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Solution

Contrôleur APQ AK5 basse consommation multi-LAN de type cartouche pour robots collaboratifs de bureau

Contrôleur APQ AK5 basse consommation multi-LAN de type cartouche pour robots collaboratifs de bureau

Contrôleur APQ AK5 basse consommation multi-LAN de type cartouche pour robots collaboratifs de bureau

Les robots collaboratifs de bureau s'imposent rapidement dans des applications telles que l'assemblage de précision en électronique 3C, les laboratoires de recherche automatisés, l'éducation et la formation, ainsi que l'assistance médicale, grâce à leur conception légère, leur haute précision et la sécurité de la collaboration homme-robot. Contrairement aux grands robots industriels, les robots collaboratifs de bureau imposent des exigences très spécifiques en matière de taille du contrôleur, de consommation d'énergie, de disponibilité des interfaces et de flexibilité d'extension. Le contrôleur doit être suffisamment compact pour s'intégrer dans un robot à espace restreint, tout en offrant de nombreuses interfaces de communication (ports LAN et série multiples) pour connecter des périphériques comme des systèmes de vision, des capteurs de force et des pinces. Il doit également permettre une extension flexible des E/S, du contrôle de l'éclairage, du bus CAN et d'autres fonctions personnalisées pour différentes applications.

Après plusieurs cycles de sélection de modèles et une validation rigoureuse sur le terrain, le client a sélectionné la série de contrôleurs APQ AK5 Low-Power Multi-LAN Cartridge-Style comme plateforme de contrôle principale pour son robot collaboratif de bureau de nouvelle génération.

Défi client

  • Contraintes d'espace ultra-compact :Le robot collaboratif de bureau possède un volume interne limité et un espace d'installation extrêmement restreint, ce qui nécessite un contrôleur ultra-compact pouvant s'intégrer dans la base du robot ou dans le boîtier de l'articulation.
  • Exigences de communication multi-appareils :Le robot doit communiquer simultanément avec les servomoteurs, les effecteurs terminaux, les systèmes de vision, les capteurs de force et d'autres dispositifs. Le contrôleur nécessite donc plusieurs interfaces Ethernet indépendantes et de nombreuses ressources de communication série.
  • Faible consommation d'énergie et conception sans ventilateur :Les équipements de bureau ont une capacité de gestion thermique limitée, le contrôleur doit donc consommer très peu d'énergie et utiliser un refroidissement passif sans ventilateur afin d'éliminer les pannes liées au ventilateur et l'ingestion de poussière.
  • Capacité d'extension flexible :Les différents modèles de robots collaboratifs de bureau présentent des exigences variables en matière d'E/S et de protocoles de communication. Le contrôleur doit permettre une extension modulaire afin que les fonctions puissent être configurées selon les besoins sans avoir à remplacer l'ensemble du système.
  • Adaptabilité à l'environnement industriel :Les ateliers de fabrication sont généralement sujets à des fluctuations de température et à des vibrations des équipements, ce qui exige du contrôleur une fiabilité de niveau industriel, notamment un fonctionnement sur une large plage de températures et une résistance aux vibrations et aux chocs.
摄图网_603040004_工业机器人焊接作业火花四溅(企业商用)

