Ratkaisu

APQ C6 Ultra Multi-LAN Ultrakompakti sulautettu teollisuus-PC laserleikkauslaitteissa

Laserleikkaus on modernin teollisen valmistuksen ydinprosessi, jota käytetään laajalti korkean tason valmistusaloilla, kuten ohutlevyjen työstössä, autoteollisuudessa, ilmailu- ja avaruustekniikassa sekä 3C-elektroniikassa. Lasertehon kasvaessa, leikkaustarkkuusvaatimusten tiukentuessa ja älykkään valmistuksen asettaessa kasvavia vaatimuksia laitteiden verkottumiselle, laserleikkauksen ohjausjärjestelmien monimutkaisuus on kasvanut merkittävästi. Suuritehoisten laserleikkauslaitteiden on oltava samanaikaisesti yhteydessä useisiin erityyppisiin laitteisiin, kuten laserohjaimiin, liikkeenohjauskortteihin, konenäkökameroihin, I/O-moduuleihin, turvavaloverhoihin, kaasunpaineantureihin ja tehtaan MES-järjestelmiin.

Useiden mallivalintakierrosten ja tiukan kenttävalidoinnin jälkeen asiakas valitsi lopulta APQ C6 Ultra Multi-LAN Ultra-Compact -sulautetun teollisuus-PC:n seuraavan sukupolven tehokkaiden laserleikkauslaitteidensa ytimeksi ohjaus- ja tiedonsiirtoalustaksi.

Asiakkaan haaste

Nopea tiedonsiirto useiden laitteiden kanssa:Laserleikkauslaitteiston on oltava samanaikaisesti yhteydessä laserohjaimeen, liikkeenohjauskorttiin, leikkuupään antureihin, apukaasuventtiilikokoonpanoihin, jäähdytysjärjestelmän ohjaimeen, pölynpoistojärjestelmään ja muihin laitteisiin. Tämä edellyttää, että ydinohjain tarjoaa useita itsenäisiä verkkoliitäntöjä, jotta dataliikenne voidaan erottaa ruuhkautumatta.
Erittäin kompaktit tilarajoitteet:Laserleikkauslaitteen ohjauskaapin sisällä on erittäin rajoitetusti tilaa. Erityisesti "kompaktien sähköisten ohjauskaappien" suunnittelutrendin vuoksi ohjaimen on oltava erittäin kompakti, jotta sitä voidaan käyttää joustavasti ahtaissa tiloissa.
Reaaliaikainen reuna-alueen tiedonkäsittely:Leikkausparametrien reaaliaikainen säätö sekä prosessitietojen keruu ja esikäsittely on tehtävä laitteen puolella. Tämä edellyttää, että ohjain tarjoaa riittävän laskentatehon ja pitää samalla virrankulutuksen alhaisena, jotta se voi sopeutua suljetun ohjauskaapin lämpöolosuhteisiin.
Joustava käyttöönotto- ja laajennusmahdollisuus:Eri teholuokkien ja mallien laserleikkauslaitteilla on vaihtelevat vaatimukset ohjainten asennusmenetelmille ja toiminnalliselle laajennukselle, minkä vuoksi useiden asennusvaihtoehtojen ja modulaarisen laajennuksen tuki on välttämätöntä.
Sopeutumiskyky teollisuusympäristöihin:Laserleikkaustyöpajoissa esiintyy usein lämpötilan vaihteluita, laitteiden tärinää ja sähkömagneettisia häiriöitä, joten ohjaimen on tarjottava teollisuusluokan luotettavuutta, mukaan lukien toiminta laajassa lämpötilassa ja tärinän-/iskunkestävyys.

