Решение

APQ AK5 Маломощный многоканальный контроллер картриджного типа для настольных коллаборативных роботов.

APQ AK5 Маломощный многоканальный контроллер картриджного типа для настольных коллаборативных роботов.

APQ AK5 Маломощный многоканальный контроллер картриджного типа для настольных коллаборативных роботов.

Настольные коллаборативные роботы быстро находят применение в таких областях, как прецизионная сборка в 3C-электронике, автоматизированные исследовательские лаборатории, образование и обучение, а также медицинская помощь, благодаря своей легкой конструкции, высокой точности и безопасному взаимодействию человека и робота. В отличие от крупных промышленных роботов, настольные коллаборативные роботы предъявляют весьма специфические требования к размеру контроллера, энергопотреблению, доступности интерфейсов и гибкости расширения. Контроллер должен быть достаточно компактным, чтобы поместиться внутри ограниченного пространства корпуса робота, и одновременно обеспечивать богатый набор коммуникационных интерфейсов — таких как несколько портов LAN и последовательных портов — для подключения периферийных устройств, включая системы машинного зрения, датчики силы и захваты. Он также должен поддерживать гибкое расширение ввода/вывода, управление освещением, шину CAN и другие настраиваемые функции для различных приложений.

После нескольких этапов выбора модели и тщательной проверки в полевых условиях заказчик выбрал серию маломощных многоканальных контроллеров APQ AK5 в качестве основной платформы управления для своего настольного коллаборативного робота нового поколения.

Проблема клиента

  • Ограничения по пространству в условиях сверхмалых размеров:Настольный коллаборативный робот имеет ограниченный внутренний объем и крайне ограниченное пространство для установки, что требует контроллера сверхкомпактного форм-фактора, который может поместиться в основание робота или корпус шарнира.
  • Требования к связи между несколькими устройствами:Робот должен одновременно взаимодействовать с сервоприводами, концевыми захватами, системами машинного зрения, датчиками силы и другими устройствами. Поэтому контроллеру необходимы несколько независимых интерфейсов Ethernet и значительные ресурсы последовательной связи.
  • Низкое энергопотребление и безвентиляторная конструкция:Настольное оборудование имеет ограниченные возможности по управлению тепловым режимом, поэтому контроллер должен потреблять очень мало энергии и использовать пассивное охлаждение без вентиляторов, чтобы исключить сбои, связанные с вентиляторами, и попадание пыли.
  • Гибкие возможности расширения:Различные модели настольных коллаборативных роботов имеют разные требования к вводу/выводу и протоколам связи. Контроллер должен поддерживать модульное расширение, чтобы функции можно было настраивать по мере необходимости без замены всей системы.
  • Адаптивность к промышленной среде:В производственных цехах часто наблюдаются перепады температуры и вибрация оборудования, поэтому контроллер должен обеспечивать надежность промышленного уровня, включая работу в широком диапазоне температур и устойчивость к вибрации и ударам.
摄图网_603040004_工业机器人焊接作业火花四溅(企业商用)

