פִּתָרוֹן

בקר APQ AK5 בסגנון מחסנית רב-רשתות LAN בעל צריכת חשמל נמוכה עבור רובוטים שיתופיים שולחניים

בקר APQ AK5 בסגנון מחסנית רב-רשתות LAN בעל צריכת חשמל נמוכה עבור רובוטים שיתופיים שולחניים

בקר APQ AK5 בסגנון מחסנית רב-רשתות LAN בעל צריכת חשמל נמוכה עבור רובוטים שיתופיים שולחניים

רובוטים שיתופיים שולחניים חודרים במהירות ליישומים כגון הרכבה מדויקת באלקטרוניקה תלת-ממדית, מעבדות מחקר אוטומטיות, חינוך והכשרה וסיוע רפואי, הודות לעיצובם הקל, הדיוק הגבוה ושיתוף הפעולה הבטוח בין אדם לרובוט. שלא כמו רובוטים תעשייתיים גדולים, רובוטים שיתופיים שולחניים מציבים דרישות ספציפיות ביותר לגודל הבקר, צריכת החשמל, זמינות הממשק וגמישות ההרחבה. הבקר חייב להיות קומפקטי מספיק כדי להתאים לגוף רובוט מוגבל במקום, תוך מתן ממשקי תקשורת עשירים - כגון יציאות LAN וטוריות מרובות - לחיבור ציוד היקפי, כולל מערכות ראייה, חיישני כוח ותפסנים. עליו גם לתמוך בהרחבה גמישה של קלט/פלט, בקרת תאורה, אפיק CAN ופונקציות מותאמות אישית אחרות עבור יישומים שונים.

לאחר מספר סבבים של בחירת דגם ואימות קפדני בשטח, הלקוח בחר בסדרת בקרי APQ AK5 Low-Power Multi-LAN Cartridge-Style כפלטפורמת הבקרה המרכזית עבור הרובוט השיתופי השולחני מהדור הבא שלו.

אתגר הלקוח

  • אילוצי שטח קומפקטיים במיוחד:לרובוט השיתופי השולחני נפח פנימי מוגבל ושטח התקנה מוגבל ביותר, מה שמצריך בקר בעל צורה קומפקטי במיוחד שיכול להתאים לבסיס הרובוט או למארז המפרק.
  • דרישות תקשורת מרובות מכשירים:הרובוט חייב לתקשר בו זמנית עם מנועי סרוו, אפקטורים קצה, מערכות ראייה, חיישני כוח והתקנים אחרים. לכן, הבקר זקוק למספר ממשקי Ethernet עצמאיים ומשאבי תקשורת טוריים רבים.
  • צריכת חשמל נמוכה ועיצוב ללא מאוורר:לציוד שולחני יש קיבולת ניהול תרמי מוגבלת, ולכן הבקר חייב לצרוך מעט מאוד חשמל ולהשתמש בקירור פסיבי ללא מאוורר כדי למנוע תקלות הקשורות למאווררים ובליעת אבק.
  • יכולת הרחבה גמישה:לדגמים שונים של רובוטים שיתופיים לשולחן העבודה יש ​​דרישות שונות של קלט/פלט ופרוטוקולי תקשורת. הבקר חייב לתמוך בהרחבה מודולרית כך שניתן יהיה להגדיר פונקציות לפי הצורך מבלי להחליף את המערכת כולה.
  • יכולת הסתגלות לסביבה תעשייתית:סדנאות ייצור כרוכות בדרך כלל בתנודות טמפרטורה ורעידות של הציוד, מה שמחייב את הבקר לספק אמינות ברמה תעשייתית, כולל פעולה בטמפרטורות רחבות ועמידות בפני רעידות/הלם.
摄图网_603040004_工业机器人焊接作业火花四溅(企业商用)

