轉(zhuǎn)塔沖床伺服控制系統(tǒng)EtherCAT主從站設計及其應用.pdf

1、數(shù)控沖床是鈑金行業(yè)中必不可少的重要加工裝備之一，其主要是對各種金屬板材進行沖切以及成型等操作，轉(zhuǎn)塔沖床是一種常見的數(shù)控沖床。隨著數(shù)控行業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控領域?qū)\動控制系統(tǒng)的實時性、控制精度等性能都提出更高的要求。伺服控制系統(tǒng)的通信是其核心組成部分，其發(fā)展水平將直接影響數(shù)控系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)現(xiàn)場總線技術越來越不能滿足當今數(shù)控領域的需求，在國內(nèi)外，實時工業(yè)以太網(wǎng)技術因其具有實時性強、通信速率高、開放性好等優(yōu)點，使得其在工業(yè)控制領域中扮演著越來

2、越重要的角色。在眾多的實時工業(yè)以太網(wǎng)技術中，德國 BECKHOFF公司于2003年提出的EtherCAT以其高實時性、數(shù)據(jù)有效率高、高可靠性、低成本、配置簡單、接線簡單、與普通以太網(wǎng)完全兼容的優(yōu)勢得到了迅速發(fā)展。本課題在深入研究 EtherCAT通信協(xié)議和轉(zhuǎn)塔伺服運動控制系統(tǒng)的基礎上設計并實現(xiàn)了基于EtherCAT總線伺服控制系統(tǒng)。
　　首先，采用ARM公司的STM32F427芯片設計從站的控制單元；采用倍福公司的EtherCAT

3、專用芯片ET1100，實現(xiàn)從站網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)鏈路層；采用MICREL公司的PHY芯片KS8721，實現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡的物理層；構建了用于EtherCAT通信和多軸運動控制的從站平臺。
　　其次，在深入研究了 EtherCAT實時工業(yè)以太網(wǎng)的系統(tǒng)組成、協(xié)議原理、通信模式以及實現(xiàn)方法的基礎上，在工控PC機上實現(xiàn)了EtherCAT主站協(xié)議棧，并在設計的硬件電路上實現(xiàn)了EtherCAT從站協(xié)議棧。
　　最后，為測試本課題所設計的主站協(xié)議棧和從