Рішення

Низькоенергетичний контролер APQ AK5 картриджного типу з кількома локальними мережами для настільних колаборативних роботів

Низькоенергетичний контролер APQ AK5 картриджного типу з кількома локальними мережами для настільних колаборативних роботів

Низькоенергетичний контролер APQ AK5 картриджного типу з кількома локальними мережами для настільних колаборативних роботів

Настільні колаборативні роботи швидко проникають у такі сфери застосування, як точне складання в 3C-електроніці, автоматизовані дослідницькі лабораторії, освіта та навчання, а також медична допомога, завдяки своїй легкій конструкції, високій точності та безпечній співпраці людини і робота. На відміну від великих промислових роботів, настільні колаборативні роботи висувають дуже специфічні вимоги до розміру контролера, споживання енергії, доступності інтерфейсів та гнучкості розширення. Контролер має бути достатньо компактним, щоб поміститися в корпус робота з обмеженим простором, а також забезпечувати багаті комунікаційні інтерфейси, такі як кілька портів LAN та послідовних портів, для підключення периферійних пристроїв, включаючи системи машинного зору, датчики сили та захоплення. Він також повинен підтримувати гнучке розширення вводу/виводу, керування освітленням, шину CAN та інші налаштовані функції для різних застосувань.

Після кількох етапів вибору моделі та ретельної польової перевірки, замовник обрав контролер APQ AK5 Low-Power Multi-LAN Cartridge-Style Controller Series як основну платформу керування для свого настільного колаборативного робота наступного покоління.

Виклик клієнта

  • Ультракомпактні обмеження простору:Настільний колаборативний робот має обмежений внутрішній об'єм та надзвичайно обмежений простір для встановлення, що вимагає контролера з надкомпактним форм-фактором, який може поміститися в основу робота або корпус шарніра.
  • Вимоги до зв'язку між кількома пристроями:Робот повинен одночасно взаємодіяти із сервоприводами, кінцевими ефекторами, системами зору, датчиками сили та іншими пристроями. Тому контролеру потрібні кілька незалежних інтерфейсів Ethernet та значні ресурси послідовного зв'язку.
  • Низьке енергоспоживання та безвентиляторна конструкція:Настільне обладнання має обмежені можливості терморегуляції, тому контролер повинен споживати дуже мало енергії та використовувати пасивне охолодження без вентилятора, щоб уникнути збоїв, пов'язаних з вентилятором, та потрапляння пилу.
  • Гнучкі можливості розширення:Різні моделі настільних колаборативних роботів мають різні вимоги до вводу/виводу та протоколу зв'язку. Контролер повинен підтримувати модульне розширення, щоб функції можна було налаштовувати за потреби без заміни всієї системи.
  • Адаптивність до промислового середовища:Виробничі цехи зазвичай пов'язані з коливаннями температури та вібрацією обладнання, що вимагає від контролера забезпечення надійності промислового класу, включаючи роботу в широкому діапазоні температур та стійкість до вібрацій/ударів.
摄图网_603040004_工业机器人焊接作业火花四溅(企业商用)

