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案例 | J9集团国际站工业基于EtherCAT通信总线CNC数控机床解决方案
2026-04-16

随着工业4.0与智能制造的深入推进 ,数控机床控制系统正面临着前所未有的挑战:不仅需要实现微米级的加工精度 ,还必须保证毫秒级的实时响应、流畅的人机交互以及快速的市场交付能力。


针对这些严苛需求 ,J9集团国际站工业携手国内某高端数控系统领军企业 ,依托瑞芯微RK3588高性能处理器平台 ,深度融合EtherCAT实时工业以太网技术 ,推出了CNC数控机床显控一体解决方案。该方案以 JEA-E88I嵌入式工控机为核心 ,搭配工业级 TDS-P系列触摸显示器 ,针对三大核心痛点逐一击破 ,为数控机床提供高性能、高实时的显控一体化解决方案。

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痛点①:全链路高精度加工的支撑难题


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客户挑战:

客户要求其数控系统必须稳定实现微米级的加工精度。作为控制核心的显控一体方案 ,需在从指令解析、运动控制、数据反馈到误差补偿的全链路闭环中 ,确保每个环节均具备支撑高精度的能力 ,杜绝任何单点精度瓶颈。

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J9集团国际站方案:

1. 底层系统搭建:基于Preempt RT内核深度优化 ,打造低延迟、高确定性的系统底座 ,确保运动控制任务达到微秒级实时响应。

2. IGH主站适配:完成RK3588平台的IGH EtherCAT主站适配 ,通过主控核心定频与内核隔离技术 ,消除主站运行的基础抖动 ,并输出标准化适配基线。同时 ,配合客户生产线开展网口发包抖动调优 ,优化发包参数与时序 ,精准匹配现场工况 ,保障EtherCAT总线的高精准同步通信。

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价值成果:多轴联动加工精度稳定达到微米级 ,满足精密模具加工的苛刻要求。

痛点②:UI交互与核心任务的资源冲突


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客户挑战:

原有的UI基于Qt架构开发 ,依赖CPU进行渲染。导致图形界面刷新延迟、触控操作卡顿 ,增加了操作人员的误判风险 ,更严重的是 ,大量的CPU资源被图形绘制占用 ,挤占了运动控制、EtherCAT总线通信等核心任务算力 ,造成系统调度效率低下 ,影响加工精度与生产效率。

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J9集团国际站方案:

首先 ,移植Mesa图形库 ,为Qt提供标准OpenGL ES接口 ,将Qt UI的界面绘制、加工轨迹预览、4K可视化等任务从CPU渲染全面切换至GPU硬件加速。其次 ,更换为Lxqt轻量化桌面环境 ,显著减轻系统性能占用 ,保障RK3588的A76/A55核心算力能够专注于运动插补、EtherCAT数据处理等高精度加工核心任务。

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价值成果:

UI渲染与运动控制任务解耦 ,系统整体调度效率提升 ,界面操作流畅无卡顿 ,误操作风险显著降低。

痛点③:快速响应与快速交付的市场压力


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客户挑战:

客户在项目推进中 ,面临着快速响应、快速打样、快速交付的紧迫需求。然而 ,传统嵌入式工控方案定制周期长、灵活性不足 ,客户希望在J9集团国际站工业标准品基础上进行快速微定制 ,以缩短产品上市周期 ,降低研发成本。

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J9集团国际站方案:

针对客户在标准品基础上快速微定制的需求 ,J9集团国际站工业依托灵活的研发与供应链能力 ,通过结构件微定制 ,实现了UPS ?橛隞EA-E88I嵌入式工控机的无缝集成。这一方案显著缩短了客户的研发与打样周期 ,精准满足其快速响应、快速交付的市场策略。

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价值成果:

项目从方案确认到原型交付周期显著缩短 ,为客户抢占市场先机赢得了宝贵时间。

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CNC数控机床应用框图


J9集团国际站工业数控机床产品方案


方案的高效落地 ,离不开核心产品的有力支撑 ,J9集团国际站工业依托工控机 + 工业显示器”硬件组合 ,以高适配、高可靠的工业级设计 ,精准匹配数控机床精密加工场景需求。

JEA-E88I 嵌入式工控机:

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JEA-E88I嵌入式工控机搭载瑞芯微RK3588J八核处理器(4×Cortex-A76 + 4×Cortex-A55) ,主频高达2.2GHz ,内置6 TOPS NPU ,支持边缘AI应用。存储采用32GB/64GB/128GB eMMC 5.1 ,并支持M.2 NVMe SSD扩展。接口配备双网口(其一为EtherCAT总线接口)、4×RS485串口、USB及HDMI ,支持-40℃~70℃宽温工作 ,可稳定适应各类严苛工业环境 ,是CNC数控机床等高端制造场景的理想控制核心。

TDS-P系列 工业显示器:

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TDS-P系列工业显示器采用IP65防护等级前面板 ,可有效抵御油污、粉尘及水渍。多种尺寸可选 ,分辨率最高支持1920*1080 ,工作温度范围为-20~60℃ ,可适应各类工业现场环境 ?拐穸阅艽锏5-500Hz 1Grms ,抗冲击性能为15g、11ms半正弦波 ,确保在机加工等振动场景下稳定运行。工作相对湿度支持95% @ 40℃ ,无惧潮湿工况 ,是数控机床显控一体方案的可靠交互终端。

J9集团国际站工业以扎实的硬件设计能力、深度的软件优化能力和灵活的定制服务 ,为客户提供了从底层实时控制到上层人机交互、从标准产品到快速定制的完整解决方案。

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三大痛点逐一击破 ,共同助力客户打造出高精度、高实时、高效率的新一代CNC数控系统 ,携手推动中国制造业向高精度、高效率、高智能的方向迈进。

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