Me përparimet teknologjike dhe bashkëpunimin në të gjithë industrinë, viti 2025 shihet gjerësisht si "Viti i Robotikës". E gjithë industria e robotikës po përjeton një rritje shpërthyese, me skenarë të larmishëm aplikimesh që nxisin shtigje dhe kërkesa të diferencuara teknologjike si për softuer ashtu edhe për harduer. Si pasojë, kërkesat dhe metodat e zbatimit për kontrollin e lëvizjes në kohë reale ndryshojnë. Duke përdorur një kuptim të thellë të sektorit të robotikës, APQ ka zhvilluar zgjidhje të synuara për optimizimin e kontrollit në kohë reale.
01
Rrugët e Teknologjisë Robotike Divergjente dhe Përzgjedhja e Platformës së Përpunimit
Robotët humanoidë me dy këmbë kanë një dizajn të ngjashëm me njeriun që shquhet për përshtatshmërinë ndaj terrenit kompleks dhe operacioneve të koordinuara të të gjithë trupit. Këta robotë zakonisht kërkojnë 38 deri në 70 akse kontrolli lëvizjeje, që do të thotë kërkesa jashtëzakonisht të larta në kohë reale dhe cikle kontrolli deri në 1000Hz. APQ përdor procesorë X86 me performancë të lartë me akordim softuerësh për të përmbushur këto kërkesa në kohë reale.
Në të kundërt, robotët me rrota ose të tipit bazë përdorin një dizajn shasie më të lehtë, duke ofruar përparësi më të mëdha në kontrollin e kostos, efikasitetin e lëvizjes dhe jetëgjatësinë e baterisë. Këto zakonisht kanë rreth 30 gradë lirie dhe kërkesë më të ulët për llogaritjen në kohë reale, por janë më të ndjeshme ndaj konsumit të energjisë. Për këtë kategori, APQ përdor platforma me energji të ulët dhe kosto të ulët si Intel® N97 ose J6412 për të ndërtuar zgjidhje të plota. Kjo balancon efikasitetin e energjisë dhe koston, duke shfrytëzuar ekosistemin e pasur të zhvillimit të platformës X86 për të përmbushur kërkesat e rrepta për performancën, stabilitetin, integrimin dhe kompaktësinë e sistemit të kontrollit në kohë reale.
02
Studimi i Rastit të Optimizimit të Kontrollit në Kohë Reale të EtherCAT të APQ-së
Sfondi i Aplikacionit
Robotët me rrota/bazë përdoren zakonisht në kontrollin kompleks të trajektores, lidhjen shumë-aksore, lëvizjen e udhëhequr nga shikimi dhe aplikime të ngjashme. Sistemet e tyre të kontrollit duhet të mbështesin:
-
Komunikim me autobus me shpejtësi të lartë EtherCATpër kontrollin e servo-së të sinkronizuar
-
Sistemi operativ i vështirë në kohë realepër përgjigje nën-milisekondëshe
-
Dizajn industrial kompakti përshtatshëm për instalime elektrike të ngushta ose hapësirë dollapi
-
Porta të zgjerueshmeduke përfshirë porta të shumta seriale dhe LAN për integrim të larmishëm periferik
Një klient, që zhvillonte një robot me shumë boshte, kërkonte mbështetje EtherCAT dhe performancë të lartë në kohë reale. Megjithatë, testimet me platformën N97 dhe servo-driver-at treguan se cikli i komunikimit EtherCAT nuk mund të arrinte nën 50μs, duke krijuar një pengesë kritike për prodhimin masiv.
