Giải pháp

Bộ điều khiển APQ AK5 công suất thấp, đa mạng LAN dạng hộp dành cho robot cộng tác để bàn

Bộ điều khiển APQ AK5 công suất thấp, đa mạng LAN dạng hộp dành cho robot cộng tác để bàn

Bộ điều khiển APQ AK5 công suất thấp, đa mạng LAN dạng hộp dành cho robot cộng tác để bàn

Robot cộng tác để bàn đang nhanh chóng thâm nhập vào các ứng dụng như lắp ráp chính xác trong ngành điện tử 3C, phòng thí nghiệm nghiên cứu tự động hóa, giáo dục và đào tạo, và hỗ trợ y tế, nhờ thiết kế nhẹ, độ chính xác cao và khả năng cộng tác an toàn giữa người và robot. Không giống như các robot công nghiệp lớn, robot cộng tác để bàn đặt ra các yêu cầu rất cụ thể về kích thước bộ điều khiển, mức tiêu thụ điện năng, khả năng kết nối và tính linh hoạt trong mở rộng. Bộ điều khiển phải đủ nhỏ gọn để nằm gọn trong thân robot có không gian hạn chế, đồng thời cung cấp các giao diện truyền thông phong phú—chẳng hạn như nhiều cổng LAN và cổng nối tiếp—để kết nối các thiết bị ngoại vi bao gồm hệ thống thị giác, cảm biến lực và bộ kẹp. Nó cũng phải hỗ trợ mở rộng linh hoạt các cổng I/O, điều khiển ánh sáng, bus CAN và các chức năng tùy chỉnh khác cho các ứng dụng khác nhau.

Sau nhiều vòng lựa chọn mẫu mã và kiểm nghiệm thực địa nghiêm ngặt, khách hàng đã chọn dòng bộ điều khiển APQ AK5 Low-Power Multi-LAN Cartridge-Style làm nền tảng điều khiển cốt lõi cho robot cộng tác để bàn thế hệ tiếp theo của mình.

Thách thức của khách hàng

  • Hạn chế không gian cực kỳ nhỏ gọn:Robot cộng tác để bàn có thể tích bên trong hạn chế và không gian lắp đặt cực kỳ chật hẹp, đòi hỏi bộ điều khiển phải có kích thước siêu nhỏ gọn để có thể lắp vừa vào đế robot hoặc vỏ khớp nối.
  • Yêu cầu về giao tiếp đa thiết bị:Robot phải giao tiếp đồng thời với các động cơ servo, bộ phận cuối cánh tay robot, hệ thống thị giác, cảm biến lực và các thiết bị khác. Do đó, bộ điều khiển cần nhiều giao diện Ethernet độc lập và nguồn tài nguyên truyền thông nối tiếp dồi dào.
  • Tiêu thụ điện năng thấp và thiết kế không quạt:Các thiết bị máy tính để bàn có khả năng quản lý nhiệt hạn chế, do đó bộ điều khiển phải tiêu thụ rất ít điện năng và sử dụng hệ thống làm mát thụ động không quạt để loại bỏ các lỗi liên quan đến quạt và hiện tượng bụi xâm nhập.
  • Khả năng mở rộng linh hoạt:Các mô hình robot cộng tác để bàn khác nhau có yêu cầu về đầu vào/đầu ra và giao thức truyền thông khác nhau. Bộ điều khiển phải hỗ trợ mở rộng theo mô-đun để các chức năng có thể được cấu hình khi cần mà không cần thay thế toàn bộ hệ thống.
  • Khả năng thích ứng với môi trường công nghiệp:Các xưởng sản xuất thường xuyên phải đối mặt với sự biến động nhiệt độ và rung động của thiết bị, đòi hỏi bộ điều khiển phải cung cấp độ tin cậy cấp công nghiệp, bao gồm khả năng hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng và khả năng chống rung/va đập.
摄图网_603040004_工业机器人焊接作业火花四溅(企业商用)

