【应用】基于研勤工控IPC304工控机的激光专用数控系统解决方案，采用工业PC架构，MTBF超4万小时
本文中将为您介绍研勤工控提供的激光切割、激光焊接、激光清洗、激光表面处理控制系统工控机解决方案。
一、解决方案针对的领域
1.1 该解决方案主要用于工业生产领域的激光加工设备
激光加工是利用高强度的激光束，经光学系统聚焦后，通过激光束与加工工件的相对运动来实现对材料（包括金属与非金属）进行加工的一门技术，广泛地应用于切割、蚀刻、焊接及精细微处理等诸多工业生产领域。按照不同的用途，激光设备主要可以分为：激光切割设备、激光刻蚀设备、激光打标设备、激光焊接设备等。
1.2 快速推动国产化激光控制系统普及替代国外同类产品
激光器、激光头、控制系统被称为激光切割机的三大件，也是整台设备生产过程中成本占比较高的部分，以控制系统为例，他相当于整台设备的大脑，只要在机器上输入相关指令便可完成各种工序的激光操作，且所加工的工件质量要求非常高。最核心的控制系统尤其是高性能的数控系统，一直以来依赖于进口，是一项“卡脖子”技术。本解决方案旨在高效快捷的为激光控制系统搭建一套可灵活扩展、并带有高实时总线通讯性能的可靠硬件平台，并可稳定兼容各类国产化数控系统、控制软件。从而进一步推动激光数控系统的国产化，并成功应用于工业领域，产品的性能指标达到国外优秀厂家同类产品标准。
1.3 复杂环境的应用挑战
激光设备多用于金属、板材、塑料、陶瓷、玻璃等材料的工艺加工，应用环境非常复杂，电磁干扰严重，供电系统也常受到大负荷设备启停的干扰，其接“地”系统复杂，共模及串模干扰大。且其所参与进行的加工工序，几乎注定环境中会产生大量高速粉尘及衍生的潮湿、腐蚀、高频震动等问题。因此要求硬件平台具有很强的环境适应能力，不仅要具有较好的电磁兼容性和高抗干扰能力以及高共模抑制的能力，也要有良好的防尘性，对工业粉尘进行的有效屏蔽，同时在宽温、防潮、抗震等方面也有较高要求；
二、解决方案详细介绍
2.1 方案架构介绍
一个典型激光切割系统的完整架构
基于研勤IPC304的激光加工数控系统架构
本数控系统采用工业PC架构，通过集成进Windows系统的实时软件进行数控系统的内核调度。在非实时的应用层运行控制软件及其他第三方软件，与内核之间通过共享内存的方式进行通信。系统与外部I/O及伺服通过EtherCAT总线进行数据通信。
2.2 激光专用数控系统硬件平台的技术特点
研勤工控激光行业专用工控机IPC304产品采用PCI局部总线技术，计算机运行的可靠性、稳定性大大增强，该产品具备以下技术特点：
1、高性能、高实时性
产品采用工业PC X86架构，英特尔双核/四核高性能处理器，同时针对激光加工工业场景对系统内核进行专门优化，使产品拥有充分满足激光行业需求的高算力，高实时性；
2、高可靠性
3U架构，高强度环保材质，采用无风扇铝材鳍片散热设计，平均无故障工作时间（MTBF）达到4万小时以上；
3、环境适应性强
整机针对激光行业进行定制化，具有良好高负载能力，支持宽温、复杂电磁环境等各种条件下的稳定运行， 同时采用硬盘减震设计，数据存储高度抗震抗冲击；
4、丰富可扩展性
整机使用接口标准板卡，产品扩展槽带LPC、IIC、USB、SATA、COM、PCIe等，可扩展各种应用模块板卡，以及灵活增加特殊功能模块；HDMI+DVI-D+VGA三显输出设计及PCI/PCLe多扩展插槽，可支持运动控制板卡和IO板卡。针对激光行业的调高模块、IO模块、网络从站模块、人机界面系统等均能快速稳定的连接；
5、高兼容性
IPC304数控系统专用工控机可兼容数字IO控制卡、数据采集卡、运动控制卡等。并支持Windows7、Windows10、Linux等主流系统。
6、便携性设计
支持远程开关接口，DC12V/24V电源输入，可非常便携的集成在系统主机柜体内，方便使用。
2.3 软件平台兼容性
经多个行业头部客户实际运用，IPC304可稳定运行如柏楚系统、HAN's在内的多种激光CAM软件系统。
三、商业价值
随着激光技术的持续进步，激光加工设备的应用场景不断拓展。面对不同领域日新月异的加工需求，激光加工技术还可与其他众多技术融合，进而孕育出新兴技术和产业。近年来，激光加工技术越来越多地渗透进入材料加工与光刻、高端工程机械、桥梁建筑模板、装配式建筑、特变电输送铁塔、航空航天、通讯与光储存、医疗美容等工业及消费领域。IPC304目前已经工业加工、工程机械等多个激光切割、激光焊接、激光清洗控制系统中得到广泛运用，累计搭建激光数控系统超3000套，并得到行业的持续高度认可。
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