APQ AK5 Lavstrøms Multi-LAN-kassettkontroller for stasjonære samarbeidende roboter
Skrivebordsbaserte samarbeidsroboter trenger raskt inn i applikasjoner som presisjonsmontering i 3C-elektronikk, automatiserte forskningslaboratorier, utdanning og opplæring, og medisinsk assistanse, takket være deres lette design, høye presisjon og sikre samarbeid mellom menneske og robot. I motsetning til store industriroboter stiller skrivebordsbaserte samarbeidsroboter svært spesifikke krav til kontrollerstørrelse, strømforbruk, grensesnitttilgjengelighet og utvidelsesfleksibilitet. Kontrolleren må være kompakt nok til å passe inn i en plassbegrenset robotkropp, samtidig som den tilbyr rike kommunikasjonsgrensesnitt – som flere LAN- og serielle porter – for å koble til periferiutstyr, inkludert visjonssystemer, kraftsensorer og gripere. Den må også støtte fleksibel utvidelse av I/O, lyskontroll, CAN-buss og andre tilpassede funksjoner for forskjellige applikasjoner.
Etter flere runder med modellutvelgelse og grundig feltvalidering valgte kunden APQ AK5 Low-Power Multi-LAN Cartridge-Style Controller Series som kjernekontrollplattform for sin neste generasjons stasjonære samarbeidsrobot.
Kundeutfordring
Ultrakompakte plassbegrensninger:Den samarbeidende roboten på skrivebordet har begrenset internt volum og ekstremt begrenset installasjonsplass, noe som krever en kontroller med en ultrakompakt formfaktor som kan passe inn i robotbasen eller leddhuset.
Krav til kommunikasjon mellom flere enheter:Roboten må kommunisere samtidig med servomotorer, endeeffektorer, visjonssystemer, kraftsensorer og andre enheter. Kontrolleren trenger derfor flere uavhengige Ethernet-grensesnitt og rikelig med serielle kommunikasjonsressurser.
Lavt strømforbruk og vifteløs design:Stasjonært utstyr har begrenset kapasitet for termisk styring, så kontrolleren må bruke svært lite strøm og bruke vifteløs passiv kjøling for å eliminere vifterelaterte feil og støvinntak.
Fleksibel utvidelsesmulighet:Ulike modeller av samarbeidende roboter på skrivebordet har varierende krav til I/O og kommunikasjonsprotokoller. Kontrolleren må støtte modulær utvidelse slik at funksjoner kan konfigureres etter behov uten å bytte ut hele systemet.
Tilpasningsevne i industrimiljøet:Produksjonsverksteder involverer ofte temperatursvingninger og vibrasjoner i utstyr, noe som krever at kontrolleren gir pålitelighet på industriell nivå, inkludert drift ved brede temperaturer og vibrasjons-/støtmotstand.
APQ-løsning
Ultrakompakt kabinett for enkel integrering i stasjonært utstyr:AK5-serien måler bare 53 × 145 × 186,4 mm. Den kombinerer en kjøleribbe i helaluminium med topp- og bunndeksler i galvanisert stål og støtter tre monteringsmetoder: veggmontering, DIN-skinnemontering og skrivebordsinstallasjon. Det ultrakompakte chassiset kan enkelt integreres i robotbasen eller armen, noe som frigjør mer installasjonsplass for andre kjernekomponenter som endeeffektorer og sensorer.
Fire Gigabit Ethernet-porter for effektiv kommunikasjon mellom flere enheter:Stasjonære samarbeidende roboter må opprettholde sanntidskommunikasjon med flere enheter, inkludert industrikameraer, kraftkontrollsensorer, endeeffektorer og vertsdatamaskiner. AK5-serien integrerer fire Intel® i210-AT Gigabit Ethernet-kontrollere og tilbyr fire uavhengige RJ45 LAN-porter. I faktiske distribusjoner muliggjør de fire LAN-portene fysisk isolasjon og dataseparasjon for fire kanaler – visjonssystemkommunikasjon, kraftkontrollsensorinnsamling, endeeffektorkontroll og programmering/feilsøking av vertsdatamaskin – noe som eliminerer kommunikasjonsforsinkelser eller pakketap forårsaket av overbelastning på en enkelt nettverksbane og sikrer effektiv koordinering mellom delsystemer.
Flere prosessoralternativer for fleksibel ytelsesmatching:AK5-serien tilbyr tre prosessoralternativer: Intel N95, N97 og Core i3-N305. Den inkluderer ett DDR4 SO-DIMM-spor som støtter opptil 32 GB minne, og kan enkelt håndtere industrielle applikasjoner som maskinsyninspeksjon, utstyrskontroll og datainnsamling. De tre prosessorkonfigurasjonene dekker databehandlingskrav som spenner fra grunnleggende logikkkontroll til komplekse visjonsalgoritmer, slik at kundene kan velge riktig ytelsesnivå for hver applikasjon.