פתרון APQ

AK5特点(3)
  • מארז קומפקטי במיוחד לשילוב קל בציוד שולחני:סדרת AK5 מודדת רק 53 × 145 × 186.4 מ"מ. היא משלבת גוף קירור עשוי כולו מאלומיניום עם כיסויים עליונים ותחתונים מפלדה מגולוונת ותומכת בשלוש שיטות הרכבה: התקנה על הקיר, התקנה על מסילת DIN והתקנה על שולחן העבודה. ניתן לשלב בקלות את המארז הקומפקטי במיוחד שלו בבסיס הרובוט או בזרועו, ובכך לפנות מקום התקנה נוסף לרכיבים מרכזיים אחרים כגון אפקטורים קצה וחיישנים.
  • ארבעה יציאות Gigabit Ethernet לתקשורת יעילה בין מכשירים מרובים:רובוטים שיתופיים שולחניים צריכים לשמור על תקשורת בזמן אמת עם מספר התקנים, כולל מצלמות תעשייתיות, חיישני בקרת כוח, גורמי קצה ומחשבי מארח. סדרת AK5 משלבת ארבעה בקרי Intel® i210-AT Gigabit Ethernet ומספקת ארבעה יציאות LAN RJ45 עצמאיות. בפריסות בפועל, ארבע יציאות ה-LAN מאפשרות בידוד פיזי והפרדת נתונים עבור ארבעה ערוצים - תקשורת בין מערכת ראייה, רכישת חיישני בקרת כוח, בקרת גורמי קצה ותכנות/ניפוי שגיאות בין מחשב מארח - ובכך מבטלת עיכובי תקשורת או אובדן מנות הנגרמים מעומס בנתיב רשת יחיד ומבטיחה תיאום יעיל בין תת-מערכות.
  • אפשרויות מעבד מרובות להתאמת ביצועים גמישה:סדרת AK5 מציעה שלוש אפשרויות מעבד: Intel N95, N97 ו-Core i3-N305. היא כוללת חריץ DDR4 SO-DIMM אחד התומך בעד 32 ג'יגה-בייט של זיכרון ויכולה להתמודד בקלות עם יישומים תעשייתיים כגון בדיקת ראיית מכונה, בקרת ציוד ורכישת נתונים. שלוש תצורות המעבד מכסות דרישות מחשוב החל מבקרת לוגיקה בסיסית ועד לאלגוריתמי ראייה מורכבים, ומאפשרות ללקוחות לבחור את רמת הביצועים המתאימה לכל יישום.
  • הרחבה מודולרית בסגנון מחסנית עבור תצורת קלט/פלט לפי דרישה:יכולת הרחבה היא יתרון מרכזי של סדרת AK5. היא תומכת במגוון מחסניות הרחבה APQ שניתן לבחור בהתאם לדרישות היישום. מחסניות עיקריות זמינות כוללות: מחסנית 1E: 16 GPIOs (8 כניסות מבודדות אופטו + 8 יציאות מבודדות אופטו) + בקרת תאורה בת 4 ערוצים; מחסנית 6A: 16 GPIOs (8 כניסות מבודדות אופטו + 8 יציאות מבודדות אופטו) + 4 יציאות RS422/RS485 + 2 יציאות CAN 2.0B; מחסנית 6B: 16 GPIOs (8 כניסות מבודדות אופטו + 8 יציאות ממסר) + 4 יציאות RS422/RS485 + 2 יציאות CAN 2.0B; מחסנית 7A: 32 GPIOs (16 כניסות מבודדות אופטו + 16 יציאות מבודדות אופטו) + 4 יציאות RS485 + 2 יציאות CAN 2.0B. בין אם היישום דורש בקרת תאורה רב-ערוצית, מספר רב של נקודות קלט/פלט לניטור ציוד, או תקשורת אפיק CAN, ניתן להתאים את המערכת בצורה גמישה פשוטה על ידי החלפת המחסנית. ארכיטקטורת הרחבה מודולרית זו מאפשרת לסדרת AK5 להסתגל במהירות לדרישות מותאמות אישית בדגמים שונים של רובוטים שיתופיים שולחניים, מבלי להחליף את המערכת כולה.
  • ממשקים עשירים לקישוריות מרובת מכשירים:הפאנל הקדמי מספק שני יציאות USB 3.0 ושני יציאות USB 2.0, עם ממשק USB 2.0 Type-A מובנה לאיטום והתקנה קלים יותר. שני יציאות טוריות RS232/485 מפשטות את החיבור לחיישנים שונים או לבקרים תעשייתיים. יציאות תצוגה כפולות של HDMI ו-VGA תומכות בניפוי שגיאות מקומיים ובוויזואליזציה. חריץ Nano SIM אחד, יחד עם חריץ Mini PCIe אחד, מאפשר הרחבה עבור Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN ומודולים אחרים. חריץ M.2 Key-M משולב תומך באחסון SATA solid-state.
  • קירור פסיבי ללא מאוורר לסביבות תעשייתיות תובעניות:סדרת AK5 משתמשת בתכנון קירור פסיבי ללא מאוורר לחלוטין ותומכת בטווח קלט רחב של 12–28 וולט DC (נדרש 24 וולט DC כאשר פונקציית התאורה נמצאת בשימוש). היא תומכת בטווח טמפרטורות פעולה של -20 עד 60 מעלות צלזיוס ובטווח טמפרטורות אחסון של -40 עד 80 מעלות צלזיוס, ועברה בדיקות רטט אקראי 3G ובדיקות זעזועים 30G, המאפשרות פריסה יציבה בסביבות תעשייתיות עם רטט תכוף.

