Řešení

Nízkoenergetický multi-LAN řídicí systém APQ AK5 v kazetovém provedení pro stolní kolaborativní roboty

Nízkoenergetický multi-LAN řídicí systém APQ AK5 v kazetovém provedení pro stolní kolaborativní roboty

Nízkoenergetický multi-LAN řídicí systém APQ AK5 v kazetovém provedení pro stolní kolaborativní roboty

Stolní kolaborativní roboti rychle pronikají do aplikací, jako je přesná montáž v 3C elektronice, automatizované výzkumné laboratoře, vzdělávání a školení a lékařská pomoc, a to díky své lehké konstrukci, vysoké přesnosti a bezpečné spolupráci člověka s robotem. Na rozdíl od velkých průmyslových robotů kladou stolní kolaborativní roboti velmi specifické požadavky na velikost řídicí jednotky, spotřebu energie, dostupnost rozhraní a flexibilitu rozšíření. Řídicí jednotka musí být dostatečně kompaktní, aby se vešla do těla robota s omezeným prostorem, a zároveň musí poskytovat bohatá komunikační rozhraní – například více portů LAN a sériových portů – pro připojení periferií včetně systémů vidění, senzorů síly a chapadel. Musí také podporovat flexibilní rozšíření I/O, ovládání osvětlení, sběrnice CAN a dalších přizpůsobených funkcí pro různé aplikace.

Po několika kolech výběru modelu a důkladném ověřování v terénu si zákazník jako hlavní řídicí platformu pro svého stolního kolaborativního robota nové generace vybral nízkopříkonový multi-LAN řídicí systém APQ AK5 Cartridge-Style Controller Series.

Výzva pro zákazníky

  • Ultrakompaktní prostorová omezení:Stolní kolaborativní robot má omezený vnitřní objem a extrémně omezený instalační prostor, což vyžaduje řídicí jednotku s ultrakompaktním provedením, která se vejde do základny robota nebo pouzdra kloubu.
  • Požadavky na komunikaci mezi více zařízeními:Robot musí komunikovat současně se servopohony, koncovými efektory, systémy vidění, senzory síly a dalšími zařízeními. Řídicí jednotka proto potřebuje několik nezávislých ethernetových rozhraní a dostatek zdrojů pro sériovou komunikaci.
  • Nízká spotřeba energie a bezventilátorový design:Stolní zařízení má omezenou kapacitu pro regulaci teploty, takže řídicí jednotka musí spotřebovávat velmi málo energie a používat pasivní chlazení bez ventilátoru, aby se eliminovaly poruchy související s ventilátory a nasávání prachu.
  • Flexibilní možnosti rozšíření:Různé modely stolních kolaborativních robotů mají různé požadavky na I/O a komunikační protokol. Řídicí jednotka musí podporovat modulární rozšíření, aby bylo možné funkce konfigurovat podle potřeby bez nutnosti výměny celého systému.
  • Adaptabilita průmyslového prostředí:Výrobní dílny běžně zahrnují teplotní výkyvy a vibrace zařízení, což vyžaduje, aby řídicí jednotka poskytovala spolehlivost průmyslové úrovně, včetně provozu v širokém rozsahu teplot a odolnosti vůči vibracím/nárazům.
摄图网_603040004_工业机器人焊接作业火花四溅(企业商用)

