데스크톱 협동 로봇은 경량 설계, 높은 정밀도, 안전한 인간-로봇 협업 덕분에 3C 전자 제품의 정밀 조립, 자동화된 연구 실험실, 교육 및 훈련, 의료 지원 등 다양한 분야에 빠르게 보급되고 있습니다. 대형 산업용 로봇과 달리 데스크톱 협동 로봇은 컨트롤러 크기, 전력 소비, 인터페이스 가용성 및 확장 유연성에 대한 매우 구체적인 요구 사항을 충족해야 합니다. 컨트롤러는 공간이 제한된 로봇 본체 내부에 장착될 수 있을 만큼 소형이어야 하며, 비전 시스템, 힘 센서, 그리퍼 등의 주변 장치를 연결하기 위한 다양한 LAN 및 직렬 포트와 같은 풍부한 통신 인터페이스를 제공해야 합니다. 또한 다양한 응용 분야에 맞춰 I/O, 조명 제어, CAN 버스 및 기타 맞춤형 기능을 유연하게 확장할 수 있어야 합니다.
여러 차례의 모델 선정과 엄격한 현장 검증을 거쳐 고객은 차세대 데스크톱 협동 로봇의 핵심 제어 플랫폼으로 APQ AK5 저전력 멀티 LAN 카트리지형 컨트롤러 시리즈를 선정했습니다.
고객 과제
초소형 공간 제약:데스크톱 협동 로봇은 내부 공간이 제한적이고 설치 공간이 극히 협소하기 때문에 로봇 베이스 또는 관절 하우징에 들어갈 수 있는 초소형 형태의 컨트롤러가 필요합니다.
다중 장치 통신 요구 사항:로봇은 서보 드라이브, 엔드 이펙터, 비전 시스템, 힘 센서 및 기타 장치와 동시에 통신해야 합니다. 따라서 컨트롤러는 여러 개의 독립적인 이더넷 인터페이스와 풍부한 직렬 통신 자원이 필요합니다.
저전력 소비 및 팬리스 설계:데스크톱 장비는 열 관리 능력이 제한적이므로 컨트롤러는 전력 소모를 최소화하고 팬 관련 고장 및 먼지 유입을 방지하기 위해 팬이 없는 수동 냉각 방식을 사용해야 합니다.
유연한 확장 기능:데스크톱 협동 로봇 모델은 모델마다 입출력 및 통신 프로토콜 요구 사항이 다릅니다. 컨트롤러는 모듈식 확장을 지원해야 하므로 전체 시스템을 교체하지 않고도 필요에 따라 기능을 구성할 수 있어야 합니다.
산업 환경 적응성:제조 작업장에서는 일반적으로 온도 변화와 장비 진동이 발생하므로 컨트롤러는 광범위한 온도 범위 작동 및 진동/충격 저항을 포함한 산업용 수준의 신뢰성을 제공해야 합니다.
APQ 솔루션
데스크톱 장비에 손쉽게 통합할 수 있는 초소형 섀시:AK5 시리즈는 크기가 53 × 145 × 186.4mm에 불과합니다. 전체 알루미늄 방열판과 아연 도금 강철 상하부 커버를 결합하여 제작되었으며, 벽면 장착, DIN 레일 장착, 데스크탑 설치 등 세 가지 장착 방식을 지원합니다. 초소형 섀시는 로봇 베이스 또는 로봇 팔에 쉽게 통합할 수 있어 엔드 이펙터 및 센서와 같은 다른 핵심 부품을 위한 설치 공간을 더 확보해 줍니다.
효율적인 다중 장치 통신을 위한 4개의 기가비트 이더넷 포트:데스크톱 협동 로봇은 산업용 카메라, 힘 제어 센서, 엔드 이펙터, 호스트 컴퓨터 등 여러 장치와 실시간 통신을 유지해야 합니다. AK5 시리즈는 4개의 Intel® i210-AT 기가비트 이더넷 컨트롤러를 통합하고 4개의 독립적인 RJ45 LAN 포트를 제공합니다. 실제 구축 환경에서 4개의 LAN 포트는 비전 시스템 통신, 힘 제어 센서 데이터 수집, 엔드 이펙터 제어, 호스트 컴퓨터 프로그래밍/디버깅 등 4개 채널에 대한 물리적 격리 및 데이터 분리를 가능하게 하여 단일 네트워크 경로의 혼잡으로 인한 통신 지연이나 패킷 손실을 방지하고 하위 시스템 간의 효율적인 조정을 보장합니다.
다양한 프로세서 옵션을 통해 유연한 성능 매칭이 가능합니다.:AK5 시리즈는 Intel N95, N97, Core i3-N305의 세 가지 프로세서 옵션을 제공합니다. 최대 32GB 메모리를 지원하는 DDR4 SO-DIMM 슬롯이 하나 포함되어 있으며, 머신 비전 검사, 장비 제어, 데이터 수집과 같은 산업용 애플리케이션을 원활하게 처리할 수 있습니다. 세 가지 프로세서 구성은 기본적인 논리 제어부터 복잡한 비전 알고리즘에 이르기까지 다양한 컴퓨팅 요구 사항을 충족하므로 고객은 각 애플리케이션에 적합한 성능 수준을 선택할 수 있습니다.
