基于EtherCAT的木门五金件槽孔加工设备优化研究 刘德睿1， 陶涛1， 李茂洪2， 张岩松3

admin

基于EtherCAT的木门五金件槽孔加工设备优化研究
刘德睿1， 陶涛1， 李茂洪2， 张岩松3， 刘风华2， 杨良生2， 肖文波4

【作者机构】        1中南林业科技大学材料与能源学院； 2广州弘亚数控机械股份有限公司； 3广州赛志系统科技有限公司； 4长沙科佳圣马克智能家居有限公司
【来    源】        《林产工业》 2026年第2期 pp.56-63

木门定制化需求激增与传统加工效率不足的矛盾日益凸显，现有五金件槽孔加工设备因空间耦合性导致运动干涉、数据孤岛引发冗余操作以及柔性不足等问题，难以适应多规格生产，制约多品种小批量场景的高效稳定加工。提出了一种基于EtherCAT总线技术的模块化多工位设备优化方案，采用空间解耦机制物理分离加工单元以规避干涉，通过数据流重构实现了加工参数全局共享以消除冗余操作，依托模块化可拓展架构提升了多规格适配能力，集成智能控制系统实现了多工位并行加工。经产线实例验证，该方案较当前主流加工方案加工常见锁体的效率最高可提升32.67%，通过伺服动态补偿与故障隔离机制保障了加工精度与运行的稳定性，并可支持多规格混流生产，为木门行业多品种小批量生产提供高效可靠的技术支撑。

关键词：木门五金件槽孔加工； 空间解耦机制； EtherCAT总线技术； 多机位并行加工； 多规格混流生产

[size=1em]近年来，我国木门行业蓬勃发展，数控设备的广泛应用及工艺技术创新为行业带来了发展机遇[1-3]。定制化需求的激增凸显了传统加工方式与多样化锁孔及合页安装结构之间的矛盾，现有木门五金件槽孔数控设备难以完全满足多品种小批量市场对高效、稳定、高质生产的需求[4-7]。因此，降低装配强度，提升加工质量和效率成为木门数控化生产亟需解决的关键问题。

[size=1em]木门五金件槽孔加工是核心工序。传统依赖人工钻孔、铣削的方式在定制化趋势下弊端显著，如劳动强度大、效率低、精度依赖工人技术，易导致尺寸偏差和安装等问题[8]。德国、意大利、日本等国家虽开发了高速、高精、智能的数控专机，但价格高昂且需分序加工铰链槽和锁槽、锁孔[9]。

[size=1em]我国木材数控加工技术的研究始于20世纪80年代，相关企业品牌已崭露头角[10-12]。但木门五金件槽孔数控化起步较晚，21世纪初才有少数企业开始研发专用设备，具有定位准、速度快、适应性强、可批量加工等优势，并逐步形成系列化产品。

[size=1em]当前，国内主流采用数控设备单机连线，分别加工不同的槽孔。此方式虽部分实现了数控化，但存在工步分散、需多次测量、控制台独立等现象，会导致加工效率低、操作频繁、数据偏差及交互性差等问题。因此，实现木门五金件槽孔规模化、批量化和柔性化加工是未来发展的必然趋势[13-14]。

[size=1em]笔者在深入研究现有木门五金件槽孔加工设备的技术原理和工艺流程基础上，针对行业对设备高效稳定运行、多规格加工的需求，以及多工位连续作业、精准定位控制及实时监测的功能要求[15-24]，提出一种采用模块化多工位设计，集成智能控制系统的设备，依托EtherCAT技术实现加工单元的协同与独立控制，实现多种五金槽孔的高效精准加工，以适应多品种小批量柔性生产场景。

1 木门五金件槽孔加工设备问题分析1.1 加工设备现状

[size=1em]当前，木门五金件槽孔加工主要采用单机连线加工的方式，其加工工艺如图1所示。该加工工艺存在明显局限，例如，需经过多次识别板件二维码信息并进行多次测厚工作，过程繁琐且易引起误差；在门锁加工过程中，受限于设备的限位设计和主轴互锁功能，无法同时对锁槽和锁孔进行加工，严重影响了加工效率。

