Решение

APQ AK5 Нискомощeн многомрежов контролер тип касета за настолни колаборативни роботи

APQ AK5 Нискомощeн многомрежов контролер тип касета за настолни колаборативни роботи

APQ AK5 Нискомощeн многомрежов контролер тип касета за настолни колаборативни роботи

Настолните колаборативни роботи бързо навлизат в приложения като прецизен монтаж в 3C електроника, автоматизирани изследователски лаборатории, образование и обучение, както и медицинска помощ, благодарение на лекия си дизайн, висока прецизност и безопасно сътрудничество между човек и робот. За разлика от големите промишлени роботи, настолните колаборативни роботи налагат силно специфични изисквания към размера на контролера, консумацията на енергия, наличността на интерфейси и гъвкавостта на разширяване. Контролерът трябва да е достатъчно компактен, за да се побере в корпуса на робот с ограничено пространство, като същевременно осигурява богати комуникационни интерфейси – като множество LAN и серийни портове – за свързване на периферни устройства, включително системи за зрение, сензори за сила и захващащи устройства. Той трябва също така да поддържа гъвкаво разширяване на входно/изходните данни, управление на осветлението, CAN шина и други персонализирани функции за различни приложения.

След множество кръгове на подбор на модел и строга валидация на място, клиентът избра серията контролери APQ AK5 Low-Power Multi-LAN Cartridge-Style като основна платформа за управление на своя настолен колаборативен робот от следващо поколение.

Предизвикателство за клиента

  • Ултракомпактни пространствени ограничения:Настолният колаборативен робот има ограничен вътрешен обем и изключително ограничено пространство за монтаж, което изисква контролер с ултракомпактен форм-фактор, който може да се побере в основата на робота или корпуса на ставата.
  • Изисквания за комуникация между множество устройства:Роботът трябва да комуникира едновременно със серво задвижвания, крайни ефектори, системи за зрение, сензори за сила и други устройства. Следователно контролерът се нуждае от множество независими Ethernet интерфейси и изобилие от ресурси за серийна комуникация.
  • Ниска консумация на енергия и дизайн без вентилатор:Настолното оборудване има ограничен капацитет за управление на температурата, така че контролерът трябва да консумира много малко енергия и да използва пасивно охлаждане без вентилатор, за да елиминира повреди, свързани с вентилатора, и поглъщане на прах.
  • Гъвкава възможност за разширяване:Различните модели настолни колаборативни роботи имат различни изисквания за входно/изходни данни и комуникационни протоколи. Контролерът трябва да поддържа модулно разширение, така че функциите да могат да се конфигурират според нуждите, без да се подменя цялата система.
  • Адаптивност към индустриална среда:Производствените цехове често са свързани с температурни колебания и вибрации на оборудването, което изисква контролерът да осигурява надеждност от индустриален клас, включително работа в широк температурен диапазон и устойчивост на вибрации/удари.
摄图网_603040004_工业机器人焊接作业火花四溅(企业商用)

