APQ AK5 väikese energiatarbega mitme LAN-iga kassetitüüpi kontroller lauaarvutite koostöörobotite jaoks
Tänu oma kergele disainile, suurele täpsusele ja ohutule inimese ja roboti koostööle on lauaarvutipõhised koostöörobotid kiiresti levimas sellistes rakendustes nagu täppismontaaž 3C-elektroonikas, automatiseeritud uurimislaborid, haridus ja koolitus ning meditsiiniline abi. Erinevalt suurtest tööstusrobotitest esitavad lauaarvutipõhised koostöörobotid kontrolleri suuruse, energiatarbimise, liideste kättesaadavuse ja laiendamispaindlikkuse osas väga spetsiifilised nõuded. Kontroller peab olema piisavalt kompaktne, et mahtuda ruumipiiranguga roboti korpusesse, pakkudes samal ajal rikkalikke sideliideseid – näiteks mitut LAN- ja jadaporti – välisseadmete, sealhulgas nägemissüsteemide, jõuandurite ja haaratsite ühendamiseks. See peab toetama ka sisend-/väljundi, valgustuse juhtimise, CAN-siini ja muude kohandatud funktsioonide paindlikku laiendamist erinevate rakenduste jaoks.
Pärast mitut mudelivaliku vooru ja ranget välitingimustes valideerimist valis klient oma järgmise põlvkonna lauaarvutipõhise koostööroboti põhiliseks juhtimisplatvormiks APQ AK5 väikese energiatarbega mitme LAN-iga kassett-tüüpi kontrollerseeria.
Kliendi väljakutse
Ülikompaktsed ruumipiirangud:Lauapealsel koostöörobotil on piiratud sisemine maht ja äärmiselt piiratud paigaldusruum, mis nõuab ülikompaktse vormiteguriga kontrollerit, mis mahub roboti alusesse või ühenduskorpusesse.
Mitme seadme side nõuded:Robot peab samaaegselt suhtlema servoajamite, efektormootorite, nägemissüsteemide, jõuandurite ja muude seadmetega. Seetõttu vajab kontroller mitut sõltumatut Etherneti liidest ja rohkelt jadapordi ressursse.
Madal energiatarve ja ventilaatorita disain:Lauaarvutite soojushaldusvõime on piiratud, seega peab kontroller tarbima väga vähe energiat ja kasutama ventilaatorita passiivset jahutust, et vältida ventilaatoriga seotud rikkeid ja tolmu sissehingamist.
Paindlik laiendamisvõimalus:Erinevatel lauaarvutitel töötavatel koostööroboti mudelitel on erinevad sisend-/väljund- ja sideprotokollinõuded. Kontroller peab toetama modulaarset laiendamist, et funktsioone saaks vastavalt vajadusele konfigureerida ilma kogu süsteemi välja vahetamata.
Tööstuskeskkonna kohanemisvõime:Tootmistöökodades esineb sageli temperatuurikõikumisi ja seadmete vibratsiooni, mis nõuab kontrollerilt tööstusliku töökindluse tagamist, sealhulgas laia temperatuurivahemiku ja vibratsiooni-/löögikindluse.
APQ lahendus
Ülikompaktne korpus hõlpsaks integreerimiseks lauaarvutitesse:AK5 seeria mõõtmed on vaid 53 × 145 × 186,4 mm. See ühendab endas täisalumiiniumist jahutusradiaatori tsingitud terasest ülemise ja alumise katte ning toetab kolme kinnitusmeetodit: seinale kinnitamine, DIN-rööpale kinnitamine ja lauale paigaldamine. Selle ülikompaktne šassii saab hõlpsasti integreerida roboti alusesse või käsivarde, vabastades rohkem paigaldusruumi teistele põhikomponentidele, nagu efektormootorid ja andurid.
Neli gigabitise Etherneti porti tõhusaks mitme seadme vaheliseks suhtluseks:Lauaarvutipõhised koostöörobotid peavad reaalajas suhtlema mitme seadmega, sealhulgas tööstuskaamerate, jõujuhtimisandurite, efektorrobotite ja hostarvutitega. AK5 seeria integreerib neli Intel® i210-AT gigabitise Etherneti kontrollerit ja pakub nelja sõltumatut RJ45 LAN-porti. Tegelikus juurutuses võimaldavad neli LAN-porti füüsilist isolatsiooni ja andmete eraldamist nelja kanali – nägemissüsteemi side, jõujuhtimisandurite andmete hankimine, efektorrobotite juhtimine ja hostarvuti programmeerimine/silumine – jaoks, kõrvaldades ühe võrgutee ummikutest tingitud sideviivitused või pakettakadumise ja tagades alamsüsteemide vahelise tõhusa koordineerimise.
Mitu protsessorivalikut paindlikuks jõudluse sobitamiseks:AK5 seeria pakub kolme protsessorivalikut: Intel N95, N97 ja Core i3-N305. See sisaldab ühte DDR4 SO-DIMM pesa, mis toetab kuni 32 GB mälu ja saab hõlpsasti hakkama tööstusrakendustega, nagu masinnägemise kontroll, seadmete juhtimine ja andmete kogumine. Kolm protsessori konfiguratsiooni katavad arvutusnõuded alates lihtsast loogikajuhtimisest kuni keerukate nägemisalgoritmideni, võimaldades klientidel valida iga rakenduse jaoks sobiva jõudlustaseme.