Решение APQ

AK5特点(3)
  • Сверхкомпактный корпус для легкой интеграции в настольное оборудование.:Серия AK5 имеет размеры всего 53 × 145 × 186,4 мм. Она сочетает в себе цельноалюминиевый радиатор с верхней и нижней крышками из оцинкованной стали и поддерживает три способа монтажа: настенный, на DIN-рейку и настольный. Ее сверхкомпактное шасси легко интегрируется в основание или манипулятор робота, освобождая больше места для других основных компонентов, таких как концевые захваты и датчики.
  • Четыре гигабитных порта Ethernet для эффективной связи между несколькими устройствами.:Настольные коллаборативные роботы должны поддерживать связь в реальном времени с множеством устройств, включая промышленные камеры, датчики управления силой, концевые захваты и главные компьютеры. Серия AK5 объединяет четыре контроллера Intel® i210-AT Gigabit Ethernet и предоставляет четыре независимых порта RJ45 LAN. В реальных условиях эксплуатации четыре порта LAN обеспечивают физическую изоляцию и разделение данных по четырем каналам — связь с системой машинного зрения, сбор данных с датчиков управления силой, управление концевым захватом и программирование/отладка на главном компьютере — устраняя задержки связи или потерю пакетов, вызванные перегрузкой на одном сетевом канале, и обеспечивая эффективную координацию между подсистемами.
  • Множество вариантов процессоров для гибкого подбора производительности.:Серия AK5 предлагает три варианта процессоров: Intel N95, N97 и Core i3-N305. Она включает один слот DDR4 SO-DIMM, поддерживающий до 32 ГБ памяти, и легко справляется с промышленными задачами, такими как машинное зрение, управление оборудованием и сбор данных. Три конфигурации процессоров охватывают вычислительные потребности от базового логического управления до сложных алгоритмов машинного зрения, позволяя клиентам выбрать подходящий уровень производительности для каждого приложения.
  • Модульное расширение картриджного типа для конфигурации ввода-вывода по запросу.:Возможность расширения — ключевое преимущество серии AK5. Она поддерживает ряд расширительных картриджей APQ, которые можно выбрать в соответствии с требованиями приложения. Доступные основные картриджи включают: картридж 1E: 16 GPIO (8 оптоизолированных входов + 8 оптоизолированных выходов) + 4-канальное управление освещением; картридж 6A: 16 GPIO (8 оптоизолированных входов + 8 оптоизолированных выходов) + 4 порта RS422/RS485 + 2 порта CAN 2.0B; картридж 6B: 16 GPIO (8 оптоизолированных входов + 8 релейных выходов) + 4 порта RS422/RS485 + 2 порта CAN 2.0B; картридж 7A: 32 GPIO (16 оптоизолированных входов + 16 оптоизолированных выходов) + 4 порта RS485 + 2 порта CAN 2.0B. Независимо от того, требуется ли для приложения многоканальное управление освещением, большое количество точек ввода/вывода для мониторинга оборудования или связь по шине CAN, система может быть гибко адаптирована простым способом. замена картриджа. Эта модульная архитектура расширения позволяет серии AK5 быстро адаптироваться к индивидуальным требованиям различных моделей настольных коллаборативных роботов без замены всей системы.
  • Многофункциональные интерфейсы для подключения нескольких устройств.:На передней панели расположены два порта USB 3.0 и два порта USB 2.0, а также встроенный интерфейс USB 2.0 Type-A для упрощения герметизации и установки. Два последовательных порта RS232/485 упрощают подключение к различным датчикам или промышленным контроллерам. Два выхода HDMI и VGA поддерживают локальную отладку и визуализацию. Один слот Nano SIM, а также один слот Mini PCIe, позволяют расширять функциональность за счет модулей Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN и других. Встроенный слот M.2 Key-M поддерживает твердотельные накопители SATA.
  • Безвентиляторное пассивное охлаждение для сложных промышленных условий:В серии AK5 используется полностью безвентиляторная пассивная система охлаждения, поддерживается широкий диапазон входного напряжения 12–28 В постоянного тока (при использовании функции подсветки требуется 24 В постоянного тока). Диапазон рабочих температур составляет от -20 до 60 °C, а диапазон температур хранения — от -40 до 80 °C. Серия прошла испытания на случайную вибрацию 3G и ударную нагрузку 30G, что обеспечивает стабильную работу в промышленных условиях с частой вибрацией.

Ценовые достижения:

  • Эффективная координация между несколькими устройствами:Четыре независимых порта Gigabit Ethernet обеспечивают физическую изоляцию и разделение данных для управления сервоприводами, получения изображений, связи между хостом и компьютером, а также удаленного управления и технического обслуживания, устраняя задержки связи, вызванные перегрузкой сети в однопортовых архитектурах, и обеспечивая отклик в реальном времени для точных перемещений робота.
  • Чрезвычайно компактное развертывание:Сверхкомпактное шасси размером 53 × 145 × 186,4 мм легко интегрируется в основание робота или корпус шарнира, освобождая больше места для установки основных компонентов, таких как сервоприводы и концевые захваты, и способствуя более компактной конструкции корпуса робота.
  • Безвентиляторная конструкция для долговременной надежности:Полностью алюминиевый радиатор в сочетании с пассивным охлаждением без вентилятора исключает риски отказов, связанные с изнашивающимися движущимися компонентами, такими как вентиляторы. Это обеспечивает длительную стабильную работу в ограниченных температурных условиях настольного оборудования и значительно снижает частоту технического обслуживания.
  • Расширение с помощью картриджей позволяет использовать «одну платформу для множества приложений»:Замена расширительного картриджа APQ позволяет системе гибко адаптироваться к различным конфигурациям ввода-вывода. Единая аппаратная платформа в сочетании с различными картриджами может удовлетворить потребности в управлении несколькими моделями настольных коллаборативных роботов, значительно сократив затраты на разработку и складские запасы.
  • Надежность промышленного уровня для стабильной работы производственных линий:Широкий диапазон рабочих температур от -20 до 60 °C, а также сертификация на устойчивость к вибрации 3G и ударам 30G обеспечивают долговременную стабильную работу в промышленных условиях, таких как цеха по производству электроники 3C, и создают надежную основу для управления крупномасштабным развертыванием настольных коллаборативных роботов.
AK5 结构图(1)