[size=0.8em]图1 木门五金件槽孔原加工工艺流程
Fig.1 Original processing technology flow of the slot and hole for wood door hardware parts

[size=1em]现阶段木门五金件槽孔加工方案主要依赖两类技术路线，一种为门锁合页分置加工方案，即采用两台独立设备分别完成门锁槽孔加工与合页孔加工，其单机结构如图2所示，但存在显著缺陷。例如，板材需经历2次扫码识别、两次厚度测量及两次装夹定位，工序割裂导致加工流程复杂，且设备间缺乏数据协同，定位误差累积风险高。另一种为门锁合页同步加工方案，其单机结构如图3所示。该方案虽通过单机集成减少扫码测厚次数，在效率方面较双机方案有显著提升，但两种方案加工机构设计均存在缺陷，即锁孔加工主轴（Z轴）和锁槽加工主轴（Y轴）机械耦合于同一运动单元。因两主轴空间干涉风险，必须避免同时启动，否则可能引发设备损坏。为确保安全运行，需通过继电器互锁电路，强制二者分别工作，导致加工效率受限。当进行锁槽加工时，控制锁槽主轴的继电器通电，常开端闭合，同时串联控制锁孔主轴继电器的常闭端，形成完整的电路通路，从而允许锁槽加工，而当锁孔加工时，电路原理亦遵循此逻辑。同时，合页加工单元功能固化，缺乏针对不同规格合页的快速调整能力，柔性适配能力不足。

[size=0.8em]图2 门锁加工设备
Fig.2 Door lock processing equipment

[size=1em]基于上述设备现状与核心缺陷，本文将从机械结构、数据传输与系统控制3个维度，提出针对性的优化策略与功能设计方案。

1.2 加工设备优化思路

[size=1em]针对现有方案空间耦合性、数据孤岛及柔性不足等缺陷，本文提出融合机械设计、数据通信与系统架构的协同优化策略，包括空间解耦、数据流重构和模块化可拓展架构。

[size=1em]1.2.1空间解耦

[size=1em]通过物理分离锁槽（Y轴）、锁孔（Z轴）及合页加工单元，规避运动机构干涉风险，为多规格混流生产奠定基础。

[size=1em]1.2.2数据流重构

[size=1em]基于EtherCAT总线构建实时数据库，实现板材厚度与加工参数的单次采集即可全局共享，消除冗余测量，保障加工数据一致性。

[size=1em]1.2.3模块化可拓展架构

[size=1em]采用标准接口工位设计，支持通过增减功能模块适配新型五金件槽孔加工需求。为满足木门五金件槽孔加工多品种小批量柔性自动化加工要求及上文优化策略，木门五金件槽孔加工设备需具备以下功能：

[size=1em]1）高效稳定执行功能，以支撑空间解耦与数据共享策略。构建多种传感器融合监测网络，对木门板材加工全工序进行定性监控，结合编码器实现进刀量的闭环反馈，采用伺服驱动器实施毫秒级动态补偿，所有加工数据经EtherCAT实时共享，确保参数调节的及时性与准确性；气缸驱动定位、夹紧机构与升降底座协同限位开关、光电开关等完成板材位置的精准检测，并在关键安全节点加装极限位置限位开关形成全域安全防护体系，从加工精度与运行安全双维度保障设备稳定高效运行。

[size=1em]2）故障隔离检修功能，以保障模块化可靠运行。建立多层级故障响应机制，当加工过程中出现机构超极限位置、板材摆放错误等异常情况时，触发对应等级的故障报警并执行停机保护，操作界面映射EtherCAT拓扑，显示故障代码，为操作人员提供直观的诊断依据。设备采用模块化隔离设计，各机床工位可单独调试，不影响其他工位运行。故障排除后，按下复位、启动按钮可恢复正常工作，提升运维效率与故障处理便捷性。

[size=1em]3）柔性控制功能，实现模块化可拓展策略。采用“全局—局部”协同控制架构，具备系统级一键自动运行模式，实现全流程连贯加工以保障批量生产效率，又可灵活切换至单工位手动操作状态，满足局部调试与精准控制需求。锁槽、锁孔、合页三大工位配有独立的操作界面与控制程序，通过分布式交互设计实现工位级独立操控。这种分层控制机制既确保了规模化生产时整体协同效率，又赋予设备针对特殊工艺的灵活调试能力，有效适配多品种、小批量的柔性生产需求。

