一、行业痛点

在传统数控机床系统中,普遍存在以下问题:

  1. ⚙️ 控制系统架构老旧:仍依赖x86工控机或PLC系统,成本高、功耗大;
  2. 🧱 体积大、扩展性差:难以适配新一代紧凑型机床;
  3. 🧠 智能化不足:缺乏数据上传与状态监控能力;
  4. 🕹️ 升级困难:老旧系统封闭,无法支持远程维护;
  5. 📊 缺少AI与视觉辅助接口:难以接入智能检测模块。

解决思路:
使用 电鱼 RK3568 工控机嵌入式控制模块
集成运动控制、实时通信、视觉接口与边缘计算功能,
实现一体化智能CNC控制系统,助力机床数字化升级。

二、硬件平台优势

项目

电鱼 EFISH-RK3568 工控机嵌入式模块

CPU

四核 Cortex-A55,主频1.8GHz

GPU

Mali-G52,可用于HMI显示或视觉辅助

内存

LPDDR4 2GB/4GB

存储

eMMC 16GB,可扩展SSD/TF

接口

RS485×4、CAN×2、Ethernet×1、GPIO×16、PWM×4

显示

HDMI / LVDS / RGB,支持本地人机界面

系统

Linux 5.10 / Ubuntu 20.04 / RT-Linux

通信协议

Modbus RTU/TCP、CANopen、EtherCAT(可选)

温度范围

-20℃ ~ 70℃ 工业宽温运行

功耗

< 10W(远低于传统x86工控机)

⚙️ 集成高性能 + 低功耗 + 丰富接口的特性,
可直接嵌入机床电控箱,实现“一板多功能”。

三、系统功能模块

模块

功能描述

技术实现

运动控制模块

控制多轴步进/伺服电机,实现插补与同步

PWM / EtherCAT / CANopen

状态监控模块

实时采集电流、振动、温度、速度

Modbus / GPIO采集

HMI人机交互模块

触摸屏界面显示运行状态、坐标、报警

Qt / WebUI / LVGL

数据通信模块

与上位机、MES系统交互

MQTT / OPC UA / HTTP

日志缓存与追溯模块

记录运行数据与停机原因

SQLite / CSV本地缓存

远程维护模块

支持OTA升级、远程参数配置

HTTP / SSH / Docker

四、控制逻辑示例

CNC坐标控制与状态采集简例

import time, json, serial

import paho.mqtt.client as mqtt



# 连接串口伺服控制器

ser = serial.Serial("/dev/ttyS1", 115200)



# MQTT 上传

client = mqtt.Client()

client.connect("mes.efish-cloud.com", 1883, 60)



def move_axis(x, y, z):

    cmd = f"MOVE {x} {y} {z}\r\n"

    ser.write(cmd.encode())



def read_status():

    ser.write(b"STATUS\r\n")

    data = ser.readline().decode().strip()

    return data



while True:

    status = read_status()

    payload = {"axis_status": status, "timestamp": time.time()}

    client.publish("cnc/line1/status", json.dumps(payload))

    time.sleep(1)

💡 工控机可同时完成 运动控制 + 数据上报
兼具实时性与联网能力。

五、HMI界面示例

本地显示可通过 HDMI + Qt / LVGL 构建:

  • 设备坐标显示(X/Y/Z轴位置)
  • 实时速度/扭矩曲线
  • 运行模式切换(手动 / 自动)
  • 告警窗口(超温 / 振动异常)
  • 网络连接状态与云端同步指示

通过 RK3568 GPU 的图形加速,
可实现流畅的 2D/3D 交互界面,支持多语言与触摸操作。

六、方案优势

一体化控制平台:集运动控制、通信、显示于一体;
高可靠性:工业宽温设计,抗干扰能力强;
低功耗运行:整机功耗仅 1/5 x86 平台;
灵活扩展:支持 CAN、EtherCAT、Modbus 多协议;
远程可运维:支持 OTA、日志追溯、容器化部署;
智能可升级:可结合AI视觉检测、能耗优化算法。

七、典型应用场景

  • 🏭 数控车床 / 铣床 / 加工中心控制系统
  • ⚙️ 激光切割 / 等离子切割 / 喷涂机控制
  • 🧱 机器人关节控制与路径规划
  • 🧰 嵌入式HMI显示终端
  • 💡 智能机床联网监控网关
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