Řešení APQ

AK5特点 (3)
  • Ultrakompaktní šasi pro snadnou integraci do stolního vybavení:Řada AK5 měří pouze 53 × 145 × 186,4 mm. Kombinuje celohliníkový chladič s horním a spodním krytem z pozinkované oceli a podporuje tři způsoby montáže: montáž na stěnu, montáž na DIN lištu a instalaci na stůl. Jeho ultrakompaktní šasi lze snadno integrovat do základny nebo ramene robota, čímž se uvolní více instalačního prostoru pro další klíčové komponenty, jako jsou koncové efektory a senzory.
  • Čtyři gigabitové ethernetové porty pro efektivní komunikaci mezi více zařízeními:Stolní kolaborativní roboti potřebují udržovat komunikaci v reálném čase s více zařízeními, včetně průmyslových kamer, senzorů pro řízení síly, koncových efektorů a hostitelských počítačů. Řada AK5 integruje čtyři gigabitové ethernetové řadiče Intel® i210-AT a poskytuje čtyři nezávislé LAN porty RJ45. V reálných nasazeních umožňují čtyři LAN porty fyzickou izolaci a oddělení dat pro čtyři kanály – komunikaci mezi systémem vidění, sběr dat ze senzorů pro řízení síly, řízení koncového efektoru a programování/ladění hostitelského počítače – čímž se eliminují komunikační zpoždění nebo ztráta paketů způsobená zahlcením na jedné síťové cestě a zajišťuje se efektivní koordinace mezi subsystémy.
  • Více možností procesorů pro flexibilní přizpůsobení výkonu:Řada AK5 nabízí tři procesory: Intel N95, N97 a Core i3-N305. Obsahuje jeden slot DDR4 SO-DIMM s podporou až 32 GB paměti a snadno zvládne průmyslové aplikace, jako je kontrola strojovým viděním, řízení zařízení a sběr dat. Tři konfigurace procesorů pokrývají výpočetní požadavky od základního logického řízení až po složité algoritmy vidění, což zákazníkům umožňuje vybrat si vhodnou úroveň výkonu pro každou aplikaci.
  • Modulární rozšíření ve stylu kazety pro konfiguraci I/O na vyžádání:Možnost rozšíření je klíčovou silnou stránkou řady AK5. Podporuje řadu rozšiřujících kazet APQ, které lze vybrat podle požadavků aplikace. Dostupné hlavní cartridgy zahrnují: cartridge 1E: 16 GPIO (8 optoizolovaných vstupů + 8 optoizolovaných výstupů) + 4kanálové ovládání osvětlení; cartridge 6A: 16 GPIO (8 optoizolovaných vstupů + 8 optoizolovaných výstupů) + 4 porty RS422/RS485 + 2 porty CAN 2.0B; cartridge 6B: 16 GPIO (8 optoizolovaných vstupů + 8 reléových výstupů) + 4 porty RS422/RS485 + 2 porty CAN 2.0B; cartridge 7A: 32 GPIO (16 optoizolovaných vstupů + 16 optoizolovaných výstupů) + 4 porty RS485 + 2 porty CAN 2.0B. Ať už aplikace vyžaduje vícekanálové ovládání osvětlení, velký počet I/O bodů pro monitorování zařízení nebo komunikaci sběrnice CAN, systém lze flexibilně přizpůsobit pouhou výměnou cartridge. Tato modulární rozšiřitelná architektura umožňuje řadě AK5 rychle se přizpůsobit individuálním požadavkům napříč různými modely stolních kolaborativních robotů, aniž by bylo nutné vyměňovat celý systém.
  • Bohatá rozhraní pro připojení více zařízení:Přední panel nabízí dva porty USB 3.0 a dva porty USB 2.0 s vestavěným rozhraním USB 2.0 typu A pro snadnější utěsnění a instalaci. Dva sériové porty RS232/485 zjednodušují připojení k různým senzorům nebo průmyslovým řídicím jednotkám. Dva výstupy HDMI a VGA pro zobrazení podporují lokální ladění a vizualizaci. Jeden slot pro kartu Nano SIM spolu s jedním slotem Mini PCIe umožňuje rozšíření o moduly Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN a další. Integrovaný slot M.2 Key-M podporuje úložiště SATA SSD.
  • Pasivní chlazení bez ventilátoru pro náročné průmyslové prostředí:Řada AK5 využívá zcela bezventilátorový pasivní chladicí systém a podporuje široký rozsah vstupního napětí 12–28 V DC (při použití funkce osvětlení je vyžadováno 24 V DC). Podporuje provozní teplotní rozsah -20 až 60 °C a skladovací teplotní rozsah -40 až 80 °C a prošla testováním náhodných vibrací 3G a nárazem 30G, což umožňuje stabilní nasazení v průmyslovém prostředí s častými vibracemi.

Úspěchy v oblasti hodnot:

  • Efektivní koordinace napříč více zařízeními:Čtyři nezávislé gigabitové ethernetové porty zajišťují fyzickou izolaci a oddělení dat pro řízení servopohonů, snímání obrazu, komunikaci mezi hostitelským počítačem a vzdálenou údržbu, čímž eliminují komunikační zpoždění způsobená přetížením sítě v architekturách s jedním portem a zajišťují odezvu v reálném čase pro přesné pohyby robota.
  • Extrémně kompaktní nasazení:Ultrakompaktní šasi o rozměrech 53 × 145 × 186,4 mm lze snadno integrovat do základny robota nebo do pouzdra kloubu, čímž se uvolní více instalačního prostoru pro klíčové komponenty, jako jsou servopohony a koncové efektory, a podpoří se kompaktnější konstrukce těla robota.
  • Bezventilátorová konstrukce pro dlouhodobou spolehlivost:Celohliníkový chladič v kombinaci s pasivním chlazením bez ventilátoru eliminuje rizika selhání spojená s pohyblivými součástmi náchylnými k opotřebení, jako jsou ventilátory. Umožňuje dlouhodobý stabilní provoz za omezených tepelných podmínek stolních zařízení a výrazně snižuje četnost údržby.
  • Rozšiřování ve stylu kazet umožňuje „jedna platforma, více aplikací“:Výměnou rozšiřující kazety APQ se systém může flexibilně přizpůsobit různým konfiguracím I/O. Jedna hardwarová platforma v kombinaci s různými kazetami dokáže pokrýt požadavky na řízení více modelů stolních kolaborativních robotů, což výrazně snižuje náklady na vývoj produktů a skladování.
  • Spolehlivost průmyslové úrovně pro stabilní výrobní linky:Provoz v širokém rozsahu teplot od -20 do 60 °C spolu s certifikací 3G pro vibrace a 30G pro nárazy zajišťuje dlouhodobý stabilní provoz v průmyslovém prostředí, jako jsou dílny 3C pro výrobu elektroniky, a poskytuje spolehlivý základ pro řízení rozsáhlého nasazení stolních kolaborativních robotů.
AK5结构图(1)