Með tækniframförum og samstarfi innan greinarinnar er árið 2025 almennt talið „ár vélfærafræðinnar“. Öll vélfærafræðiiðnaðurinn er í mikilli vexti, þar sem fjölbreytt notkunarsvið knýr fram mismunandi tæknilegar leiðir og kröfur um bæði hugbúnað og vélbúnað. Þar af leiðandi eru kröfur og útfærsluaðferðir fyrir rauntíma hreyfistýringu mismunandi. APQ hefur nýtt sér djúpa þekkingu á vélfærafræðigeiranum og þróað markvissar lausnir til að hámarka rauntímastýringu.
01
Mismunandi leiðir vélfærafræði og val á vinnsluvettvangi
Tvífættar mannlíkamsrobotar eru hannaðir eins og menn og aðlagast flóknu landslagi og samhæfðum aðgerðum sem takast á við allan líkamann. Þessir vélmenni þurfa yfirleitt 38 til 70 ása hreyfistýringu, sem þýðir afar miklar rauntímakröfur og stjórnhringrás allt að 1000Hz. APQ notar afkastamikla X86 örgjörva með hugbúnaðarstillingu til að uppfylla þessar rauntímakröfur.
Hjóla- eða grunnvélmenni nota hins vegar léttari undirvagnshönnun, sem býður upp á meiri kosti í kostnaðarstýringu, hreyfinýtingu og rafhlöðuendingu. Þessir vélmenni hafa yfirleitt um 30 frígráður og minni eftirspurn eftir rauntímaútreikningum, en eru næmari fyrir orkunotkun. Fyrir þennan flokk notar APQ lágorku- og ódýra palla eins og Intel® N97 eða J6412 til að smíða heildarlausnir. Þetta vegur á móti orkunýtni og kostnaði og nýtir jafnframt hið ríka þróunarvistkerfi X86 pallsins til að uppfylla strangar kröfur um rauntímaafköst, stöðugleika, samþættingu og þéttleika stjórnkerfa.
02
Dæmisaga APQ um hagræðingu á rauntímastýringu í EtherCAT
Bakgrunnur umsóknar
Hjólreiðar/vélmenni með grunnvélmenni eru yfirleitt notuð í flóknum brautarstýringum, fjölása tengingum, sjónstýrðum hreyfingum og svipuðum forritum. Stjórnkerfi þeirra verða að styðja:
-
EtherCAT háhraða strætósamskiptifyrir samstillta servóstýringu
-
Hart rauntíma stýrikerfifyrir svörun innan við millisekúndu
-
Samþjöppuð iðnaðarhönnunhentugur fyrir þröng raflögn eða skáprými
-
Stækkanlegar tengiþar á meðal margar raðtengi og LAN-tengi fyrir fjölbreytta samþættingu við jaðartæki
Einn viðskiptavinur, sem var að þróa fjölása vélmenni, þurfti á EtherCAT stuðningi og mikilli rauntíma afköstum að halda. Hins vegar sýndu prófanir með N97 kerfinu og servóstýringum að EtherCAT samskiptahringrásin gat ekki farið undir 50 μs, sem skapaði alvarlegan flöskuháls fyrir fjöldaframleiðslu.
Rauntíma hagræðingaraðferð
Með því að nota N97 og J6412 kerfin framkvæmdi APQ fulla rauntímastillingu á kerfisstigi. Dæmi um ferli fyrir N97 kerfið:
1. Skipta yfir í Linux Xenomai umhverfi:
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
Rauntíma uppfærsla: Xenomai 3.2 (samhæft við LinuxCNC)
-
Samhæfni prófað fyrir eldri þarfir viðskiptavinarins (Kjarni 4.19 + Xenomai 3.1)
Rauntímastillingarskref:
a) BIOS-stilling
b) Rauntíma kjarnabreytubestun (ECI)
c) Stilling á Cmdline breytu (ECI)
d) Ítarleg sérstilling á stýrikerfisstigi
e) Mælingar á seinkun/rafmagnsspennu
2. Staðlað rauntímaprófunarferli:
-
Verkfæri:Seinkun, klukkupróf, LinuxCNC prófunareiningar
-
Markmið:
-
Seinkun: Hámarks seinkun < 40μs
-
Klukkupróf: Rek ≈ 0 (3. dálkur nálægt núlli í niðurstöðu)
-
-
Framkvæmd:Margar prófanir á vélbúnaðarlotum (þar á meðal J6412 til samanburðar)
Niðurstaða prófs:
Í Linux Xenomai umhverfinu bötnuðu stjórnunartímar og titringur verulega. Seinkunin hélst undir 40 μs allan tímann, á meðan klukkuprófunardrift nálgaðist núll — sem uppfyllti kröfur forritsins.
Niðurstöður raunverulegra notkunar
Fjölása vélmennastýring
Áskorun:
Samstillt suðu með 8 ásum krafðist samstillingar á μs-stigi; hefðbundnar lausnir ollu reki og brautarvillum.
Hagræðing:
-
J6412 með Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN beint við EtherCAT servó
-
Sérstakir rauntímavinnslukjarnar frá Isolcpus
Niðurstöður:
-
Samstillingarnákvæmni:Klukkuprófunardrift ≤ 0,05 μs; Hámarksfrávik í braut < 0,1 mm
-
Rauntímaábyrgð:72 klst. samfelld notkun, hámarks seinkun ≤ 38 μs
-
Kostnaðarlækkun:35% lægri kostnaður, 60% minni orkunotkun en i5 lausn
Hreyfistýring fyrir fjórfaldan vélmennihund
Áskorun:
12-liða kraftjöfnun þurfti μs-viðbrögð; seinkun eldri kerfis > 100μs olli óstöðugleika
Hagræðing:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + ECI plástur
-
Cmdline einangraði 2 örgjörvakjarna fyrir servó verkefni
Niðurstöður:
-
Lágt seinkun:Stjórnunarhringrás innan 500μs, seinkun ≤ 35μs
-
Sterkleiki:Í -20°C endurheimtarprófi, titringur < ±8μs
-
Stækkanleiki:IMU skynjari í gegnum M.2; 60% orkusparnaður miðað við i3-byggða lausn
Dreifingarvalkostir
Fyrir tæknilega hæfa viðskiptavini sem einbeita sér að rauntímaafköstum mælir APQ meðLinux + Xenomaiinnleiðing. Fyrir notendur sem kjósa þægindi strax í notkun býður APQ einnig upp áfyrirfram uppsettar og fínstilltar kerfismyndirmeð villuleitarskjölun — sem lækkar hindranir í dreifingu.
Þar sem vélmenni koma í auknum mæli í stað handvirkra verkefna,rauntíma, stöðug og hagkvæm stjórnkerfiorðið lykilatriði fyrir velgengni. APQ mætir þessari þörf með samþættum vélbúnaðar- og hugbúnaðarlausnum og mun halda áfram að efla áherslu sína á vélræna jaðartölvuvinnslu og hreyfistýringu — og veita fleiri iðnaðarviðskiptavinum stöðug, skilvirk og auðveldlega samþætt innbyggð kerfi.
Ef þú hefur áhuga á fyrirtæki okkar og vörum, ekki hika við að hafa samband við fulltrúa okkar erlendis, Robin.
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
Birtingartími: 28. júlí 2025