APQ решение

AK5特点(3)
  • Ултракомпактно шаси за лесна интеграция в настолно оборудване:Серията AK5 е с размери само 53 × 145 × 186,4 мм. Тя съчетава изцяло алуминиев радиатор с горен и долен капак от поцинкована стомана и поддържа три метода на монтаж: стенен монтаж, монтаж на DIN-шина и настолен монтаж. Ултракомпактното ѝ шаси може лесно да се интегрира в основата или рамото на робота, освобождавайки повече място за монтаж на други основни компоненти, като крайни ефектори и сензори.
  • Четири гигабитови Ethernet порта за ефективна комуникация с множество устройства:Настолните колаборативни роботи трябва да поддържат комуникация в реално време с множество устройства, включително индустриални камери, сензори за контрол на силата, крайни ефектори и хост компютри. Серията AK5 интегрира четири гигабитови Ethernet контролера Intel® i210-AT и осигурява четири независими RJ45 LAN порта. В реални внедрявания, четирите LAN порта позволяват физическа изолация и разделяне на данните за четири канала – комуникация между системата за зрение, събиране на данни от сензорите за контрол на силата, управление на крайния ефектор и програмиране/отстраняване на грешки от хост компютъра – елиминирайки забавянията в комуникацията или загубата на пакети, причинени от претоварване на един мрежов път и осигурявайки ефективна координация между подсистемите.
  • Множество опции за процесори за гъвкаво съчетаване на производителността:Серията AK5 предлага три варианта за процесор: Intel N95, N97 и Core i3-N305. Тя включва един DDR4 SO-DIMM слот, поддържащ до 32 GB памет, и може лесно да се справи с индустриални приложения като машинна визуална инспекция, управление на оборудване и събиране на данни. Трите конфигурации на процесора покриват изчислителни изисквания, вариращи от основен логически контрол до сложни алгоритми за зрение, позволявайки на клиентите да изберат подходящото ниво на производителност за всяко приложение.
  • Модулно разширение тип касета за конфигурация на входно/изходни устройства при поискване:Възможността за разширение е ключова сила на серията AK5. Тя поддържа гама от разширителни патрони APQ, които могат да бъдат избрани според изискванията на приложението. Наличните основни касети включват: 1E касета: 16 GPIO (8 оптоизолирани входа + 8 оптоизолирани изхода) + 4-канално управление на осветлението; 6A касета: 16 GPIO (8 оптоизолирани входа + 8 оптоизолирани изхода) + 4 RS422/RS485 порта + 2 CAN 2.0B порта; 6B касета: 16 GPIO (8 оптоизолирани входа + 8 релейни изхода) + 4 RS422/RS485 порта + 2 CAN 2.0B порта; 7A касета: 32 GPIO (16 оптоизолирани входа + 16 оптоизолирани изхода) + 4 RS485 порта + 2 CAN 2.0B порта. Независимо дали приложението изисква многоканално управление на осветлението, голям брой I/O точки за мониторинг на оборудването или CAN bus комуникация, системата може да бъде гъвкаво адаптирана чрез смяна на касетата. Тази модулна архитектура за разширение позволява на серията AK5 бързо да се адаптира към персонализирани изисквания на различни модели настолни колаборативни роботи, без да се налага подмяна на цялата система.
  • Богати интерфейси за свързаност на множество устройства:Предният панел предлага два USB 3.0 порта и два USB 2.0 порта, с вграден USB 2.0 Type-A интерфейс за по-лесно запечатване и инсталиране. Два серийни порта RS232/485 опростяват свързването към различни сензори или индустриални контролери. Два HDMI и VGA изхода за дисплей поддържат локално отстраняване на грешки и визуализация. Един слот за Nano SIM карта, заедно с един Mini PCIe слот, позволяват разширение за Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN и други модули. Интегриран M.2 Key-M слот поддържа SATA твърдотелни устройства за съхранение.
  • Пасивно охлаждане без вентилатор за взискателни индустриални среди:Серията AK5 използва изцяло безвентилаторен дизайн с пасивно охлаждане и поддържа широк диапазон на входно напрежение 12–28 VDC (24 VDC е необходимо, когато се използва функцията за осветление). Тя поддържа работен температурен диапазон от -20 до 60°C и температурен диапазон на съхранение от -40 до 80°C и е преминала 3G тестове за случайни вибрации и 30G тестове за удар, което позволява стабилно внедряване в индустриални среди с чести вибрации.

Постижения, свързани с ценностите:

  • Ефективна координация между множество устройства:Четири независими гигабитови Ethernet порта осигуряват физическа изолация и разделяне на данните за серво управление, събиране на данни от зрение, комуникация между хост-компютър и отдалечена експлоатация и поддръжка, елиминирайки забавянията в комуникацията, причинени от претоварване на мрежата в еднопортови архитектури, и осигурявайки реакция в реално време за прецизни движения на роботи.
  • Изключително компактно внедряване:Ултракомпактното шаси с размери 53 × 145 × 186,4 мм може лесно да се интегрира в основата на робота или в корпуса на съединителя, освобождавайки повече място за монтаж на основни компоненти като серво задвижвания и крайни ефектори и поддържайки по-компактен дизайн на корпуса на робота.
  • Безвентилаторен дизайн за дългосрочна надеждност:Изцяло алуминиевият радиатор, комбиниран с пасивно охлаждане без вентилатор, елиминира рисковете от повреди, свързани с износващи се движещи се компоненти, като например вентилатори. Това позволява дългосрочна стабилна работа при ограничените топлинни условия на настолно оборудване и значително намалява честотата на поддръжка.
  • Разширяването тип „касета“ позволява „една платформа, множество приложения“:Чрез подмяна на разширителната касета APQ, системата може гъвкаво да се адаптира към различни I/O конфигурации. Една хардуерна платформа, комбинирана с различни касети, може да покрие изискванията за управление на множество модели настолни колаборативни роботи, като значително намали разходите за разработване на продукти и складиране.
  • Надеждност от индустриален клас за стабилни производствени линии:Широкият температурен диапазон от -20 до 60°C, заедно със сертификат за 3G вибрации и 30G удар, осигурява дългосрочна стабилна работа в индустриални среди, като например цехове за производство на електроника 3C, и осигурява надеждна основа за управление за мащабно внедряване на настолни колаборативни роботи.
AK5结构图(1)