Kasseti tüüpi modulaarne laiendus nõudmisel sisend-/väljundkonfiguratsiooniks:Laiendusvõimalus on AK5 seeria peamine tugevus. See toetab mitmesuguseid APQ laienduskassette, mida saab valida vastavalt rakenduse nõuetele. Saadaval olevad peamised kassetid on järgmised: 1E kassett: 16 GPIO-d (8 optoisoleeritud sisendit + 8 optoisoleeritud väljundit) + 4-kanaliline valgustuse juhtimine; 6A kassett: 16 GPIO-d (8 optoisoleeritud sisendit + 8 optoisoleeritud väljundit) + 4 RS422/RS485 porti + 2 CAN 2.0B porti; 6B kassett: 16 GPIO-d (8 optoisoleeritud sisendit + 8 releeväljundit) + 4 RS422/RS485 porti + 2 CAN 2.0B porti; 7A kassett: 32 GPIO-d (16 optoisoleeritud sisendit + 16 optoisoleeritud väljundit) + 4 RS485 porti + 2 CAN 2.0B porti. Olenemata sellest, kas rakendus vajab mitmekanalilist valgustuse juhtimist, suurt hulka sisend-/väljundpunkte seadmete jälgimiseks või CAN-siini sidet, saab süsteemi paindlikult kohandada lihtsalt kasseti vahetades. See modulaarne laiendusarhitektuur võimaldab AK5 seerial kiiresti kohaneda kohandatud nõuetega erinevate lauaarvutite koostöörobotite mudelite puhul ilma kogu süsteemi välja vahetamata.
Rikkalikud liidesed mitme seadme ühenduvuseks:Esipaneelil on kaks USB 3.0 ja kaks USB 2.0 porti ning sisseehitatud USB 2.0 Type-A liides hõlpsamaks tihendamiseks ja paigaldamiseks. Kaks RS232/485 jadaporti lihtsustavad ühenduse loomist erinevate andurite või tööstuslike kontrolleritega. Kaks HDMI ja VGA kuvariväljundit toetavad kohalikku silumist ja visualiseerimist. Üks Nano SIM-kaardi pesa koos ühe Mini PCIe pesaga võimaldab laiendada seadet Wi-Fi, Bluetoothi, 4G, CAN ja muude moodulite jaoks. Integreeritud M.2 Key-M pesa toetab SATA pooljuhtmäluseadmeid.
Ventilaatorita passiivne jahutus nõudlikesse tööstuskeskkondadesse:AK5 seeria kasutab täiesti ventilaatorita passiivset jahutusdisaini ja toetab laia 12–28 V alalisvoolu sisendvahemikku (valgustusfunktsiooni kasutamisel on vajalik 24 V alalisvool). See toetab töötemperatuuri vahemikku -20 kuni 60 °C ja säilitustemperatuuri vahemikku -40 kuni 80 °C ning on läbinud 3G juhusliku vibratsiooni ja 30G löögitesti, mis võimaldab stabiilset kasutamist sagedase vibratsiooniga tööstuskeskkondades.
Väärtuslikud saavutused:
Tõhus koordineerimine mitme seadme vahel:Neli sõltumatut gigabitise Etherneti porti pakuvad füüsilist isolatsiooni ja andmete eraldamist servomootorite juhtimiseks, nägemise omandamiseks, hosti ja arvuti vaheliseks suhtluseks ning kaugjuhtimiseks ja hoolduseks, kõrvaldades võrgu ülekoormusest tingitud side viivitused ühe pordi arhitektuurides ja tagades reaalajas reageerimise roboti täppisliikumistele.
Äärmiselt kompaktne paigutus:Ülikompaktne 53 × 145 × 186,4 mm šassii saab hõlpsalt roboti alusesse või ühenduskorpusesse integreerida, vabastades rohkem paigaldusruumi põhikomponentidele, nagu servoajamid ja efektormootorid, ning toetades kompaktsemat robotikere disaini.
Ventilaatorita disain pikaajalise töökindluse tagamiseks:Täisalumiiniumist jahutusradiaator koos ventilaatorita passiivjahutusega kõrvaldab kulumisohtlike liikuvate komponentidega, näiteks ventilaatoritega, seotud rikkeriskid. See võimaldab pikaajalist stabiilset tööd lauaarvutite piiratud termilistes tingimustes ja vähendab oluliselt hooldusvajadust.
Kassetilaadne laiendus võimaldab „üks platvorm, mitu rakendust“:APQ laienduskasseti asendamisega saab süsteem paindlikult kohaneda erinevate I/O konfiguratsioonidega. Üks riistvaraplatvorm koos erinevate kassettidega suudab katta mitme lauaarvutiga koostööroboti mudeli juhtimisnõuded, vähendades oluliselt tootearenduse ja laovarude kulusid.
Tööstusliku kvaliteediga töökindlus stabiilsete tootmisliinide jaoks:Lai temperatuurivahemik -20 kuni 60 °C koos 3G vibratsiooni- ja 30G löögikindluse sertifikaadiga tagab pikaajalise stabiilse töö tööstuskeskkondades, näiteks 3C elektroonikatootmistöökodades, ning pakub usaldusväärse juhtimisaluse lauaarvutite koostöörobotite laiaulatuslikuks juurutamiseks.
