EtherCAT VS Pulse: En revolution inom styrning av laserskärmaskiner

2025-06-11

Inom laserskärning påverkar valet av styrsystem direkt utrustningens noggrannhet, stabilitet och produktionseffektivitet. När traditionell pulsstyrning gradvis avslöjar sina defekter, har EtherCAT-styrning blivit förstahandsvalet för avancerad tillverkning. Idag kommer vi att analysera EtherCAT-styrsystemet utvecklat av Zhiyuan(Shenyan) från fyra dimensioner, avslöja varför EtherCAT-styrning används istället för pulsstyrning, och jämföra skillnaderna mellan de två i detalj!

1. Gantry-synkronisering

I traditionell pulsstyrning förlitar sig dual-drive portalsystem på matchande pulsfrekvenser. Emellertid orsakar signalfördröjningar och motorsvarsavvikelser ofta stråldistorsion. Vid höga hastigheter kan detta leda till ryckiga rörelser eller till och med stegförlust. En mer kritisk nackdel är att motorpositionsdata går förlorade efter ett strömavbrott, vilket kräver manuell återställning, vilket är tidskrävande och risk för fel.

Däremot möjliggör EtherCAT-styrning realtidsåterkoppling från kodare på båda motorerna, och justerar dynamiskt vridmomentfördelningen för att upprätthålla synkroniseringen. Även vid hastigheter på 2000 mm/s kan synkroniseringsfelet hållas inom ±3μm. Efter ett strömavbrott utför systemet automatisk positionskorrigering, vilket möjliggör omedelbart återupptagande utan manuellt ingripande. Detta minskar avsevärt risken för materialspill på grund av stegförlust, vilket är vanligt med pulssystem.

2. Interferensimmunitet

Den interna elektromagnetiska miljön i en laserskärmaskin är mycket komplex, vilket gör bristerna i pulsstyrsystem alltmer uppenbara:

Varje axel kräver separata puls-, riktnings- och aktiveringssignallinjer, vilket resulterar i ett stort antal kablar. Detta ökar risken för elektromagnetisk bruskoppling och förlust av pulssignaler.

Långdistansöverföring kräver ytterligare skärmade ledningar, vilket ökar kostnaderna och svårigheterna med underhåll.

Däremot kräver EtherCAT-styrsystem bara en enda skärmad partvinnad kabel för att koppla ihop alla enheter. Denna installation ger exceptionell anti-interferensprestanda, tack vare funktioner som CRC-felkontroll och återsändningsmekanismer.

Jämfört med ett traditionellt 4-axligt pulssystem som behöver upp till 16 signallinjer, minskar EtherCAT-styrningen kabeldragningen med 90 %, förkortar monteringstiden avsevärt, sänker felfrekvensen med 60 % och förbättrar systemets stabilitet avsevärt.

3. Intelligent drift och underhåll

Pulskontrollsystem kan bara skicka kommandon enkelriktat, vilket lämnar motorstatus i en "blind zon". Felsökning bygger till stor del på manuell erfarenhet, vilket gör stilleståndsrisken hög och underhållet ineffektivt. Däremot möjliggör EtherCAT-kontroll full-duplex-kommunikation, vilket möjliggör realtidsåtkomst till motorstatus och systemparametrar. Den stöder smart felförutsägelse och adaptiv kontroll, med följande viktiga fördelar: Dataloggning för hela livscykeln för motorer och axlar.

Molnbaserad historisk dataintegration för spårbarhet av rörelseförhållanden när som helst under bearbetning Snabb återhämtning efter strömavbrott, vilket minimerar produktionsavbrott. Denna intelligensnivå ökar tillförlitligheten och minskar underhållskostnaderna avsevärt – vilket markerar en stor uppgradering jämfört med äldre pulssystem.

4. Sömlös processväxling

Med pulsstyrning kräver varje parameterjustering vanligtvis en omstart av maskinen, vilket gör det svårt att stödja snabb växling mellan olika material eller bearbetningsmetoder.

EtherCAT-kontroll, å andra sidan, kan integreras med ett molnbaserat processbibliotek, vilket tillåter användare att omedelbart ladda fördefinierade skärprofiler med ett enda klick. Detta säkerställer effektiv anpassning till små serier och skräddarsydda produktionskrav – vilket avsevärt ökar flexibiliteten och produktiviteten på verkstadsgolvet.

EtherCAT-styrning möjliggör fullständig återkoppling med sluten slinga för överlägsen precision. EtherCAT-styrsystem uppnår treskiktskontroll – position, hastighet och vridmoment – genom en fullständig återkopplingsmekanism (kodare → Driver → Controller).

Däremot är pulsstyrning antingen öppen eller halvsluten slinga, vilket kräver ytterligare återkopplingsmoduler för att approximera liknande prestanda. Avancerade laserskärmaskiner integrerar nu dubbel absolut kodarredundans (monterad på både motorsidan och lastsidan), vilket effektivt eliminerar överföringskedjefel. Denna avancerade design säkerställer en noggrannhet för portalens automatiska korrigering inom ±1 μm, vilket ger exceptionell precision och tillförlitlighet i krävande applikationer.

EtherCAT-styrning har blivit ett stel krav för avancerad tillverkning: Även om pulsstyrning är till låg kostnad, är det svårt att möta behoven av höghastighets-, högprecisions- och intelligent produktion. EtherCAT-styrningen omdefinierar effektivitetstaket för laserskärning genom de fyra fördelarna med högprecisionssynkronisering, anti-interferensledningar, realtidsövervakning och flexibel produktion!