[size=1em]综合上述优化策略及功能设计，优化后的工艺流程如图4所示。生产线中，木门五金件槽孔加工设备前的机器发出扫码请求后，摄像头识别板材二维码信息并上传至核心控制区进行计算，为后续加工工作提供数据支撑。板材进入锁槽工位后，光电传感器检测板件是否到达指定位置，随后对其进行定位和夹紧工作。板件固定在基准位置后，锁槽加工机构处的测厚气缸对板材进行厚度测量，加工机构根据扫码机构提供的加工信息进行加工。锁槽和门前端端头侧完成加工后，板材被送入锁孔工位。由于板材厚度已经在锁槽加工工位处取得，并通过EtherCAT总线传输共享，因此在锁孔和合页工位不再对板材厚度进行测量，以提高加工效率。锁孔工位和合页工位的加工过程基本相似，板材进入工位后，由光电传感器、定位机构、夹紧机构协同工作，确保板材固定于基准位置后，由各个工位的加工机构根据加工信息进行对应加工。完成五金件槽孔加工后，板材进入生产线中的下一工序。

[size=0.8em]图4 木门五金件槽孔优化后加工工艺流程
Fig.4 Optimized processing technology flow of slot holes for wooden door hardware components

2 基于EtherCAT总线的设备优化研究2.1 加工设备结构研究

[size=1em]如图5所示，木门五金件槽孔加工设备由扫码机构、锁槽加工工位、锁孔加工工位和合页加工工位串联组成。

[size=0.8em]图5 木门五金件槽孔加工设备总体
Fig.5 Overall slot processing equipment for wooden door hardware

[size=1em]2.1.1扫码机构

[size=1em]作为设备前端，由机架、摄像头、输送辊筒和三相异步电动机构成。三相异步电动机提供动力输出，经变频器输出信号控制其正反转与速率，实现木门板材的进退料功能，为加工流程起始环节提供基础输送保障。

[size=1em]2.1.2锁槽加工工位

[size=1em]负责木门板材锁槽和端头开槽加工，由机架、输送辊筒、升降底座、测厚机构、定位机构、夹紧机构、铣刀部件、伺服电机、高速主轴电机和三相异步电动机等组成。伺服电机提供动力输出；伺服驱动器精准调节铣刀进刀量，以加工出不同的槽孔；高速主轴电机达到预设的转速时可使刀具获得足够的切削力，以进行对板材铣削工作；三相异步电机通过皮带带动辊筒转动，实现板材的进出；升降底座、测厚机构、定位机构、夹紧机构均由气缸控制，实现板材的测量与定位，保障加工精度与稳定性。

[size=1em]2.1.3锁孔加工工位

[size=1em]负责木门板材的锁孔和端头开槽加工，组成与锁槽工位相似，但结构存在差异，基于锁槽加工功能基础，适配锁孔加工的特定需求，在机构协同方面进行针对性设计。

[size=1em]2.1.4合页加工工位

[size=1em]负责木门板材的合页孔加工，组成与锁孔加工工位相同，结构有别，通过调整机构适配合页孔加工工艺，确保合页加工质量与效率。

[size=1em]通过上述优化策略与功能、结构设计，可有效解决现有方案的缺陷，提升木门五金件槽孔加工设备的性能，满足多品种小批量柔性自动化加工的需求，从而为木门生产制造提供更高效、稳定的技术支撑。

2.2 基于EtherCAT的控制系统研究

[size=1em]EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一种高性能的实时以太网协议，因其高速实时性、高带宽利用率和灵活拓扑结构而被广泛应用于工业自动化领域[25]。EtherCAT采用主从式架构，由一个主节点和多个从节点构成，通过以太网帧中封装EtherCAT帧实现实时通信，即主节点发送控制指令，从节点接收并及时处理数据，使数据帧传输延时仅取决于物理硬件的信号传播时间，有效数据利用率可达90%以上[26]。同时，该系统可支持分布式时钟机制同步节点，实现低至微秒级的通信延迟，显著提升多设备协同精度。

