APQ AK5 Lavstrøms Multi-LAN Cartridge-Style Controller til Desktop Collaborative Robots
Desktop-kollaborative robotter trænger hurtigt ind i applikationer såsom præcisionsmontering i 3C-elektronik, automatiserede forskningslaboratorier, uddannelse og træning samt medicinsk assistance takket være deres lette design, høje præcision og sikre menneske-robot-samarbejde. I modsætning til store industrirobotter stiller desktop-kollaborative robotter meget specifikke krav til controllerstørrelse, strømforbrug, interfacetilgængelighed og udvidelsesfleksibilitet. Controlleren skal være kompakt nok til at passe ind i en pladsbegrænset robotkrop, samtidig med at den skal tilbyde omfattende kommunikationsgrænseflader - såsom flere LAN- og serielle porte - til at forbinde periferiudstyr, herunder visionssystemer, kraftsensorer og gribere. Den skal også understøtte fleksibel udvidelse af I/O, lysstyring, CAN-bus og andre tilpassede funktioner til forskellige applikationer.
Efter flere runder med modeludvælgelse og grundig feltvalidering valgte kunden APQ AK5 Low-Power Multi-LAN Cartridge-Style Controller-serien som den centrale kontrolplatform til sin næste generations kollaborative desktop-robot.
Kundeudfordring
Ultrakompakte pladsbegrænsninger:Den kollaborative robot på skrivebordet har begrænset intern volumen og ekstremt begrænset installationsplads, hvilket kræver en controller med en ultrakompakt formfaktor, der kan passe ind i robottens base eller ledhus.
Krav til kommunikation med flere enheder:Robotten skal kommunikere samtidigt med servodrev, effektorer, visionssystemer, kraftsensorer og andre enheder. Styringen har derfor brug for flere uafhængige Ethernet-grænseflader og rigelige serielle kommunikationsressourcer.
Lavt strømforbrug og ventilatorløst design:Desktopudstyr har begrænset kapacitet til termisk styring, så controlleren skal forbruge meget lidt strøm og bruge blæserløs passiv køling for at eliminere blæserrelaterede fejl og støvindtagelse.
Fleksibel udvidelseskapacitet:Forskellige modeller af stationære kollaborative robotter har varierende I/O- og kommunikationsprotokolkrav. Controlleren skal understøtte modulær udvidelse, så funktioner kan konfigureres efter behov uden at udskifte hele systemet.
Tilpasningsevne i industrimiljøet:Produktionsværksteder involverer ofte temperatursvingninger og vibrationer i udstyret, hvilket kræver, at controlleren leverer pålidelighed i industriel kvalitet, herunder drift ved brede temperaturer og vibrations-/stødmodstand.
APQ-løsning
Ultrakompakt kabinet til nem integration i stationært udstyr:AK5-serien måler kun 53 × 145 × 186,4 mm. Den kombinerer en køleplade i aluminium med top- og bunddæksler i galvaniseret stål og understøtter tre monteringsmetoder: vægmontering, DIN-skinnemontering og skrivebordsinstallation. Dens ultrakompakte chassis kan nemt integreres i robotbasen eller -armen, hvilket frigør mere installationsplads til andre kernekomponenter såsom effektorer og sensorer.
Fire Gigabit Ethernet-porte til effektiv kommunikation på tværs af flere enheder:Desktop-kollaborative robotter skal kunne opretholde realtidskommunikation med flere enheder, herunder industrielle kameraer, kraftstyringssensorer, effektorer og værtscomputere. AK5-serien integrerer fire Intel® i210-AT Gigabit Ethernet-controllere og leverer fire uafhængige RJ45 LAN-porte. I faktiske implementeringer muliggør de fire LAN-porte fysisk isolation og dataseparation for fire kanaler - vision-systemkommunikation, kraftstyringssensorregistrering, effektorstyring og værtscomputerprogrammering/fejlfinding - hvilket eliminerer kommunikationsforsinkelser eller pakketab forårsaget af overbelastning på en enkelt netværkssti og sikrer effektiv koordinering mellem delsystemer.
Flere processormuligheder for fleksibel ydeevnematchning:AK5-serien tilbyder tre processormuligheder: Intel N95, N97 og Core i3-N305. Den inkluderer et DDR4 SO-DIMM-slot, der understøtter op til 32 GB hukommelse, og kan nemt håndtere industrielle applikationer såsom maskininspektion, udstyrsstyring og dataindsamling. De tre processorkonfigurationer dækker computerkrav, der spænder fra grundlæggende logisk kontrol til komplekse visionsalgoritmer, hvilket giver kunderne mulighed for at vælge det passende ydelsesniveau til hver applikation.
