Տեխնոլոգիական առաջընթացների և ոլորտի լայն համագործակցության շնորհիվ 2025 թվականը լայնորեն համարվում է «Ռոբոտաշինության տարի»։ Ամբողջ ռոբոտաշինության ոլորտը ապրում է պայթյունավտանգ աճ, բազմազան կիրառման սցենարներով, որոնք առաջացնում են տարբերակված տեխնոլոգիական ուղիներ և պահանջարկներ ինչպես ծրագրային ապահովման, այնպես էլ սարքավորումների համար։ Հետևաբար, իրական ժամանակում շարժման կառավարման պահանջները և իրականացման մեթոդները տարբեր են։ Ռոբոտաշինության ոլորտի խորը ըմբռնումն օգտագործելով՝ APQ-ն մշակել է իրական ժամանակում կառավարման օպտիմալացման թիրախային լուծումներ։
01
Ռոբոտաշինական տեխնոլոգիաների տարանջատվող ուղիներ և մշակման հարթակի ընտրություն
Երկոտանի մարդանման ռոբոտներն ունեն մարդանման դիզայն, որը գերազանցում է բարդ տեղանքին հարմարվողականությամբ և ամբողջ մարմնի համակարգված գործողություններով: Այս ռոբոտներին սովորաբար անհրաժեշտ է 38-ից 70 շարժման կառավարման առանցք, ինչը նշանակում է չափազանց բարձր իրական ժամանակի պահանջներ և մինչև 1000 Հց կառավարման ցիկլեր: APQ-ն օգտագործում է բարձր արդյունավետությամբ X86 պրոցեսորներ՝ ծրագրային կարգավորմամբ՝ այս իրական ժամանակի պահանջները բավարարելու համար:
Ի տարբերություն դրա, անիվավոր կամ հիմքային տիպի ռոբոտները ունեն ավելի թեթև շասսիի դիզայն, որն առաջարկում է ավելի մեծ առավելություններ ծախսերի վերահսկման, շարժման արդյունավետության և մարտկոցի աշխատանքի առումով: Սրանք սովորաբար ունեն մոտ 30 աստիճան ազատություն և իրական ժամանակի հաշվարկների ավելի ցածր պահանջարկ, բայց ավելի զգայուն են էներգիայի սպառման նկատմամբ: Այս կատեգորիայի համար APQ-ն օգտագործում է ցածր էներգիայի, ցածր գնով հարթակներ, ինչպիսիք են Intel® N97-ը կամ J6412-ը՝ ամբողջական լուծումներ կառուցելու համար: Սա հավասարակշռում է էներգաարդյունավետությունը և արժեքը՝ միաժամանակ օգտագործելով X86 հարթակի հարուստ մշակման էկոհամակարգը՝ կառավարման համակարգի իրական ժամանակի աշխատանքի, կայունության, ինտեգրման և կոմպակտության խիստ պահանջները բավարարելու համար:
02
APQ-ի EtherCAT իրական ժամանակի կառավարման օպտիմալացման դեպքի ուսումնասիրություն
Դիմումի նախապատմություն
Անիվավոր/հիմքով ռոբոտները սովորաբար օգտագործվում են բարդ հետագծի կառավարման, բազմաառանցքային կապի, տեսողական ուղղորդմամբ շարժման և նմանատիպ կիրառություններում: Դրանց կառավարման համակարգերը պետք է ապահովեն.
-
EtherCAT բարձր արագությամբ ավտոբուսային կապհամաժամեցված սերվո կառավարման համար
-
Կոշտ իրական ժամանակի օպերացիոն համակարգմիլիվայրկյանից ցածր արձագանքի համար
-
Կոմպակտ արդյունաբերական դիզայնհարմար է խիտ լարերի կամ պահարանի տարածքի համար
-
Ընդարձակվող միացքներներառյալ բազմաթիվ սերիական և LAN միացքներ՝ տարբեր ծայրամասային ինտեգրման համար
Մեկ հաճախորդի, որը մշակում էր բազմաառանցքային ռոբոտ, անհրաժեշտ էր EtherCAT աջակցություն և բարձր իրական ժամանակի կատարողականություն։ Սակայն N97 հարթակի և սերվո դրայվերների հետ փորձարկումները ցույց տվեցին, որ EtherCAT հաղորդակցման ցիկլը չի կարող հասնել 50 մկվրկ-ից ցածր, ինչը ստեղծում է կրիտիկական խոչընդոտ զանգվածային արտադրության համար։
Իրական ժամանակի օպտիմալացման մոտեցում
Օգտագործելով N97 և J6412 հարթակները, APQ-ն իրականացրեց ամբողջական համակարգային մակարդակի իրական ժամանակի կարգավորում: N97 հարթակի համար գործընթացի օրինակ՝
1. ՕՀ-ի անցում Linux Xenomai միջավայրին.