[size=1em]本文所提出的木门五金件槽孔加工设备需满足多工位并行加工、加工参数实时共享、模块化拓展等需求。EtherCAT 的微秒级同步能力可消除多工位运动干涉，高度的数据利用率可实现加工参数全局共享，灵活拓扑结构可支持功能模块即插即用。鉴于此，本文采用EtherCAT总线构建高速以太网I/O网络，为设备高性能运行奠定通信基础。

[size=1em]2.2.1加工设备通讯系统研究

[size=1em]通讯系统以一体式智能控制器为EtherCAT主节点，扫码相机、伺服驱动器、变频器、I/O 模块等为从节点，通过总线构建指令与状态双向通信链路，网络系统拓扑结构(见图6）。系统采用“主节点集中管控+从节点分布式执行”架构，扫码相机负责采集的板件信息通过EtherCAT帧实传输至主节点，确保加工指令提前准备。光电传感器、限位开关等通过I/O拓展模块接入总线，实时反馈板件位置、设备状态等信号。PC端上位机软件与一体式智能控制器相连，用于编程、监控和管理加工任务，操作人员可通过该软件向控制器发送加工指令、修改参数并实时查看设备状态。一体式智能控制器接收扫码信息与上位机指令，经逻辑运算生成加工参数，通过 EtherCAT 总线向各从节点下发控制指令。伺服驱动器接收指令后控制锁槽、锁孔、合页工位的伺服电机，实现精准进给。变频器调节主轴电机转速以适配切削需求。各执行部件运行状态经总线实时回传主节点，形成闭环控制。

[size=0.8em]图6 木门五金件槽孔加工设备通讯系统拓扑结构
Fig.6 Topology of communication system of wooden door hardware slot processing equipment

[size=1em]综上所述，该通讯系统充分利用了EtherCAT总线的高速率、强实时性和灵活拓扑优势，构建了一个高效、精准的信息交互与闭环控制网络，为木门五金件槽孔加工设备实现自动化、智能化运行及高质量加工任务执行奠定了坚实的通信基础。

[size=1em]2.2.2加工设备控制流程研究

[size=1em]木门五金件槽孔加工设备的控制流程示意如图7所示。基于EtherCAT总线的实时通信能力，流程各环节实现了“信息—指令—动作”精准联动。生产线前位设备发送扫码请求信号，经EtherCAT 总线传输至主节点，触发扫码相机启动。相机识别板件条码后，将信息通过总线回传主节点。若条码错误，主节点立即通过总线下发报警指令；若条码无误，主节点初始化参数并下达进板指令。进板指令经总线传输至辊筒变频器，驱动电机正转带动板件移动。当板件遮挡光电传感器时，传感器信号通过 I/O 模块经总线回传主节点，触发定位流程。主节点通过总线同步下发指令至前定位气缸与后侧推气缸的电磁阀，确保板件前后端抵紧基准。夹紧指令下发后，夹具机构通过总线反馈夹紧状态，为主节点下达加工指令提供依据。加工指令下达后，主节点根据板件信息调用预设程序，生成锁槽、锁孔、合页孔的加工参数，并通过EtherCAT 总线并行传输至各工位伺服驱动器与变频器。具体表现为变频器调节主轴电机至设定转速，并通过总线实时反馈负载变化，实现转速动态微调；伺服驱动器依据指令控制电机带动刀具按预设轨迹运动，通过总线实时回传位置偏差，主节点据此进行毫秒级补偿，确保槽孔尺寸精度。加工完成后，主节点通过总线下发松夹指令，同时向下游设备发送出板请求。板件移出后，系统复位并等待下一轮扫码请求。整个流程在EtherCAT总线支撑下可实现全自动化循环[27-30]。

[size=0.8em]图7 木门五金件槽孔加工设备控制流程
Fig.7 Control process of wooden door hardware slot hole processing equipment