Giải pháp APQ

Súng AK5(3)
  • Khung máy siêu nhỏ gọn giúp dễ dàng tích hợp vào thiết bị máy tính để bàn.:Dòng sản phẩm AK5 chỉ có kích thước 53 × 145 × 186,4 mm. Nó kết hợp bộ tản nhiệt hoàn toàn bằng nhôm với các tấm che trên và dưới bằng thép mạ kẽm và hỗ trợ ba phương pháp lắp đặt: gắn tường, gắn ray DIN và lắp đặt trên bàn. Khung máy siêu nhỏ gọn có thể dễ dàng tích hợp vào đế hoặc cánh tay robot, giải phóng thêm không gian lắp đặt cho các thành phần cốt lõi khác như đầu cuối và cảm biến.
  • Bốn cổng Ethernet Gigabit cho khả năng giao tiếp đa thiết bị hiệu quả:Robot cộng tác để bàn cần duy trì liên lạc thời gian thực với nhiều thiết bị, bao gồm camera công nghiệp, cảm biến điều khiển lực, bộ phận cuối của robot và máy tính chủ. Dòng AK5 tích hợp bốn bộ điều khiển Ethernet Gigabit Intel® i210-AT và cung cấp bốn cổng LAN RJ45 độc lập. Trong các triển khai thực tế, bốn cổng LAN cho phép cách ly vật lý và phân tách dữ liệu cho bốn kênh—giao tiếp hệ thống thị giác, thu thập cảm biến điều khiển lực, điều khiển bộ phận cuối của robot và lập trình/gỡ lỗi máy tính chủ—loại bỏ độ trễ giao tiếp hoặc mất gói do tắc nghẽn trên một đường dẫn mạng duy nhất và đảm bảo sự phối hợp hiệu quả giữa các hệ thống con.
  • Nhiều tùy chọn bộ xử lý cho khả năng điều chỉnh hiệu năng linh hoạt:Dòng AK5 cung cấp ba tùy chọn bộ xử lý: Intel N95, N97 và Core i3-N305. Nó bao gồm một khe cắm DDR4 SO-DIMM hỗ trợ bộ nhớ lên đến 32 GB và có thể dễ dàng xử lý các ứng dụng công nghiệp như kiểm tra thị giác máy móc, điều khiển thiết bị và thu thập dữ liệu. Ba cấu hình bộ xử lý này đáp ứng các yêu cầu tính toán từ điều khiển logic cơ bản đến các thuật toán thị giác phức tạp, cho phép khách hàng lựa chọn mức hiệu năng phù hợp cho từng ứng dụng.
  • Mở rộng dạng mô-đun kiểu hộp mực để cấu hình I/O theo yêu cầu:Khả năng mở rộng là một thế mạnh quan trọng của dòng AK5. Nó hỗ trợ nhiều loại hộp mở rộng APQ có thể được lựa chọn tùy theo yêu cầu ứng dụng. Các loại hộp điều khiển chính hiện có bao gồm: Hộp 1E: 16 chân GPIO (8 đầu vào cách ly quang + 8 đầu ra cách ly quang) + điều khiển chiếu sáng 4 kênh; Hộp 6A: 16 chân GPIO (8 đầu vào cách ly quang + 8 đầu ra cách ly quang) + 4 cổng RS422/RS485 + 2 cổng CAN 2.0B; Hộp 6B: 16 chân GPIO (8 đầu vào cách ly quang + 8 đầu ra rơle) + 4 cổng RS422/RS485 + 2 cổng CAN 2.0B; Hộp 7A: 32 chân GPIO (16 đầu vào cách ly quang + 16 đầu ra cách ly quang) + 4 cổng RS485 + 2 cổng CAN 2.0B. Cho dù ứng dụng yêu cầu điều khiển chiếu sáng đa kênh, số lượng lớn điểm I/O để giám sát thiết bị hay giao tiếp bus CAN, hệ thống đều có thể được điều chỉnh linh hoạt chỉ bằng cách thay thế hộp điều khiển. Kiến trúc mở rộng dạng mô-đun này cho phép dòng AK5 nhanh chóng thích ứng với các yêu cầu tùy chỉnh trên các mô hình robot cộng tác để bàn khác nhau mà không cần thay thế toàn bộ hệ thống.
  • Giao diện đa dạng cho khả năng kết nối nhiều thiết bị.:Mặt trước cung cấp hai cổng USB 3.0 và hai cổng USB 2.0, cùng với giao diện USB 2.0 Type-A tích hợp giúp việc niêm phong và lắp đặt dễ dàng hơn. Hai cổng nối tiếp RS232/485 đơn giản hóa việc kết nối với nhiều cảm biến hoặc bộ điều khiển công nghiệp khác nhau. Hai đầu ra màn hình HDMI và VGA hỗ trợ gỡ lỗi và hiển thị cục bộ. Một khe cắm Nano SIM, cùng với một khe cắm Mini PCIe, cho phép mở rộng cho Wi-Fi, Bluetooth, 4G, CAN và các mô-đun khác. Khe cắm M.2 Key-M tích hợp hỗ trợ lưu trữ trạng thái rắn SATA.
  • Hệ thống làm mát thụ động không quạt dành cho môi trường công nghiệp đòi hỏi khắt khe.:Dòng sản phẩm AK5 sử dụng thiết kế làm mát thụ động hoàn toàn không quạt và hỗ trợ dải điện áp đầu vào rộng 12–28 VDC (cần 24 VDC khi sử dụng chức năng chiếu sáng). Sản phẩm hỗ trợ dải nhiệt độ hoạt động từ -20 đến 60°C và dải nhiệt độ lưu trữ từ -40 đến 80°C, đã vượt qua các bài kiểm tra rung động ngẫu nhiên 3G và va đập 30G, cho phép triển khai ổn định trong môi trường công nghiệp có nhiều rung động.

