实时数据交换通讯。i5数控系统运用公司自主开发的运用EtherCAT通讯的高功能伺服驱动器和通用IO操作单元,以全部国产化的价格为用户供应总线式控制解决方案。
为何选用EtherCAT?
除了设备自身功用的施行,在研发初期,沈阳机床上海研究院对总线挑选做出了预言和点评。由于i5途径要求经过以太网进行云端办理,而依据以太网技术的物理层使得车间信息化的本钱变得可以承受,现场设备间的互联变得很简单。因此,将政策锁定了工业以太网的通讯技术。
而关于i5来说,虽然数控算法是中心的技术。但是由于规划运动控制,因此对总线的要求也甚为严苛。快速的传输时间,更高的同步性是对总线中心的要求。沈阳机床对此的要求首要体现在同步性方面,由于基础的进程数据对通讯要求尽可能高的同步性和更低的推迟功能,然后足以满足底子大类的数控机床运动控制和进程控制的需求,无需担忧总线功能会对数控形成的影响。而EtherCAT除了众所周知的“onthefly”通讯机制获得的几乎快的通讯时间外,其分布式时钟机制可以为一切的从站供应抖动约50ns的同步硬件时钟,然后保证多轴轨迹插补控制时各进给轴动作的一致性,大大下降了加工的概括过失;并且,从站支撑同步输出的特性,简化了实时从站的电路规划和代码编写,加快了开发速度,缩短了产品上市时间。该机制直接集成在协议中,便当施行和运用。
由于i5中许多算法的knowhow开发,而EtherCAT支撑的邮箱协议使得面向凌乱运用和互联的功用开发的进程变得相对容易,运用EtherCAT邮箱通讯可以随时传输伺服驱动器的一切参数,并且支撑标准Ethernet数据帧的传输,完结标准IT的运用,便于与上层办理软件的集成;
与其他许多正在晋级的工作相同,数控系统供应商在研发可以供应高功能能加工的功用的一同,还希望能下降研发本钱。EtherCAT通讯不需求交换机、路由器等有源基础设备组件,也不需求凌乱的IT常识。在数控系统上无需专用的贵重的通讯卡,而只需求一个标准的以太网端口即可完结数据通讯。而在外部设备从站上只需求价格低廉的ASIC芯片,或许可以把完结EtherCAT从站链路层的IP核集成到原本也需求的FPGA上。I5数控系统为了综合低的本钱和开发的便当,在伺服驱动器上运用了倍福公司的ASIC芯片,而在IO操作站上运用了FPGAIP核;使其在运用EtherCAT技术后,几乎没有增加任何硬件本钱,功能就得以大大提升;
面临凌乱的数控系统运用现场,用户关于设备现场可运用性的要求十分高——高精灵敏加工;极;极可靠。而EtherCAT彻底满足了这些要求:运用EtherCAT通讯替代传统的模拟量控制办法,取消了模拟量遭到搅扰和衰减的现象,极大提高了数控系统的可靠性。尤其在我国现在的工厂条件下,用户要求设备运用现场对环境温湿度容限极高,我国南边夏天高温高湿环境下无环控可直接工作;出产现场对电源/电磁环境无需额外供应任何保证。
总结
EtherCAT为机床的终用户带来的终效益清楚明晰,这是沈阳机床源于选用依据PC和EtherCAT控制办法所导致的:
机床功能的提升然后节约时间:可以将插补周期从4ms缩短到0.5ms,大大提高了数控系统的加工速度和精度;快速的通讯系统也使得数控系统的PLC照应时间缩短为本来的十分之一,提高了外部设备的照应性,缩短了加工时间;
下降出产的时间和本钱:传统的模拟量控制办法下,每个伺服驱动器都需求由数控系统宣告模拟量控制信号,并反应编码器信号,这就需求在数控系统上为每个伺服驱动器设置一个接线端子和相应的电缆。由于电缆都不是标准定义的,因此需求出产厂家投入许多的人力物力进行出产。而现在从数控系统到伺服系统和其他外设都运用标准的以太网线缆,可以直接从专业厂家收购,下降了出产时间和本钱。
机床运用便当:EtherCAT灵敏便当灵敏的拓扑结构,易于配备和确诊。一个EtherCAT网络多可支撑65,535个设备,而不受在拓扑结构中放置位置的限制,可以很便当地衔接i5数控系统需求的伺服驱动器、IO操作单元、操作面板、光栅尺、编码器、各种传感器等,使其真实成为“智能的大脑”。从站设备也不需求专门的拨码开关进行地址配备,协议确诊可以定位到犯错的设备。