[size=1em]2.2.3加工设备电控系统研究

[size=1em]木门五金件槽孔加工设备的电控系统原理图如图8所示。该系统以EtherCAT总线为数据交互中枢，通过输入信号层、核心控制层、输出执行层及报警指示层的协同运作，构建起 “感知—决策—执行”的闭环控制体系。其中，输入信号层集成按钮、光电传感器、限位开关、液位开关等器件，其采集的物理信号经插片式 I/O 拓展模块转换为数字信号后，通过总线传输至核心控制层。核心控制层以一体式智能控制器为核心，负责接收输入信号、执行控制逻辑运算并通过总线向下游下发指令。I/O 拓展模块受主节点管控，支持即插即用，满足设备柔性拓展需求。输出执行层涵盖三相异步电动机及变频器、气缸及电磁阀、伺服电机及伺服驱动器、单相笼型异步电动机等执行部件，接收总线传输的控制信号并执行相应动作。报警指示层则由报警指示灯与上位机界面构成，通过总线接收主节点发送的故障信号，实时显示故障位置与代码，为快速诊断提供支持。

[size=0.8em]图8 木门五金件槽孔加工设备电控系统原理
Fig.8 Schematic diagram of electronic control system of wooden door hardware slot hole processing equipment

[size=1em]电控系统的I/O拓展模块作为EtherCAT从节点，是通讯系统数据交互的“物理接口”，即输入信号层的传感器数据经其上传至主节点，输出执行层的动作指令经其下发至执行部件。核心控制层的一体式智能控制器依托总线传输的实时数据，驱动“扫码—定位—加工—出板” 流程的连贯执行，同时通过I/O模块的柔性拓展能力，支持新增工位快速接入，进一步强化设备对多品种加工适应性。

3 加工实例验证分析3.1 加工数据收集与整理

[size=1em]为验证提出木门五金件槽孔加工设备在实际应用中的可靠性和稳定性，本文选取了某木门企业的生产线作为数据采集源。木门尺寸为2 075 mm × 790 mm，依据该尺寸木门常规安装规范与使用需求，需安装3个普通合页，对应加工3套标准合页槽孔。针对门锁部分，考虑市场上常见的锁体类型，选取了58锁、72锁、大50锁和一字锁4种常见锁体，每种锁体各加工20组槽孔，并记录加工时长，取平均值。实际生产加工时间如表1所示，不同锁体的示意图如图9所示。

[size=0.8em]表1 各加工方案加工时间对比
Tab.1 Comparison of processing times for various processing schemes

[size=0.8em]图9 锁体名称及加工结构示意
Fig.9 Schematic diagram of lock body name and processing structure

3.2 加工数据对比分析

[size=1em]方案A为门锁合页分置加工方案，虽在一定程度上实现了自动化，但存在明显协同性与交互性不足的问题，两机之间的加工信息无法共享，导致整体加工时间较长。从表1可看出，方案A在加工不同锁体时的平均效率相对较低，尤其是在加工大50锁时，平均耗时长达105.6 s/件，影响了生产进度。方案B为门锁合页同步加工方案，在一定程度上可提高加工效率，但由于加工主轴的继电器互锁机制，该方案仍存在局限性。方案A和方案B共同的问题是门锁加工机构受限于位置关系，必须加工主轴避免同时启动。此外，方案B采用的门锁合页同步加工设备仅有一个合页加工机构，导致整体加工效率受限。得益于设备的可移动机床设计，一次夹装便可完成锁槽、锁孔及合页孔的加工，但也导致该设备的稳定性有待进一步提高。

[size=1em]本文设计的木门五金件槽孔加工设备采用EtherCAT技术实现整机实时通信，通过工艺重组，设备集成优化工艺流程，实现了对不同锁体的高效、稳定加工。对比表1加工时长数据可以看出，与方案A和方案B相比，该设备在加工时表现出显著的效率优势。例如，在加工58锁时，该设备的效率较方案A提升了25.95%，较方案B提升了6.55%；在加工72锁时，较方案A提升了27.87%，方案B提升了8.1%；在加工大50锁时，较方案A提升了32.67%，方案B提升了20.38%；在加工一字锁时，较方案A提升了30.93%，方案B提升了12.6%。通过上述分析可知，本文研究提出的木门五金件槽孔加工设备在稳定性、生产效率等方面均表现出色，具有广阔市场应用前景和显著经济效益。

