基于实时以太网的开放式电火花线切割加工数控系统设计

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电火花线切割加工广泛应用于模具制造、难切削材料加工以及精密零件加工等领域。当前国内往复走丝线切割数控系统发展滞后,不能适应市场快速变化。因此开发出模块化、低成本、开放式线切割数控系统具有十分重要的意义。本文实现了一种基于全软件数控系统EMC2和实时工业以太网Ethernet POWERLINK的新型电火花线切割加工数控系统。该数控系统以PC机作为主控制器,通过FPGA从站扩展PC机的接口能力,主站与从站之间通过EPL进行实时数据传输。利用PC实现人机界面,运动控制,EPL主站模块以及任务调度等所有数控的相关功能。EPL主站模块通过共享内存与EMC2的其他模块进行数据通信,并周期性的通过以太网把PC主站的对象字典数据与FPGA从站相应的数据进行同步。电火花加工特有的短路回退功能在EPL主站模块实现:从站把放电状态的检测信号转换为相应的对象字典数据,通过以太网传输到EPL主站模块,EPL主站模块根据放电状态决定运动控制策略。FPGA从站主要用于周期性地接收来自主站的控制信号,同时周期性地上传检测数据,并实现对象字典的数据与相应物理信号的转换。最后,在DK7725g型电火花线切割机床上进行样件加工,加工结果表明基于EPL实时以太网的线切割加工数控系统的整体方案的可行性。
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