[发明专利]一种并行控制两类工业以太网总线从站设备的数控装置

说明书

技术领域

本发明属于数控技术领域，具体而言，涉及一种并行控制两类工业以太网总线从站设备（从站设备包括总线式主轴伺服驱动、进给伺服驱动、I/O单元等）的数控装置，用于数控机床的控制。

背景技术

数控系统的全数字化是数控技术发展的必然趋势，也是目前国内外数控技术领域研究的重点内容之一，而在数控技术领域逐渐得到推广应用的工业以太网总线技术是实现数控系统全数字化的关键技术。

由于国际标准的工业以太网总线协议有多种，各种工业以太网总线协议相互不具备兼容性，目前国内外各种总线式数控系统所使用的工业以太网总线协议均是各自为阵，从而导致各家的数控装置的接口互不兼容，产品不具备互换性；另一方面，虽然目前有一些数控系统能够兼容不同的工业以太网总线协议，但是，这些数控系统一般需要在数控装置中更换不同的总线接口卡硬件来适应不同的总线协议，而且不同的总线设备不能兼容并存，更不能并行工作。目前还没有数控系统能同时兼容两类总线协议而且使两类协议并行工作，即在不更换任何硬件的情况下，在同一台数控装置上并行实现两类不同总线协议主站功能，同时连接并控制两类总线协议的从站设备且使其相互协调并行工作。

以上问题造成了数控系统产品之间的技术壁垒，导致各种总线式数控设备之间互相不能兼容并存，影响了数控系统产品的可扩展性能，导致数控系统产品不能很好地满足用户的多元化、可互换的配置需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种并行控制两类工业以太网总线从站设备的数控装置，旨在解决总线式数控系统中不同类型工业以太网总线设备不能兼容并存、不能协同工作的问题。

本发明提供了一种并行控制两类工业以太网总线从站设备的数控装置，包括人机交互单元和主控单元，所述主控单元包括CPU，系统总线接口模块，第一双端口数据存储器，第二双端口数据存储器，中断信号处理模块，依次连接的第一工业以太网总线主站功能模块、第一网络芯片和第一网络接口，以及依次连接的第二工业以太网总线主站功能模块、第二网络芯片和第二网络接口；CPU对人机交互单元输入的数控加工数据、控制指令和系统参数进行运算处理后经所述系统总线接口模块分别写入所述第一双端口数据存储器和第二双端口数据存储器中；所述第一工业以太网总线主站功能模块从所述第一双端口数据存储器中读取数据并按照第一类工业以太网总线协议标准对数据进行封装处理，然后经第一网络芯片和第一网络接口发送至第一类工业以太网总线的从站，并经从站处理后将需要反馈给数控装置的各个轴的位置、速度、电流和开关量数据通过所述第一网络接口上传，上传数据经所述第一网络芯片反馈至第一工业以太网总线主站功能模块，第一工业以太网总线主站功能模块对反馈的总线数据进行解包处理，解包后的数据被写入至第一双端口数据存储器中，数据写入完成后，所述第一工业以太网总线主站功能模块向所述中断信号处理模块写入第一中断申请信号；所述第二工业以太网总线主站功能模块从所述第二双端口数据存储器中读取数据并按照第二类工业以太网总线协议标准对数据进行封装处理，然后经第二网络芯片和第二网络接口的发送至第二类工业以太网总线的从站，经从站处理后将需要反馈给数控装置的各个轴的位置、速度、电流和开关量数据通过所述第二网络接口上传，上传数据经所述第二网络芯片反馈至所述第二工业以太网总线主站功能模块，所述第二工业以太网总线主站功能模块对反馈的总线数据进行解包处理，解包后的数据写入至所述第二双端口数据存储器中，数据写入完成后，第二工业以太网总线主站功能模块向所述中断信号处理模块写入第二中断申请信号；所述中断信号处理模块对所述第一中断申请信号和所述第二中断申请信号进行逻辑与运算，得到一个共用的第三中断申请信号并将所述第三中断申请信号发送至CPU；CPU收到所述第三中断申请信号后向所述中断信号处理模块中写入中断信号清除命令以清除所有中断信号，并分别从所述第一双端口数据存储器和所述第二双端口数据存储器中读取第一类工业以太网总线和第二类工业以太网总线上传的数据，CPU对数据进行处理后将需要下发的数据通过系统总线接口模块分别写入第一双端口数据存储器和第二双端口数据存储器中，同时将处理结果输出到LCD显示屏上显示。

更进一步地，所述系统总线接口模块、所述第一双端口数据存储器、所述第二双端口数据存储器和所述中断信号处理模块设置于FPGA中。

更进一步地，通过设置第一工业以太网总线主站功能模块和第二工业以太网主站功能模块中的总线控制参数使得第一类工业以太网总线的控制周期与第二类工业以太网总线的控制周期的时长相同。