4 结语

[size=1em]本研究从企业实际应用问题出发，对木门五金件槽孔加工设备的现状进行了深入分析，总结了现阶段设备存在的工步分散、数据孤岛、运动干涉及柔性不足等核心问题。在此基础上，提出了融合机械设计、通信架构与控制系统的协同优化方案，旨在通过空间解耦机制、数据流重构、模块化可拓展架构核心技术，设计出了模块化多工位设备，并完成基于EtherCAT总线的通讯系统、电控系统及控制流程设计，显著提升了数据交互实时性、系统灵活性与设备稳定性。

[size=1em]加工实例验证显示，新设备较主流的分置加工和同步加工效率显著提升。同时，新方案避免了现有设备效率低、协同差、柔性弱的缺陷，可满足木门五金件槽孔加工多品种小批量、柔性化、自动化、多规格的生产需求，为木门制造业的智能化升级提供了有力的技术支撑。未来，研究将聚焦工艺参数的智能优化及跨工序数字的孪生集成，进一步推动木门加工向更高效、更精准、更智能的方向迈进。

[size=1em]参考文献

[size=1em][1] 邓雄,朱震锋.数字化技术驱动木质家具设计转型的优势、机理及路径[J].林产工业,2025,62(06):89-94.

[size=1em][2] 蒋国斌.我国木工家具机械化技术创新进展研究——基于2000—2022年木工家具机械领域专利数据分析[J].林产工业,2024,61(12):68-78.

[size=1em][3] 李美虹,龚志林,周腾飞,等.定制家具行业高质量发展路径探析[J].居舍,2024,(11):23-25.

[size=1em][4] 张志朋,马春龙.数控技术在机械加工技术中的应用探析[J].中国设备工程,2024,(10):227-229.

[size=1em][5] 贾刚,刘朝辉,高鹏,等.高校木工坊智能化发展现状浅析[J].森林防火,2025,43(02):113-115.

[size=1em][6] 邳春生.木质门行业标准化状况及实施应用前景分析[J].标准生活,2016,(03):45-51+44.

[size=1em][7] 本刊编辑部.2024 WMF国际木工展盛大开幕[J].木工机床,2024,(03):52.

[size=1em][8] 马荣.中国传统木门装饰艺术的现代传承研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2015.

[size=1em][9] 王辉.S企业实木门扇生产线优化设计[D].长沙:中南林业科技大学,2023.

[size=1em][10] 王健.T公司门扇生产线精益生产研究[D].济南:山东师范大学,2024.

[size=1em][11] 罗晓燕.走进弘亚数控：探寻板式家具机械新“智造”奥秘[N].中国高新技术产业导报,2024-08-05(004).

[size=1em][12] 孙勤.木门品牌研究与个性化塑造[D].杭州:浙江农林大学,2017.

[size=1em][13] 韩玉杰,肖佳.木材产业绿色低碳发展路径浅析[J].森林防火,2024,42(02):106-109.

[size=1em][14] 穆荣平,郭京京,康瑾,等.制造业开放创新趋势、问题和政策建议[J].中国科学院院刊,2022,37(07):954-966.

[size=1em][15] 徐杨.现代实木门的装配工艺及设备[J].木工机床,2009,(04):27-29+22.

[size=1em][16] 孙子昊.木门家具生产线智能管控系统研发[D].南京:南京理工大学,2022.

[size=1em][17] 张自鹏.木门五金件槽孔数控加工工艺及设备研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2012.

[size=1em][18] 马晓君.门五金件安装孔槽数控加工关键技术的研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2012.

[size=1em][19] 马晓君,张自鹏,罗阁,等.多轴门五金件孔槽数控加工专用机床研究与设计[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2012,30(01):79-82.

[size=1em][20] 马晓君,马岩.门五金件孔槽数控加工的夹具设计方法研究[J].机床与液压,2012,40(03):95-98.

[size=1em][21] 马晓君,马岩.门合页槽数控加工方法研究[J].林业实用技术,2011,(11):62-64.

