[发明专利]一种数控机床通信异构进给系统及其调试方法

说明书

本发明公开了一种数控机床通信异构进给系统及其调试方法，属于数控机床伺服控制领域，其技术要点在于进给系统硬件分为四部分：工控机、通信协议转换模块、伺服驱动器、伺服电机。工控机中安装上位机控制软件，支持EtherCAT现场总线协议，伺服驱动器和伺服电机支持ProfiBUS现场总线协议，通过下位机控制软件进行调试，通信协议转换模块能够实现上、下位机通信协议的转换。调试方法分为三部分：上位机控制软件配置通信协议转换模块、下位机控制软件配置伺服驱动器和设置进给系统位置环、速度环参数。利用本申请的系统以及调试方法，能够实现数控机床中通信异构进给系统的高性能运动控制。

技术领域

本发明涉及数控机床伺服控制领域，更具体地说，尤其涉及一种数控机床通信异构进给系统及其调试方法。

背景技术

EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一种开放架构的工业现场总线，由德国倍福公司开发，因其通讯抖动量低，硬件的成本低而广泛应用在自动化领域中。ProfiBUS协议是由德国西门子公司开发，应用于实时性要求高，控制精度要求高的伺服驱动控制场景中。

目前很多开放式数控系统基于EtherCAT通信协议开发，因此想要对支持ProfiBUS协议伺服实现实时控制，必须打通两种协议的转换和调试过程，从而实现具有通信异构的机床进给系统的高性能运动控制。

现有技术中，对于EtherCAT-ProfiBUS协议的转换已有过相关研究，但是，其主要集中在两种通信协议如何解决转换的问题上。

然而，本申请要解决的问题在于，应用在工业领域中，如何解决工控机(上位机)-电机(下位机)采用不同通信协议如何连接的问题。

特别的，已有的“EtherCAT-ProfiBUS协议的转换技术”并不能直接移植到“工控机-电机”的连接上，而是要经过若干复杂的调试才行；而对于如何调试，发明人经过检索(包括：EPO数据库、CNKI数据库、HIMMPAT数据库、万方数据库、百度)，则没有文献进行披露过。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种数控机床通信异构进给系统及其调试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种数控机床通信异构进给系统，包括：工控机、通信协议转换模块、伺服驱动器、伺服电机；

其中，所述工控机的输出端通过网线(不限于网线连接，也可以采用无线连接)与所述通信协议转换模块的输入端连接，所述通信协议转换模块的输出端通过网线(不限于网线连接，也可以采用无线连接)与伺服驱动器的输入端连接，所述伺服驱动器的输出端通过动力电缆与伺服电机的输入端连接；

其中，工控机中安装上位机控制软件后，能够识别机床当前位置且能够插补计算生成系统的指令位置，工控机将位置指令信号以EtherCAT协议传递给通信协议转换模块；

进一步，通信协议转换模块将EhtherCAT通信协议发送来的位置指令转换成ProfiBUS现场总线协议，同时以ProfiBUS协议中105标准报文的形式发送至伺服驱动器。

进一步，伺服驱动器以105标准报文的形式接收通信协议转换模块发送来的位置指令后，进行如图2所示的DSC(高性能运动控制)算法生成指令电流输出给伺服电机，进而驱动伺服电机运动。

一种数控机床通信异构进给系统的调试方法，所述的数控机床通信异构进给系统为前述的数控机床通信异构进给系统，调试方法包括以下步骤：

S1：上位机控制软件配置通信协议转换模块；

S2：下位机控制软件配置伺服驱动器；

S3：设置进给系统位置环、速度环参数。

进一步，S1中，上位机控制软件配置通信协议转换模块部分的调试步骤如下：