Modulær udvidelse i patronstil til on-demand I/O-konfiguration:Udvidelseskapacitet er en central styrke ved AK5-serien. Den understøtter en række APQ-udvidelsespatroner, der kan vælges i henhold til applikationens krav. Tilgængelige hovedpatroner inkluderer: 1E patron: 16 GPIO'er (8 opto-isolerede indgange + 8 opto-isolerede udgange) + 4-kanals lysstyring; 6A patron: 16 GPIO'er (8 opto-isolerede indgange + 8 opto-isolerede udgange) + 4 RS422/RS485 porte + 2 CAN 2.0B porte; 6B patron: 16 GPIO'er (8 opto-isolerede indgange + 8 relæudgange) + 4 RS422/RS485 porte + 2 CAN 2.0B porte; 7A patron: 32 GPIO'er (16 opto-isolerede indgange + 16 opto-isolerede udgange) + 4 RS485 porte + 2 CAN 2.0B porte. Uanset om applikationen kræver flerkanals lysstyring, et stort antal I/O-punkter til udstyrsovervågning eller CAN-buskommunikation, kan systemet fleksibelt tilpasses ved blot at udskifte patronen. Denne modulære udvidelsesarkitektur gør det muligt for AK5-serien hurtigt at tilpasse sig tilpassede krav på tværs af forskellige modeller af kollaborative robotter til stationære computere uden at udskifte hele systemet.
Rige grænseflader til forbindelse mellem flere enheder:Frontpanelet har to USB 3.0-porte og to USB 2.0-porte med et indbygget USB 2.0 Type-A-interface for nemmere forsegling og installation. To RS232/485 serielle porte forenkler tilslutning til forskellige sensorer eller industrielle controllere. Dobbelte HDMI- og VGA-skærmudgange understøtter lokal fejlfinding og visualisering. Et Nano SIM-stik muliggør sammen med et Mini PCIe-stik udvidelse til Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN og andre moduler. Et integreret M.2 Key-M-stik understøtter SATA solid-state-lagring.
Ventilatorløs passiv køling til krævende industrielle miljøer:AK5-serien bruger et fuldstændigt ventilatorløst passivt køledesign og understøtter et bredt inputområde på 12-28 VDC (24 VDC er påkrævet, når belysningsfunktionen bruges). Den understøtter et driftstemperaturområde på -20 til 60 °C og et opbevaringstemperaturområde på -40 til 80 °C og har bestået 3G tilfældig vibrations- og 30G stødtest, hvilket muliggør stabil implementering i industrielle miljøer med hyppige vibrationer.
Værdifulde præstationer:
Effektiv koordinering på tværs af flere enheder:Fire uafhængige Gigabit Ethernet-porte giver fysisk isolation og dataseparation til servostyring, visionsregistrering, vært-computer-kommunikation og fjerndrift og vedligeholdelse, hvilket eliminerer kommunikationsforsinkelser forårsaget af netværksbelastning i enkeltportsarkitekturer og sikrer realtidsrespons for præcise robotbevægelser.
Ekstremt kompakt implementering:Det ultrakompakte chassis på 53 × 145 × 186,4 mm kan nemt integreres i robottens base eller ledhus, hvilket frigør mere installationsplads til kernekomponenter såsom servodrev og effektorer og understøtter et mere kompakt robotkropdesign.
Ventilatorløst design for langvarig pålidelighed:Kølepladen i fuld aluminium kombineret med blæserløs passiv køling eliminerer risikoen for fejl i forbindelse med slidudsatte bevægelige komponenter såsom blæsere. Det muliggør langvarig stabil drift under de begrænsede termiske forhold for stationært udstyr og reducerer vedligeholdelseshyppigheden betydeligt.
Patronlignende udvidelse muliggør "én platform, flere applikationer":Ved at udskifte APQ-udvidelsespatronen kan systemet fleksibelt tilpasses forskellige I/O-konfigurationer. En enkelt hardwareplatform kombineret med forskellige patroner kan dække kontrolkravene for flere stationære kollaborative robotmodeller, hvilket reducerer produktudviklings- og lageromkostninger betydeligt.
Industriel pålidelighed for stabile produktionslinjer:Bred temperaturstyring fra -20 til 60°C, sammen med 3G-vibrations- og 30G-stødcertificering, sikrer langvarig stabil drift i industrielle miljøer såsom 3C-elektronikværksteder og giver et pålideligt kontrolgrundlag for storstilet implementering af stationære kollaborative robotter.