Рішення APQ

AK5特点(3)
  • Ультракомпактний корпус для легкої інтеграції в настільне обладнання:Серія AK5 має розміри лише 53 × 145 × 186,4 мм. Вона поєднує повністю алюмінієвий радіатор з верхньою та нижньою кришками з оцинкованої сталі та підтримує три способи монтажу: настінний монтаж, монтаж на DIN-рейку та настільний монтаж. Її надкомпактне шасі можна легко інтегрувати в основу або маніпулятор робота, звільняючи більше місця для встановлення інших основних компонентів, таких як кінцеві ефектори та датчики.
  • Чотири гігабітні порти Ethernet для ефективного зв'язку між кількома пристроями:Настільні колаборативні роботи повинні підтримувати зв'язок у режимі реального часу з кількома пристроями, включаючи промислові камери, датчики керування силою, кінцеві виконавці та головні комп'ютери. Серія AK5 інтегрує чотири гігабітні Ethernet-контролери Intel® i210-AT та забезпечує чотири незалежні порти LAN RJ45. У реальних умовах розгортання чотири порти LAN забезпечують фізичну ізоляцію та розділення даних для чотирьох каналів — зв'язку системи машинного зору, збору даних датчиків керування силою, керування кінцевим виконавцем та програмування/налагодження головного комп'ютера — усуваючи затримки зв'язку або втрату пакетів, спричинені перевантаженням на одному мережевому шляху, та забезпечуючи ефективну координацію між підсистемами.
  • Різні варіанти процесорів для гнучкого підбору продуктивності:Серія AK5 пропонує три варіанти процесорів: Intel N95, N97 та Core i3-N305. Вона включає один слот DDR4 SO-DIMM з підтримкою до 32 ГБ пам'яті та може легко обробляти промислові програми, такі як машинний зір, керування обладнанням та збір даних. Три конфігурації процесорів охоплюють обчислювальні вимоги, починаючи від базового логічного керування до складних алгоритмів зору, що дозволяє клієнтам вибирати відповідний рівень продуктивності для кожної програми.
  • Модульне розширення картриджного типу для конфігурації вводу/виводу за вимогою:Можливість розширення є ключовою перевагою серії AK5. Вона підтримує низку картриджів розширення APQ, які можна вибрати відповідно до вимог застосування. Доступні основні картриджі включають: картридж 1E: 16 GPIO (8 оптоізольованих входів + 8 оптоізольованих виходів) + 4-канальне керування освітленням; картридж 6A: 16 GPIO (8 оптоізольованих входів + 8 оптоізольованих виходів) + 4 порти RS422/RS485 + 2 порти CAN 2.0B; картридж 6B: 16 GPIO (8 оптоізольованих входів + 8 релейних виходів) + 4 порти RS422/RS485 + 2 порти CAN 2.0B; картридж 7A: 32 GPIO (16 оптоізольованих входів + 16 оптоізольованих виходів) + 4 порти RS485 + 2 порти CAN 2.0B. Незалежно від того, чи потрібне для застосування багатоканальне керування освітленням, велика кількість точок вводу/виводу для моніторингу обладнання чи зв'язок по шині CAN, систему можна гнучко адаптувати, просто замінивши картридж. Ця модульна архітектура розширення дозволяє серії AK5 швидко адаптуватися до індивідуальних вимог різних моделей настільних колаборативних роботів без заміни всієї системи.
  • Багаті інтерфейси для підключення кількох пристроїв:Передня панель оснащена двома портами USB 3.0 та двома портами USB 2.0, а також вбудованим інтерфейсом USB 2.0 Type-A для легшої герметизації та встановлення. Два послідовні порти RS232/485 спрощують підключення до різних датчиків або промислових контролерів. Два виходи для дисплея HDMI та VGA підтримують локальне налагодження та візуалізацію. Один слот Nano SIM разом із одним слотом Mini PCIe забезпечує розширення для модулів Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN та інших. Вбудований слот M.2 Key-M підтримує твердотільні накопичувачі SATA.
  • Безвентиляторне пасивне охолодження для вимогливих промислових середовищ:Серія AK5 використовує повністю безвентиляторну конструкцію пасивного охолодження та підтримує широкий діапазон вхідного напруги 12–28 В постійного струму (24 В постійного струму потрібне для використання функції освітлення). Вона підтримує робочий діапазон температур від -20 до 60°C та діапазон температур зберігання від -40 до 80°C, а також пройшла випробування на випадкову вібрацію 3G та ударну напруженість 30G, що забезпечує стабільне розгортання в промислових середовищах з частою вібрацією.

Ціннісні досягнення:

  • Ефективна координація між кількома пристроями:Чотири незалежні порти Gigabit Ethernet забезпечують фізичну ізоляцію та розділення даних для керування сервоприводами, збору даних візуального зображення, зв'язку між хост-комп'ютером та віддаленого обслуговування, усуваючи затримки зв'язку, спричинені перевантаженням мережі в однопортових архітектурах, та забезпечуючи реагування в режимі реального часу для точного руху робота.
  • Надзвичайно компактне розгортання:Ультракомпактне шасі розміром 53 × 145 × 186,4 мм можна легко інтегрувати в основу робота або корпус шарніра, звільняючи більше місця для встановлення основних компонентів, таких як сервоприводи та кінцеві ефектори, а також підтримуючи більш компактну конструкцію корпусу робота.
  • Безвентиляторна конструкція для довготривалої надійності:Повністю алюмінієвий радіатор у поєднанні з пасивним охолодженням без вентилятора усуває ризики виходу з ладу, пов'язані зі схильними до зносу рухомими компонентами, такими як вентилятори. Це забезпечує тривалу стабільну роботу за обмежених теплових умов настільного обладнання та значно зменшує частоту технічного обслуговування.
  • Розширення за допомогою картриджів забезпечує «одна платформа, кілька застосувань»:Заміна картриджа розширення APQ дозволяє системі гнучко адаптуватися до різних конфігурацій вводу/виводу. Єдина апаратна платформа в поєднанні з різними картриджами може задовольнити вимоги керування кількома моделями настільних колаборативних роботів, значно знижуючи витрати на розробку продукту та управління запасами.
  • Надійність промислового рівня для стабільних виробничих ліній:Широкий діапазон температур від -20 до 60°C, разом із сертифікацією 3G на вібрацію та 30G на удари, забезпечує довготривалу стабільну роботу в промислових умовах, таких як цехи з виробництва електроніки 3C, та забезпечує надійну основу керування для масштабного розгортання настільних колаборативних роботів.
AK5结构图(1)