留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于EtherCAT通信的双CPU总线型柔性折弯加工中心专用数控系统研发

吴凤和 王帅淇 孙迎兵 张会龙 王宇 连辉 柴海宁

吴凤和, 王帅淇, 孙迎兵, 张会龙, 王宇, 连辉, 柴海宁. 基于EtherCAT通信的双CPU总线型柔性折弯加工中心专用数控系统研发[J]. 制造技术与机床, 2023, (1): 67-73. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.01.010
引用本文: 吴凤和, 王帅淇, 孙迎兵, 张会龙, 王宇, 连辉, 柴海宁. 基于EtherCAT通信的双CPU总线型柔性折弯加工中心专用数控系统研发[J]. 制造技术与机床, 2023, (1): 67-73. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.01.010
WU Fenghe, WANG Shuaiqi, SUN Yingbing, ZHANG Huilong, WANG Yu, LIAN Hui, CHAI Haining. Research on dedicated CNC system for flexible bending machining center based on EtherCAT communication and dual-CPU bus type[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (1): 67-73. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.01.010
Citation: WU Fenghe, WANG Shuaiqi, SUN Yingbing, ZHANG Huilong, WANG Yu, LIAN Hui, CHAI Haining. Research on dedicated CNC system for flexible bending machining center based on EtherCAT communication and dual-CPU bus type[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (1): 67-73. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.01.010

基于EtherCAT通信的双CPU总线型柔性折弯加工中心专用数控系统研发

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.01.010
基金项目: 河北省高等学校科学技术研究重点项目(ZD2020156)
详细信息
    作者简介:

    吴凤和,男,1968年生,教授,博士生导师,研究方向为智能制造。E-mail: risingwu@ysu.edu.cn

    通讯作者:

    孙迎兵,男,1988年生,硕士,实验师,研究方向为数字化设计制造。E-mail: sunyingbing@ysu.edu.cn

  • 中图分类号: TP273

Research on dedicated CNC system for flexible bending machining center based on EtherCAT communication and dual-CPU bus type

  • 摘要: 面向柔性折弯加工中心控制的低成本、便捷性、功能集成与定制化需求,提出并开发了一款基于EtherCAT通信的双CPU总线型柔性折弯加工中心专用数控系统。首先,通过分析十轴柔性折弯加工中心成型原理,基于EtherCAT通信协议,提出了一种“PC+运动控制卡”的双CPU总线型控制模式,确定了数控系统的硬件架构;然后,采用C#编程语言,完成了专用数控系统软件开发,重点解决了板材精确定位、考虑回弹的折弯控制、人机交互界面优化等关键问题;最后,开展了加工测试和实验验证。结果表明,开发的专用数控系统加工角度误差范围小于$ \pm 45'$,直线度间隙误差小于0.3 mm,符合钣金行业GB/T 33644-2017标准,且人机交互性友好、功能集成度高、运行稳定,能够很好地满足实际生产需要。

     

  • 图  1  凸模刀架装配图

    图  2  十轴柔性折弯加工中心结构示意图

    图  3  主体部分接线拓扑图

    图  4  运动控制逻辑图

    图  5  数控系统功能模块组成图

    图  6  系统主界面展示

    图  7  板材固定机构运动原理简图

    图  8  验证折弯加工效果图

    表  1  上折弯垂直段距离与最终成型角数据

    距离/mm角度/(°)
    359
    250
    1.546.5
    143
    0.536
    031
    −0.524.5
    −120
    −1.514
    −29
    下载: 导出CSV

    表  2  上折弯斜向段步长与最终成型角数据

    距离/mm角度/(°)
    060
    0.566
    171
    1.580
    284
    2.591
    394
    3.5104
    4104
    4.5109
    5118
    5.5118
    6121
    下载: 导出CSV

    表  3  冷轧板折弯角度差值测试数据表

    宽度/mm角度/(°)板材厚度/mm平均角度/(°)差值/(°)
    600451.544.67−0.33
    600450.844.62−0.38
    600901.590.240.24
    600900.890.260.26
    1500451.544.67−0.33
    1500450.844.61−039
    1500901.590.280.28
    1500900.890.290.29
    下载: 导出CSV

    表  4  冷轧板折弯直线度间隙测试数据表

    宽度/mm角度/(°)板材厚度/mm平均间隙/mm
    600451.50.04
    600450.80.04
    600901.50.05
    600900.80.05
    1500451.50.07
    1500450.80.08
    1500901.50.07
    1500900.80.06
    下载: 导出CSV
  • [1] 胡宏亮, 刘瑞然, 贾智敏, 等. 不规则钣金件加工[J]. 制造技术与机床, 2012(2): 117-119. doi: 10.3969/j.issn.1005-2402.2012.02.037
    [2] 柳守宽, 郑联语, 杜瑞芳, 等. 基于改进遗传算法的钣金折弯自动工序规划[J]. 制造技术与机床, 2016(6): 98-102. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.06.017
    [3] 周欢, 龚俊杰, 王金荣. 数控板料折弯机加工精度分析与优化[J]. 机床与液压, 2020, 48(1): 109-112. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.01.022
    [4] 付泽民, 王佳炜, 张锁怀. 基于机器视觉的机器人辅助折弯离线自动编程系统的研究[J]. 制造技术与机床, 2018(1): 51-56. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2018.01.008
    [5] 王晓丽. 立式板料折弯机改造及PLC控制系统设计[J]. 机床与液压, 2013, 41(16): 193-194. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2013.16.060
    [6] Ablat M A, Qattawi A. Numerical simulation of sheet metal forming: a review [J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017, 89(1-4): 1235-1250.
    [7] Singh A, Agrawal A. Comparison of deforming forces, residual stresses and geometrical accuracy of deformation machining with conventional bending and forming [J]. Journal of Materials Processing Tech., 2016, 234: 259-271.
    [8] 王玉龙. 基于特征识别的家电3D料带自动化设计方法研究与系统开发[D]. 武汉: 华中科技大学, 2021.
    [9] 贺政, 彭端, 龙晓斌. 基于多轴伺服驱动系统的FPGA接口电路设计[J]. 机床与液压, 2021, 49(5): 77-82. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.05.015
    [10] 王东升, 贾志新, 毕温海, 等. 基于FMEA的折弯机器人动力与传动系统可靠性分析[J]. 制造技术与机床, 2019(3): 13-16. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2019.03.002
    [11] Potra S, Sebestyen G. EtherCAT protocol implementation issues on an embedded Linux platform [C].IEEE International Conference on Automation. IEEE Computer Society, 2006.
  • 加载中
图(8) / 表(4)
计量
  • 文章访问数:  113
  • HTML全文浏览量:  13
  • PDF下载量:  42
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-22
  • 录用日期:  2022-11-13

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要提示

    1. 唯一官方网站:1951.mtmt.com.cn

    2. 本刊编辑部、工作人员邮箱后缀为@jcs.gt.cn

    3. 电话

    010-64739683/79(稿件、进度)

    010-64739685(缴费、录用证明)

    4. 作者服务QQ群:238874846

    注意以上信息,谨防冒名、被骗!

    《制造技术与机床》编辑部