Solution APQ

AK5特点(3)
  • Châssis ultra-compact pour une intégration facile dans les équipements de bureau:La série AK5 ne mesure que 53 × 145 × 186,4 mm. Elle associe un dissipateur thermique entièrement en aluminium à des capots supérieur et inférieur en acier galvanisé et offre trois options de montage : mural, sur rail DIN et sur bureau. Son châssis ultra-compact s’intègre facilement à la base ou au bras du robot, libérant ainsi de l’espace pour d’autres composants essentiels tels que les effecteurs et les capteurs.
  • Quatre ports Ethernet Gigabit pour une communication multi-appareils efficace:Les robots collaboratifs de bureau doivent maintenir une communication en temps réel avec de multiples appareils, notamment des caméras industrielles, des capteurs de force, des effecteurs et des ordinateurs hôtes. La série AK5 intègre quatre contrôleurs Ethernet Gigabit Intel® i210-AT et offre quatre ports LAN RJ45 indépendants. En situation réelle, ces quatre ports LAN assurent l'isolation physique et la séparation des données pour quatre canaux : communication avec le système de vision, acquisition des données par les capteurs de force, contrôle des effecteurs et programmation/débogage sur l'ordinateur hôte. Ceci élimine les délais de communication et les pertes de paquets dues à la congestion d'un seul chemin réseau et garantit une coordination efficace entre les sous-systèmes.
  • Plusieurs options de processeur pour une adaptation flexible des performances:La série AK5 propose trois options de processeur : Intel N95, N97 et Core i3-N305. Elle intègre un emplacement SO-DIMM DDR4 prenant en charge jusqu’à 32 Go de mémoire et est parfaitement adaptée aux applications industrielles telles que l’inspection par vision industrielle, le contrôle d’équipements et l’acquisition de données. Les trois configurations de processeur couvrent les besoins de calcul, du contrôle logique de base aux algorithmes de vision complexes, permettant ainsi aux clients de choisir le niveau de performance approprié à chaque application.
  • Extension modulaire de type cartouche pour une configuration d'E/S à la demande:La capacité d'extension est un atout majeur de la série AK5. Elle prend en charge une gamme de cartouches d'extension APQ qui peuvent être sélectionnées en fonction des exigences de l'application. Les cartouches principales disponibles sont les suivantes : cartouche 1E : 16 E/S (8 entrées opto-isolées + 8 sorties opto-isolées) + commande d’éclairage 4 canaux ; cartouche 6A : 16 E/S (8 entrées opto-isolées + 8 sorties opto-isolées) + 4 ports RS422/RS485 + 2 ports CAN 2.0B ; cartouche 6B : 16 E/S (8 entrées opto-isolées + 8 sorties relais) + 4 ports RS422/RS485 + 2 ports CAN 2.0B ; cartouche 7A : 32 E/S (16 entrées opto-isolées + 16 sorties opto-isolées) + 4 ports RS485 + 2 ports CAN 2.0B. Que l’application nécessite une commande d’éclairage multicanaux, un grand nombre de points d’E/S pour la surveillance d’équipements ou une communication par bus CAN, le système s’adapte facilement par simple remplacement de la cartouche. Cette architecture d'extension modulaire permet à la série AK5 de s'adapter rapidement aux exigences personnalisées de différents modèles de robots collaboratifs de bureau sans avoir à remplacer l'ensemble du système.
  • Interfaces riches pour la connectivité multi-appareils:Le panneau avant offre deux ports USB 3.0 et deux ports USB 2.0, avec une interface USB 2.0 Type-A intégrée pour une étanchéité et une installation simplifiées. Deux ports série RS232/485 facilitent la connexion à divers capteurs ou contrôleurs industriels. Deux sorties vidéo HDMI et VGA permettent le débogage et la visualisation locaux. Un emplacement Nano SIM, associé à un emplacement Mini PCIe, permet l'extension pour le Wi-Fi, le Bluetooth, la 4G, le CAN et d'autres modules. Un emplacement M.2 Key-M intégré prend en charge le stockage SSD SATA.
  • Refroidissement passif sans ventilateur pour environnements industriels exigeants:La série AK5 utilise un système de refroidissement passif entièrement sans ventilateur et prend en charge une large plage d'alimentation de 12 à 28 V CC (24 V CC sont nécessaires pour l'éclairage). Elle supporte une plage de températures de fonctionnement de -20 à 60 °C et une plage de températures de stockage de -40 à 80 °C. Elle a subi avec succès des tests de vibrations aléatoires de 3G et de chocs de 30G, garantissant ainsi un déploiement stable dans les environnements industriels soumis à des vibrations fréquentes.

Réalisations en matière de valeurs :

  • Coordination efficace entre plusieurs appareils :Quatre ports Gigabit Ethernet indépendants assurent l'isolation physique et la séparation des données pour la commande servo, l'acquisition de vision, la communication avec l'ordinateur hôte et l'exploitation et la maintenance à distance, éliminant les retards de communication causés par la congestion du réseau dans les architectures à port unique et garantissant une réponse en temps réel pour les mouvements de précision du robot.
  • Déploiement extrêmement compact :Le châssis ultra-compact de 53 × 145 × 186,4 mm peut être facilement intégré dans la base du robot ou le boîtier de joint, libérant ainsi plus d'espace d'installation pour les composants essentiels tels que les servomoteurs et les effecteurs terminaux et permettant une conception de corps de robot plus compacte.
  • Conception sans ventilateur pour une fiabilité à long terme :Le dissipateur thermique entièrement en aluminium, associé à un refroidissement passif sans ventilateur, élimine les risques de panne liés à l'usure des composants mobiles tels que les ventilateurs. Il garantit un fonctionnement stable et durable dans les conditions thermiques limitées des ordinateurs de bureau et réduit considérablement la fréquence de maintenance.
  • L'extension par cartouche permet « une plateforme, plusieurs applications » :En remplaçant la cartouche d'extension APQ, le système s'adapte facilement à différentes configurations d'E/S. Une plateforme matérielle unique, associée à différentes cartouches, permet de répondre aux besoins de contrôle de plusieurs modèles de robots collaboratifs de bureau, réduisant ainsi considérablement les coûts de développement et de gestion des stocks.
  • Fiabilité de niveau industriel pour des lignes de production stables :Un fonctionnement à large plage de températures, de -20 à 60 °C, associé à une certification de résistance aux vibrations 3G et aux chocs 30G, garantit un fonctionnement stable à long terme dans des environnements industriels tels que les ateliers de fabrication électronique 3C et fournit une base de contrôle fiable pour le déploiement à grande échelle de robots collaboratifs de bureau.
AK5结构图(1)
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