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
Իրական ժամանակի թարմացում՝ Xenomai 3.2 (համատեղելի է LinuxCNC-ի հետ)
-
Համատեղելիությունը ստուգվել է հաճախորդի հնացած կարիքի համար (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Իրական ժամանակի կարգավորման քայլեր՝
ա) BIOS-ի կարգավորում
բ) Իրական ժամանակի միջուկային պարամետրերի օպտիմալացում (ECI)
գ) Cmdline պարամետրերի կարգավորում (ECI)
դ) ՕՀ մակարդակի խորը հարմարեցում
ե) Լատենտության/Ջիթերի չափումներ
2. Ստանդարտ իրական ժամանակի թեստավորման աշխատանքային հոսք.
-
Գործիքներ՝Լատենտություն, ժամացույցի թեստ, LinuxCNC թեստավորման մոդուլներ
-
Նպատակներ՝
-
Լատենտություն՝ առավելագույն ուշացում < 40μs
-
Ժամացույցի թեստ. շեղում ≈ 0 (արդյունքում 3-րդ սյունը մոտ է զրոյի)
-
-
Կատարում.Սարքավորումների խմբաքանակների բազմակի փորձարկման փուլեր (ներառյալ J6412-ը որպես համեմատություն)
Թեստի արդյունք՝
Linux Xenomai միջավայրում կառավարման ցիկլի ժամանակը և թրթռումը զգալիորեն բարելավվեցին։ Լատենտությունը մնաց 40 մկվրկ-ից ցածր, մինչդեռ ժամացույցի թեստի շեղումը մոտեցավ զրոյի՝ բավարարելով կիրառական պահանջները։
Իրական աշխարհի կիրառման արդյունքներ
Բազմաառանցքային ռոբոտացված ձեռքի կառավարում
Մարտահրավեր՝
8-առանցքային սինխրոն եռակցումը պահանջում էր μs մակարդակի սինխրոնացում. ավանդական լուծումները առաջացնում էին դրեյֆտի և հետագծի սխալներ։
Օպտիմալացում՝
-
J6412 Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2-ով
-
4x Gigabit LAN ուղիղ EtherCAT servo-ին
-
Isolcpus-ի նվիրված իրական ժամանակի մշակման միջուկներ
Արդյունքներ՝
-
Սինխրոնացման ճշգրտություն՝Ժամացույցի թեստի շեղում ≤ 0.05 մկվրկ; Առավելագույն հետագծի շեղում < 0.1 մմ
-
Իրական ժամանակի երաշխիք.72 ժամ անընդհատ աշխատանք, գագաթնակետային լատենտություն ≤ 38 մկվրկ
-
Ծախսերի կրճատում.35%-ով ավելի ցածր գին, 60%-ով պակաս էներգիա, քան i5 լուծումը
Չորսոտանի ռոբոտ-շան շարժման կառավարման համակարգ
Մարտահրավեր՝
12-հոդային դինամիկ հավասարակշռման համար անհրաժեշտ էր μs մակարդակի հետադարձ կապ. ժառանգական համակարգի > 100μs լատենտությունը առաջացնում էր անկայունություն։
Օպտիմալացում՝
-
N97 + Քսենոմայ 3.2
-
PREEMPT_RT + ECI թարմացում
-
Cmdline-ը մեկուսացրեց 2 պրոցեսորի միջուկ սերվո առաջադրանքների համար
Արդյունքներ՝
-
Ցածր լատենտություն։Կառավարման ցիկլը 500 մկվրկ-ի սահմաններում, լատենտությունը ≤ 35 մկվրկ
-
Հուսալիություն:-20°C վերականգնման փորձարկման դեպքում, թրթռում < ±8μs
-
Ընդլայնելիություն՝IMU սենսոր M.2-ի միջոցով; 60% էներգախնայողություն i3-ի վրա հիմնված լուծման համեմատ
Տեղակայման տարբերակներ
Տեխնիկապես կարողունակ հաճախորդների համար, որոնք կենտրոնացած են իրական ժամանակի աշխատանքի վրա, APQ-ն խորհուրդ է տալիս.Linux + Xenomaiտեղակայում: Վերջնական օգտատերերի համար, ովքեր նախընտրում են անմիջապես ձեռք բերելու հարմարավետությունը, APQ-ն նաև առաջարկում էնախապես տեղադրված և օպտիմիզացված համակարգի պատկերներվրիպազերծման փաստաթղթերով՝ նվազեցնելով տեղակայման խոչընդոտները։
Քանի որ ռոբոտները ավելի ու ավելի շատ են փոխարինում ձեռքով կատարվող աշխատանքներին,իրական ժամանակի, կայուն և ծախսարդյունավետ կառավարման համակարգերդառնալ հաջողության կարևորագույն գործոն։ APQ-ն բավարարում է այս կարիքը՝ ինտեգրված ապարատային-ծրագրային լուծումների միջոցով և կշարունակի խորացնել իր ուշադրությունը ռոբոտացված եզրային հաշվարկների և շարժման կառավարման վրա՝ ավելի շատ արդյունաբերական հաճախորդներին հզորացնելով կայուն, արդյունավետ և հեշտությամբ ինտեգրվող ներկառուցված հարթակներով։
Եթե հետաքրքրված եք մեր ընկերությունով և արտադրանքով, կարող եք կապ հաստատել մեր արտասահմանյան ներկայացուցչի՝ Ռոբինի հետ։
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-28-2025