온디맨드 I/O 구성을 위한 카트리지 방식 모듈식 확장:AK5 시리즈의 핵심 강점은 확장성입니다. 다양한 APQ 확장 카트리지를 지원하며, 사용 목적에 따라 선택할 수 있습니다. 사용 가능한 주요 카트리지는 다음과 같습니다. 1E 카트리지: 16개의 GPIO(광절연 입력 8개 + 광절연 출력 8개) + 4채널 조명 제어; 6A 카트리지: 16개의 GPIO(광절연 입력 8개 + 광절연 출력 8개) + 4개의 RS422/RS485 포트 + 2개의 CAN 2.0B 포트; 6B 카트리지: 16개의 GPIO(광절연 입력 8개 + 릴레이 출력 8개) + 4개의 RS422/RS485 포트 + 2개의 CAN 2.0B 포트; 7A 카트리지: 32개의 GPIO(광절연 입력 16개 + 광절연 출력 16개) + 4개의 RS485 포트 + 2개의 CAN 2.0B 포트. 다중 채널 조명 제어, 장비 모니터링을 위한 다수의 I/O 포인트 또는 CAN 버스 통신이 필요한 애플리케이션이든, 카트리지를 교체하는 것만으로 시스템을 유연하게 구성할 수 있습니다. 이 모듈식 확장 아키텍처를 통해 AK5 시리즈는 전체 시스템을 교체하지 않고도 다양한 데스크톱 협동 로봇 모델의 맞춤형 요구 사항에 신속하게 적응할 수 있습니다.
다양한 기기 연결을 위한 풍부한 인터페이스:전면 패널에는 USB 3.0 포트 2개와 USB 2.0 포트 2개가 제공되며, 밀봉 및 설치 편의성을 위해 USB 2.0 Type-A 인터페이스가 내장되어 있습니다. RS232/485 시리얼 포트 2개를 통해 다양한 센서 또는 산업용 컨트롤러와의 연결이 간편합니다. 듀얼 HDMI 및 VGA 디스플레이 출력은 로컬 디버깅 및 시각화를 지원합니다. 나노 SIM 슬롯 1개와 미니 PCIe 슬롯 1개를 통해 Wi-Fi, 블루투스, 4G, CAN 및 기타 모듈을 확장할 수 있습니다. 통합된 M.2 Key-M 슬롯은 SATA 솔리드 스테이트 스토리지를 지원합니다.
까다로운 산업 환경을 위한 팬리스 패시브 쿨링:AK5 시리즈는 완전 무팬 패시브 쿨링 설계를 채택했으며, 12~28VDC의 넓은 입력 전압 범위를 지원합니다(조명 기능 사용 시 24VDC 필요). 작동 온도 범위는 -20~60°C, 보관 온도 범위는 -40~80°C이며, 3G 랜덤 진동 및 30G 충격 시험을 통과하여 진동이 잦은 산업 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있습니다.
가치 있는 성과:
여러 기기 간의 효율적인 조정:4개의 독립적인 기가비트 이더넷 포트는 서보 제어, 비전 획득, 호스트 컴퓨터 통신 및 원격 운영 및 유지 관리를 위한 물리적 격리 및 데이터 분리를 제공하여 단일 포트 아키텍처에서 네트워크 혼잡으로 인한 통신 지연을 제거하고 정밀 로봇 동작에 대한 실시간 응답을 보장합니다.
매우 컴팩트한 설치:53 × 145 × 186.4mm의 초소형 섀시는 로봇 베이스 또는 관절 하우징에 쉽게 통합될 수 있어 서보 드라이브 및 엔드 이펙터와 같은 핵심 부품을 위한 설치 공간을 더 많이 확보하고 더욱 컴팩트한 로봇 본체 설계를 지원합니다.
장기적인 신뢰성을 위한 팬리스 설계:전체 알루미늄 방열판과 팬리스 패시브 쿨링 방식이 결합되어 팬과 같은 마모되기 쉬운 움직이는 부품으로 인한 고장 위험을 제거합니다. 이를 통해 데스크톱 장비의 제한된 열 환경에서도 장기간 안정적인 작동이 가능하며 유지보수 빈도를 크게 줄여줍니다.
카트리지 방식의 확장으로 "하나의 플랫폼에서 다양한 애플리케이션"을 사용할 수 있습니다.APQ 확장 카트리지를 교체함으로써 시스템은 다양한 I/O 구성에 유연하게 적응할 수 있습니다. 단일 하드웨어 플랫폼에 다양한 카트리지를 결합하여 여러 데스크톱 협동 로봇 모델의 제어 요구 사항을 충족할 수 있으므로 제품 개발 및 재고 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
산업용 수준의 신뢰성으로 안정적인 생산 라인 구축:-20°C에서 60°C에 이르는 넓은 온도 범위에서 작동하며, 3G 진동 및 30G 충격 인증을 획득하여 3C 전자 제조 작업장과 같은 산업 환경에서 장기간 안정적인 작동을 보장하고 데스크톱 협동 로봇의 대규모 배치를 위한 신뢰할 수 있는 제어 기반을 제공합니다.