APQ-ratkaisu

Neljä gigabitin Ethernet-porttia rinnakkaiseen usean laitteen tiedonsiirtoon:Laserleikkauslaitteiden on ylläpidettävä reaaliaikaista viestintää useiden laitteiden kanssa, mukaan lukien laserlähteen, liikkeenohjauskortin, leikkauspään anturit ja apujärjestelmät. C6 Ultrassa on neljä Intel® i210-AT Gigabit Ethernet -ohjainta ja neljä itsenäistä RJ45 LAN -porttia. Todellisissa laserleikkauskäyttöönotoissa nämä neljä LAN-porttia voivat toteuttaa fyysisen eristyksen ja datan erottelun neljän kanavan välillä – laserin ohjausta, liiketunnistimen viestintää, anturitietojen keräämistä ja isäntätietokoneen valvontaa varten – välttäen täysin tiedonsiirtoviiveet tai pakettien katoamisen, jotka johtuvat yhden verkkopolun ruuhkasta, ja varmistaen tehokkaan koordinoinnin kaikkien alijärjestelmien välillä leikkausprosessin aikana.
Erittäin kompakti runko joustavaan integrointiin rajoitettuun tilaan:C6 Ultran mitat ovat vain 150,7 × 114,5 × 45 mm – vain hieman älypuhelinta suurempi. Siinä on alumiiniseoksesta valmistettu jäähdytyselementti, sinkkipinnoitettu teräsrunko ja se tukee kolmea kiinnitystapaa: seinäasennusta, DIN-kiskoon asennusta ja pöytäasennusta. Laserleikkauslaitteiden pyrkiessä yhä enemmän "kompaktiin sähkökaappisuunnitteluun", C6 Ultran erittäin kompakti koko voidaan joustavasti integroida rajoitettuun ohjauskaappitilaan, mikä vapauttaa enemmän asennustilaa muille keskeisille komponenteille, kuten laserteholähteille ja servomoottoreille.
Ultraprosessori, joka yhdistää alhaisen virrankulutuksen ja korkean suorituskyvyn:C6 Ultrassa on Intel® Core™ Ultra 5 125U -prosessori, jonka TDP on vain 15 W. Se hyödyntää heterogeenistä arkkitehtuuria, joka koostuu 2P + 8E + 2LPE -ytimistä, yhteensä 12 ytimestä ja 14 säiestä, joiden maksimiturbotaajuus on jopa 4,3 GHz. Varustettuna yhdellä DDR5 SO-DIMM -paikalla, joka tukee jopa 32 Gt:n muistia, se tarjoaa erinomaisen moniajokyvyn pienitehoisissa olosuhteissa ja pystyy samanaikaisesti käsittelemään laserohjausta, liikkeenohjausta, konenäköpaikannusta, tiedonkeruua ja muita tehtäviä.
Monipuoliset käyttöliittymät ja joustava laajennusmahdollisuus tarpeenmukaiseen mukauttamiseen:C6 Ultrassa on neljä USB 5 Gbps Type-A -porttia ja yksi HDMI-näyttöliitäntä, joten se on kätevä oheislaitteiden liittämiseen ja paikalliseen virheenkorjaukseen. Teollisuuskäyttöön se tukee valinnaista kokoonpanoa yhdellä RS232/485-portilla ja yhdellä RS232-sarjaportilla, mikä mahdollistaa joustavan pääsyn antureihin tai teollisuusohjaimiin. Laajennettavuuden osalta se sisältää yhden M.2 Key-M -paikan NVMe SSD -tallennustilalle, yhden Mini PCIe -paikan ja yhden M.2 Key-E -paikan laajennusmoduuleille, kuten 4G, Wi-Fi, Bluetooth ja CAN. Vielä tärkeämpää on, että C6 Ultra tukee barebone-järjestelmää, jolloin asiakkaat voivat valita muistin, tallennustilan ja laajennusmoduulit todellisten sovellusskenaarioiden mukaan, mikä mahdollistaa todella "tarpeenmukaisen mukauttamisen ja tehokkaan integroinnin".
Teollisuustason luotettavuutta vaativiin lasertyöpajaympäristöihin:Tukee laajaa lämpötila-aluetta 0–60 °C ja varastointia -40–80 °C, joten se sopii korkeisiin kesälämpötiloihin ja vuodenaikojen lämpötilan vaihteluihin laserleikkauspajoissa; Läpäissyt 3 Grms:n tärinätestin ja 30 G:n iskutestin, mikä varmistaa jatkuvan ja vakaan toiminnan esimerkiksi leikkuupään liikkeen ja apujärjestelmän tärinän olosuhteissa; Tukee 24 VDC:n virransyöttöä, joka vastaa laserleikkauslaitteiden ohjauskaappien yleistä virransyöttöympäristöä; Käyttää PWM-ohjattua älykästä tuuletinta aktiiviseen jäähdytykseen, tasapainottaen jäähdytystehokkuuden virrankulutuksen hallinnan kanssa.

Arvokkaat saavutukset:

Monilaiteviestinnän tehokas koordinointi:Neljä itsenäistä gigabitin Ethernet-porttia mahdollistavat fyysisen eristämisen ja tietoliikenteen erottelun laserohjauksessa, liiketunnistimen tiedonsiirrossa, anturien tiedonsiirrossa ja isäntätietokoneen valvonnassa. Tämä ratkaisee täysin perinteisten yksiporttiratkaisujen verkon ruuhkautumisen aiheuttamat tiedonsiirtoviiveet ja varmistaa tehokkaan koordinoinnin kaikkien alijärjestelmien välillä suurtehoisen laserleikkauksen aikana.
Merkittäviä säästöjä ohjauskeskustilassa:Erittäin kompaktin 150,7 × 114,5 × 45 mm:n rungon ansiosta – vain hieman älypuhelinta suurempi – C6 Ultra voidaan integroida joustavasti rajoitettuihin laserleikkauksen ohjaustiloihin, mikä vapauttaa enemmän tilaa keskeisille komponenteille, kuten laservirtalähteille ja servomoottoreille, ja auttaa mahdollistamaan laitteiden pienentämisen.
Vähävirtainen ja erittäin luotettava toiminta:Vain 15 W:n TDP:llä varustettu Ultra-prosessori yhdistettynä PWM-älypuhaltimella varustettuun jäähdytykseen tukee pitkäaikaista ja vakaata toimintaa suljetuissa ohjauskaapeissa. Sen 0–60 °C:n laaja lämpötila-alue ja 3G-tärinänvaimennus takaavat jatkuvan ja luotettavan suorituskyvyn esimerkiksi korkeissa kesälämpötiloissa ja laitteiden tärinän aikana.
Joustava kokoonpano alentaa kokonaiskustannuksia:Barebone-toimitusmalli antaa asiakkaille mahdollisuuden valita muisti-, tallennus- ja laajennusmoduulit tarpeen mukaan. Yhdelle laitteistoalustalle perustuvan joustavan kokoonpanon ansiosta se voi kattaa laserleikkauslaitteiden ohjausvaatimukset eri teholuokissa, mikä vähentää merkittävästi varastovalikoiman vaihtelua ja kokonaiskustannuksia.
Reunapuolen datan esikäsittely:12-ytiminen, 14-säikeinen heterogeeninen arkkitehtuuri tarjoaa runsaasti moniajokykyä, mahdollistaen leikkausprosessin tiedonkeruun, esikäsittelyn ja protokollamuunnoksen laitteistopuolella, mikä vähentää isäntätietokoneen tietoliikennekuormitusta ja luo pohjan myöhemmälle laitteiden etäkäytölle ja -huollolle sekä datan pilveen siirtämiselle.