[size=1em][22] 王慧,张自鹏,姜新波,等.木门五金件槽孔数控加工机床的总体设计[J].木工机床,2010,(04):12-14+23.

[size=1em][23] 卫健行.串并混联四自由度木门移位机械臂设计与分析[D].秦皇岛:燕山大学,2021.

[size=1em][24] 赵号.实木门边材生产线搬运机械手的设计与研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2022.

[size=1em][25] 黄嘉林,韩成浩.基于EtherCAT的双足机器人控制系统设计[J].电器工业,2025,(05):33-38.

[size=1em][26] 王遵涵.基于EtherCAT总线运动控制系统研究与功能开发[D].大连交通大学,2025.

[size=1em][27] 刘风华,肖浩南,罗康,等.柔性化木门生产系统的设计及应用研究[J].现代信息科技,2021,5(17):162-164.

[size=1em][28] 钱晓波,王依凡,张凌浩.实体与非实体视阈的产品基因理论发展研究[J].家具与室内装饰,2025,32(11):52-59.

[size=1em][29] 李萍,黄艳丽,戴向东.以行业需求为导向的设计学研究生实践能力培养体系构建研究[J].家具与室内装饰,2025,32(11):141-144.

[size=1em][30] 刘紫瑶.循环-共生经济模式下家具制造业的生态转型路径研究[J].家具与室内装饰,2025,32(10):32-39.

[size=1.8em]Optimization Study of Wooden Door Hardware Slot Processing Equipment Based on EtherCAT

[size=1em]LIU Derui1 TAO Tao1 LI Maohong2 ZHANG Yansong3 LIU Fenghua2 YANG Liangsheng2 XIAO Wenbo4

[size=1em](1.Central South University of Forestry and Technology School of Materials and Energy,Changsha 410004,Hunan,P.R.China;2.Guangzhou Kdt Machinery Co.,Ltd., Guangzhou 510700,Guangdong, P.R.China;3.Guangzhou MesEdge System Technology Co., Ltd., Guangzhou 510700,Guangdong,P.R.China;4.Changsha Kejia Saint Mark Smart Home Co.,Ltd.,Changsha 410100,Hunan,P.R.China)

[size=1em]Abstract: The growing demand for customized wooden doors and the inadequacy of traditional processing methods have become increasingly evident. Current hardware slot hole processing equipment suffered from motion interference due to spatial coupling and redundant operations caused by data silos. This equipment was also insufficiently flexible to adapt to multi-specification production. These limitations hindered efficient and stable processing in scenarios involving multiple varieties and small batches. In this paper, a modular and multistation equipment optimization solution based on EtherCAT bus technology was proposed. This solution used a spatial decoupling mechanism to physically separate processing units and avoid interference. Data flows were also reconstructed to enable the global sharing of processing parameters and eliminate redundant operations.Additionally, a modular and scalable architecture was used to improve the multi-specification adaptability. The solution also integrated an intelligent control system that enabled parallel processing across multiple stations.Production line case verification showed that this solution increased processing efficiency by up to 32.67%for common lock bodies compared to current mainstream solutions. The solution ensured processing accuracy and operational stability through servo dynamic compensation and fault isolation mechanisms. It supported the mixed-flow production of multiple specifications and provided efficient and reliable technical support for the small-batch production of multiple varieties in the wood door industry.

[size=1em]Key words: Processing of wooden door hardware slot holes; Spatial decoupling mechanism; EtherCAT bus technology; Multi-machine parallel processing; Multi-specification mixed production

[size=1em]中图分类号：TS642； TS396

[size=1em]文献标识码：A

[size=1em]文章编号：1001-5299(2026)02-0056-08

[size=1em]DOI: 10.19531/j.issn1001-5299.202602008

[size=1em]基金项目：“十四五”国家重点研发计划项目（2023YFD2201500）

[size=1em]第一作者：刘德睿，男，在读硕士，研究方向为家具设计与工程，E-mail:13831683526@163.com

[size=1em]*通讯作者：陶 涛，男，博士，教授，研究方向为家具设计与工程，E-mail:taotaohunter@163.com

[size=1em]收稿日期：2025-08-10