APQ AK5 Nizkoenergijski večmrežni krmilnik v obliki kartuše za namizne kolaborativne robote
Namizni kolaborativni roboti se zaradi svoje lahke zasnove, visoke natančnosti in varnega sodelovanja med človekom in robotom hitro uveljavljajo v aplikacijah, kot so precizna montaža v 3C elektroniki, avtomatizirani raziskovalni laboratoriji, izobraževanje in usposabljanje ter medicinska pomoč. Za razliko od velikih industrijskih robotov namizni kolaborativni roboti postavljajo zelo specifične zahteve glede velikosti krmilnika, porabe energije, razpoložljivosti vmesnikov in prilagodljivosti razširitve. Krmilnik mora biti dovolj kompakten, da se prilega v ohišje robota z omejenim prostorom, hkrati pa mora zagotavljati bogate komunikacijske vmesnike – kot so več LAN in serijska vrata – za povezavo perifernih naprav, vključno s sistemi vida, senzorji sile in prijemali. Podpirati mora tudi prilagodljivo razširitev V/I, krmiljenje osvetlitve, vodilo CAN in druge prilagojene funkcije za različne aplikacije.
Po več krogih izbire modela in strogem preverjanju na terenu je stranka izbrala krmilnik APQ AK5 Low-Power Multi-LAN Cartridge-Style Series kot osrednjo krmilno platformo za svojega namiznega kolaborativnega robota naslednje generacije.
Izziv za stranke
Ultrakompaktne prostorske omejitve:Namizni kolaborativni robot ima omejeno notranjo prostornino in izjemno omejen prostor za namestitev, zato zahteva krmilnik z ultra kompaktno obliko, ki se lahko prilega v podnožje robota ali ohišje sklepa.
Zahteve za komunikacijo med več napravami:Robot mora hkrati komunicirati s servo pogoni, končnimi efektorji, sistemi vida, senzorji sile in drugimi napravami. Krmilnik zato potrebuje več neodvisnih ethernetnih vmesnikov in obilo virov za serijsko komunikacijo.
Nizka poraba energije in brezventilatorska zasnova:Namizna oprema ima omejeno zmogljivost upravljanja temperature, zato mora krmilnik porabiti zelo malo energije in uporabljati pasivno hlajenje brez ventilatorja, da se odpravijo okvare, povezane z ventilatorji, in vdiranje prahu.
Prilagodljiva možnost razširitve:Različni modeli namiznih kolaborativnih robotov imajo različne zahteve glede V/I in komunikacijskega protokola. Krmilnik mora podpirati modularno razširitev, tako da je mogoče funkcije konfigurirati po potrebi, ne da bi bilo treba zamenjati celoten sistem.
Prilagodljivost industrijskemu okolju:V proizvodnih delavnicah so pogosto prisotna temperaturna nihanja in vibracije opreme, zaradi česar mora krmilnik zagotavljati zanesljivost industrijskega razreda, vključno z delovanjem v širokem temperaturnem območju in odpornostjo na vibracije/udarce.
Rešitev APQ
Ultrakompaktno ohišje za enostavno integracijo v namizno opremo:Serija AK5 meri le 53 × 145 × 186,4 mm. Združuje v celoti aluminijast hladilnik z zgornjim in spodnjim pokrovom iz pocinkanega jekla ter podpira tri načine montaže: montažo na steno, montažo na DIN-letev in namestitev na mizo. Njeno ultra kompaktno ohišje je mogoče enostavno integrirati v podnožje ali roko robota, kar sprosti več prostora za namestitev drugih ključnih komponent, kot so končni efektorji in senzorji.
Štiri gigabitna ethernetna vrata za učinkovito komunikacijo z več napravami:Namizni kolaborativni roboti morajo vzdrževati komunikacijo v realnem času z več napravami, vključno z industrijskimi kamerami, senzorji za nadzor sile, končnimi efektorji in gostiteljskimi računalniki. Serija AK5 združuje štiri gigabitne ethernetne krmilnike Intel® i210-AT in zagotavlja štiri neodvisna LAN vrata RJ45. V dejanskih uvedbah štiri LAN vrata omogočajo fizično izolacijo in ločevanje podatkov za štiri kanale – komunikacijo med sistemom vida, zajemanje senzorjev za nadzor sile, krmiljenje končnega efektorja in programiranje/odpravljanje napak med gostiteljskim računalnikom – s čimer se odpravijo komunikacijske zamude ali izguba paketov zaradi preobremenjenosti na eni sami omrežni poti in zagotovi učinkovita koordinacija med podsistemi.
Več možnosti procesorjev za prilagodljivo usklajevanje zmogljivosti:Serija AK5 ponuja tri možnosti procesorjev: Intel N95, N97 in Core i3-N305. Vključuje eno režo DDR4 SO-DIMM, ki podpira do 32 GB pomnilnika, in lahko zlahka obvladuje industrijske aplikacije, kot so pregledovanje s strojnim vidom, nadzor opreme in zajem podatkov. Tri konfiguracije procesorjev pokrivajo računalniške zahteve, od osnovnega logičnega krmiljenja do kompleksnih algoritmov vida, kar strankam omogoča, da izberejo ustrezno raven zmogljivosti za vsako aplikacijo.