Qasja e Optimizimit në Kohë Reale
Duke përdorur platformat N97 dhe J6412, APQ ekzekutoi akordimin e plotë në kohë reale në nivel sistemi. Një shembull procesi për platformën N97:
1. OS Kaloni në Linux Xenomai Environment:
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
Patch në kohë reale: Xenomai 3.2 (i pajtueshëm me LinuxCNC)
-
Pajtueshmëria u testua për nevojat e trashëguara të klientit (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Hapat e Akordimit në Kohë Reale:
a) Akordimi i BIOS-it
b) Optimizimi i parametrave të bërthamës në kohë reale (ECI)
c) Akordimi i parametrave të Cmdline (ECI)
d) Përshtatje e thellë në nivelin e sistemit operativ
e) Matjet e latencës/dridhjes
2. Fluksi Standard i Punës për Testimin në Kohë Reale:
-
Mjetet:Modulet e testimit të vonesës, testit të orës, LinuxCNC
-
Objektivat:
-
Latencia: Vonesa maksimale < 40μs
-
Testi i orës: Deficiti ≈ 0 (kolona e tretë afër zeros në rezultat)
-
-
Ekzekutimi:Raunde të shumta testimi në të gjitha grupet e pajisjeve (duke përfshirë J6412 si krahasim)
Rezultati i testit:
Në mjedisin Linux Xenomai, koha e ciklit të kontrollit dhe luhatjet u përmirësuan ndjeshëm. Latencia mbeti nën 40μs gjatë gjithë kohës, ndërsa devijimi i testit të orës iu afrua zeros — duke përmbushur kërkesat e aplikacionit.
Rezultatet e Aplikimit në Botën Reale
Kontroll me krahë robotikë shumë-akseorë
Sfida:
Saldimi i sinkronizuar me 8 akse kërkonte sinkronizim në nivel μs; zgjidhjet tradicionale shkaktonin gabime në zhvendosje dhe trajektore.
Optimizimi:
-
J6412 me Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN direkt në servo EtherCAT
-
Bërthama të dedikuara për përpunim në kohë reale të Isolcpus
Rezultatet:
-
Saktësia e sinkronizimit:Devijimi i testit të orës ≤ 0.05μs; Devijimi maksimal i trajektores < 0.1mm
-
Siguri në kohë reale:Funksionim i vazhdueshëm 72 orë, vonesë maksimale ≤ 38μs
-
Ulja e kostos:35% kosto më e ulët, 60% më pak energji sesa zgjidhja i5
Kontroll Lëvizjeje për Qen Robot me Katër Këmbë
Sfida:
Balancimi dinamik me 12 nyje kishte nevojë për reagime në nivel μs; vonesa e sistemit të trashëguar > 100μs shkaktoi paqëndrueshmëri
Optimizimi:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + patch ECI
-
Cmdline izoloi 2 bërthama CPU për detyrat servo
Rezultatet:
-
Latency e ulët:Cikli i kontrollit brenda 500μs, vonesa ≤ 35μs
-
Qëndrueshmëria:Në testin e rikuperimit -20°C, luhatje < ±8μs
-
Zgjerueshmëria:Sensori IMU nëpërmjet M.2; 60% kursim energjie krahasuar me zgjidhjen e bazuar në i3
Opsionet e Vendosjes
Për klientët teknikisht të aftë të përqendruar në performancën në kohë reale, APQ rekomandonLinux + Xenomaivendosje. Për përdoruesit fundorë që preferojnë komoditetin e përdorimit menjëherë, APQ ofron gjithashtuimazhe të sistemit të parainstaluara dhe të optimizuarame dokumentacionin e debugging-ut — uljen e barrierave të vendosjes.
Ndërsa robotët zëvendësojnë gjithnjë e më shumë punët manuale,sisteme kontrolli në kohë reale, të qëndrueshme dhe me kosto efektivebëhen kritike për suksesin. APQ po e përmbush këtë nevojë përmes zgjidhjeve të integruara harduer-softuer dhe do të vazhdojë të thellojë fokusin e saj në kompjuterizimin robotik në skaje dhe kontrollin e lëvizjes - duke fuqizuar më shumë klientë industrialë me platforma të integruara të qëndrueshme, efikase dhe lehtësisht të integruara.
Nëse jeni të interesuar për kompaninë dhe produktet tona, mos ngurroni të kontaktoni përfaqësuesin tonë jashtë vendit, Robin.
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
Koha e postimit: 28 korrik 2025