Modulær utvidelse i kassettstil for I/O-konfigurasjon på forespørsel:Utvidelseskapasitet er en viktig styrke ved AK5-serien. Den støtter en rekke APQ-utvidelsespatroner som kan velges i henhold til applikasjonskrav. Tilgjengelige hovedpatroner inkluderer: 1E-patron: 16 GPIO-er (8 optoisolerte innganger + 8 optoisolerte utganger) + 4-kanals lyskontroll; 6A-patron: 16 GPIO-er (8 optoisolerte innganger + 8 optoisolerte utganger) + 4 RS422/RS485-porter + 2 CAN 2.0B-porter; 6B-patron: 16 GPIO-er (8 optoisolerte innganger + 8 reléutganger) + 4 RS422/RS485-porter + 2 CAN 2.0B-porter; 7A-patron: 32 GPIO-er (16 optoisolerte innganger + 16 optoisolerte utganger) + 4 RS485-porter + 2 CAN 2.0B-porter. Enten applikasjonen krever flerkanals lyskontroll, et stort antall I/O-punkter for utstyrsovervåking eller CAN-busskommunikasjon, kan systemet tilpasses fleksibelt ved ganske enkelt å bytte ut patronen. Denne modulære utvidelsesarkitekturen gjør at AK5-serien raskt kan tilpasses tilpassede krav på tvers av ulike modeller av samarbeidende roboter for stasjonære enheter uten å måtte bytte ut hele systemet.
Rike grensesnitt for tilkobling til flere enheter:Frontpanelet har to USB 3.0-porter og to USB 2.0-porter, med et innebygd USB 2.0 Type-A-grensesnitt for enklere tetting og installasjon. To RS232/485 serielle porter forenkler tilkoblingen til ulike sensorer eller industrielle kontrollere. Doble HDMI- og VGA-skjermutganger støtter lokal feilsøking og visualisering. Ett Nano SIM-spor, sammen med ett Mini PCIe-spor, muliggjør utvidelse for Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN og andre moduler. Et integrert M.2 Key-M-spor støtter SATA SSD-lagring.
Vifteløs passiv kjøling for krevende industrielle miljøer:AK5-serien bruker en fullstendig vifteløs passiv kjøledesign og støtter et bredt inngangsområde på 12–28 VDC (24 VDC kreves når belysningsfunksjonen brukes). Den støtter et driftstemperaturområde på -20 til 60 °C og et lagringstemperaturområde på -40 til 80 °C, og har bestått 3G tilfeldig vibrasjons- og 30G støttesting, noe som muliggjør stabil utplassering i industrielle miljøer med hyppig vibrasjon.
Verdifulle prestasjoner:
Effektiv koordinering på tvers av flere enheter:Fire uavhengige Gigabit Ethernet-porter gir fysisk isolasjon og dataseparasjon for servostyring, visjonsinnsamling, vert-datamaskin-kommunikasjon og ekstern drift og vedlikehold, noe som eliminerer kommunikasjonsforsinkelser forårsaket av nettverksbelastning i arkitekturer med én port og sikrer sanntidsrespons for presisjonsrobotbevegelser.
Ekstremt kompakt distribusjon:Det ultrakompakte chassiset på 53 × 145 × 186,4 mm kan enkelt integreres i robotbasen eller leddhuset, noe som frigjør mer installasjonsplass for kjernekomponenter som servomotorer og endeeffektorer og støtter en mer kompakt robotkroppsdesign.
Vifteløs design for langvarig pålitelighet:Kjøleribben i helaluminium kombinert med vifteløs passiv kjøling eliminerer feilrisiko forbundet med slitasjeutsatte bevegelige komponenter som vifter. Det muliggjør langvarig stabil drift under de begrensede termiske forholdene til stasjonært utstyr og reduserer vedlikeholdsfrekvensen betydelig.
Utvidelse i kassettstil muliggjør «én plattform, flere applikasjoner»:Ved å bytte ut APQ-utvidelsespatronen kan systemet fleksibelt tilpasse seg ulike I/O-konfigurasjoner. Én enkelt maskinvareplattform kombinert med forskjellige patroner kan dekke kontrollkravene til flere stasjonære samarbeidende robotmodeller, noe som reduserer produktutviklings- og lagerkostnader betydelig.
Industriell pålitelighet for stabile produksjonslinjer:Bred temperaturdrift fra -20 til 60 °C, sammen med 3G-vibrasjons- og 30G-støtsertifisering, sikrer langvarig stabil drift i industrielle miljøer som 3C-elektronikkproduksjonsverksteder og gir et pålitelig kontrollgrunnlag for storskala utplassering av samarbeidende roboter på skrivebordet.