Modularna razširitev v obliki kartuše za konfiguracijo V/I na zahtevo:Razširitvena zmogljivost je ključna prednost serije AK5. Podpira vrsto razširitvenih kartuš APQ, ki jih je mogoče izbrati glede na zahteve uporabe. Razpoložljive glavne kartuše vključujejo: kartuša 1E: 16 GPIO (8 optoizoliranih vhodov + 8 optoizoliranih izhodov) + 4-kanalni nadzor osvetlitve; kartuša 6A: 16 GPIO (8 optoizoliranih vhodov + 8 optoizoliranih izhodov) + 4 vrata RS422/RS485 + 2 vrata CAN 2.0B; kartuša 6B: 16 GPIO (8 optoizoliranih vhodov + 8 relejnih izhodov) + 4 vrata RS422/RS485 + 2 vrata CAN 2.0B; kartuša 7A: 32 GPIO (16 optoizoliranih vhodov + 16 optoizoliranih izhodov) + 4 vrata RS485 + 2 vrata CAN 2.0B. Ne glede na to, ali aplikacija zahteva večkanalni nadzor osvetlitve, veliko število V/I točk za spremljanje opreme ali komunikacijo prek vodila CAN, je sistem mogoče prilagodljivo prilagoditi z enostavno zamenjavo kartuše. Ta modularna arhitektura razširitve omogoča seriji AK5 hitro prilagoditev prilagojenim zahtevam različnih modelov namiznih kolaborativnih robotov, ne da bi bilo treba zamenjati celoten sistem.
Bogati vmesniki za povezljivost več naprav:Sprednja plošča ponuja dva vhoda USB 3.0 in dva vhoda USB 2.0 z vgrajenim vmesnikom USB 2.0 tipa A za lažje tesnjenje in namestitev. Dva serijska vhoda RS232/485 poenostavljata povezavo z različnimi senzorji ali industrijskimi krmilniki. Dva izhoda HDMI in VGA za zaslon podpirata lokalno odpravljanje napak in vizualizacijo. Ena reža za Nano SIM skupaj z eno režo Mini PCIe omogoča razširitev za module Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN in druge. Integrirana reža M.2 Key-M podpira SATA SSD pomnilnik.
Pasivno hlajenje brez ventilatorja za zahtevna industrijska okolja:Serija AK5 uporablja popolnoma brezventilatorsko pasivno hlajenje in podpira širok razpon vhodne napetosti 12–28 VDC (24 VDC je potrebno pri uporabi funkcije osvetlitve). Podpira delovno temperaturno območje od -20 do 60 °C in temperaturno območje shranjevanja od -40 do 80 °C ter je prestala testiranje na naključne vibracije 3G in udarce 30G, kar omogoča stabilno uporabo v industrijskih okoljih s pogostimi vibracijami.
Vrednostni dosežki:
Učinkovita koordinacija med več napravami:Štiri neodvisna gigabitna ethernetna vrata zagotavljajo fizično izolacijo in ločevanje podatkov za servo krmiljenje, zajem vida, komunikacijo med gostiteljskim računalnikom in oddaljenim delovanjem ter vzdrževanjem, s čimer odpravljajo komunikacijske zamude, ki jih povzročajo preobremenjenost omrežja v arhitekturah z enim vhodom, in zagotavljajo odziv v realnem času za natančne gibe robota.
Izjemno kompaktna namestitev:Ultrakompaktno ohišje z dimenzijami 53 × 145 × 186,4 mm je mogoče enostavno integrirati v osnovo robota ali ohišje sklepa, kar sprosti več prostora za namestitev ključnih komponent, kot so servo pogoni in končni efektorji, ter podpira bolj kompaktno zasnovo ohišja robota.
Brezventilatorska zasnova za dolgotrajno zanesljivost:V celoti aluminijast hladilnik v kombinaciji s pasivnim hlajenjem brez ventilatorja odpravlja tveganja okvar, povezana z obrabno nagnjenimi gibljivimi komponentami, kot so ventilatorji. Omogoča dolgotrajno stabilno delovanje v omejenih toplotnih pogojih namizne opreme in znatno zmanjšuje pogostost vzdrževanja.
Razširitev v slogu kartuše omogoča »ena platforma, več aplikacij«:Z zamenjavo razširitvene kartuše APQ se lahko sistem prilagodljivo prilagodi različnim konfiguracijam V/I. Ena sama strojna platforma v kombinaciji z različnimi kartušami lahko pokrije zahteve glede krmiljenja več modelov namiznih kolaborativnih robotov, kar znatno zmanjša stroške razvoja izdelkov in skladiščenja.
Zanesljivost industrijskega razreda za stabilne proizvodne linije:Delovanje v širokem temperaturnem območju od -20 do 60 °C, skupaj s certifikatom za vibracije 3G in udarce 30G, zagotavlja dolgoročno stabilno delovanje v industrijskih okoljih, kot so delavnice za proizvodnjo elektronike 3C, in zagotavlja zanesljivo osnovo za nadzor pri obsežni uporabi namiznih kolaborativnih robotov.