הישגים ערכיים:

  • תיאום יעיל בין מכשירים מרובים:ארבעה יציאות Gigabit Ethernet עצמאיות מספקות בידוד פיזי והפרדת נתונים עבור בקרת סרוו, רכישת ראייה, תקשורת בין מארח למחשב ותפעול ותחזוקה מרחוק, תוך ביטול עיכובי תקשורת הנגרמים מעומס רשת בארכיטקטורות של יציאה יחידה ומבטיחות תגובה בזמן אמת לתנועות רובוט מדויקות.
  • פריסה קומפקטית במיוחד:ניתן לשלב בקלות את המארז הקומפקטי במיוחד, בגודל 53 × 145 × 186.4 מ"מ, בבסיס הרובוט או במארז המפרק, ובכך לפנות מקום התקנה נוסף עבור רכיבים מרכזיים כגון מנועי סרוו ואפקטורים קצה ולתמוך בתכנון גוף רובוט קומפקטי יותר.
  • עיצוב ללא מאוורר לאמינות לטווח ארוך:גוף הקירור העשוי כולו מאלומיניום בשילוב עם קירור פסיבי ללא מאוורר מבטל את סיכוני הכשל הקשורים לרכיבים נעים הנוטים לשחיקה כמו מאווררים. הוא מאפשר פעולה יציבה לטווח ארוך בתנאים תרמיים מוגבלים של ציוד שולחני ומפחית משמעותית את תדירות התחזוקה.
  • הרחבה בסגנון מחסנית מאפשרת "פלטפורמה אחת, יישומים מרובים":על ידי החלפת מחסנית ההרחבה של APQ, המערכת יכולה להסתגל באופן גמיש לתצורות קלט/פלט שונות. פלטפורמת חומרה אחת בשילוב עם מחסניות שונות יכולה לכסות את דרישות הבקרה של דגמי רובוטים שיתופיים מרובים לשולחן העבודה, ובכך להפחית משמעותית את עלויות פיתוח המוצר והמלאי.
  • אמינות ברמה תעשייתית לקווי ייצור יציבים:פעולה בטמפרטורות רחבות מ-20- עד 60°C, יחד עם הסמכת רטט 3G והלם 30G, מבטיחים פעולה יציבה לטווח ארוך בסביבות תעשייתיות כגון סדנאות ייצור אלקטרוניקה 3C ומספקים בסיס בקרה אמין לפריסה בקנה מידה גדול של רובוטים שיתופיים שולחניים.
AK5结构图(1)