Những thành tựu nổi bật:

  • Phối hợp hiệu quả giữa nhiều thiết bị:Bốn cổng Gigabit Ethernet độc lập cung cấp khả năng cách ly vật lý và phân tách dữ liệu cho điều khiển servo, thu thập hình ảnh, giao tiếp máy chủ và vận hành bảo trì từ xa, loại bỏ độ trễ giao tiếp do tắc nghẽn mạng trong kiến ​​trúc một cổng và đảm bảo phản hồi thời gian thực cho các chuyển động robot chính xác.
  • Thiết kế cực kỳ nhỏ gọn:Khung gầm siêu nhỏ gọn 53 × 145 × 186,4 mm có thể dễ dàng tích hợp vào đế robot hoặc vỏ khớp nối, giải phóng thêm không gian lắp đặt cho các thành phần cốt lõi như bộ truyền động servo và bộ phận cuối, đồng thời hỗ trợ thiết kế thân robot nhỏ gọn hơn.
  • Thiết kế không quạt giúp đảm bảo độ tin cậy lâu dài:Tản nhiệt hoàn toàn bằng nhôm kết hợp với hệ thống làm mát thụ động không quạt giúp loại bỏ các rủi ro hỏng hóc liên quan đến các bộ phận chuyển động dễ bị mài mòn như quạt. Điều này cho phép hoạt động ổn định lâu dài trong điều kiện nhiệt độ hạn chế của thiết bị máy tính để bàn và giảm đáng kể tần suất bảo trì.
  • Khả năng mở rộng theo kiểu hộp mực cho phép “một nền tảng, nhiều ứng dụng”:Bằng cách thay thế hộp mở rộng APQ, hệ thống có thể linh hoạt thích ứng với các cấu hình I/O khác nhau. Một nền tảng phần cứng duy nhất kết hợp với các hộp mở rộng khác nhau có thể đáp ứng các yêu cầu điều khiển của nhiều mô hình robot cộng tác để bàn, giúp giảm đáng kể chi phí phát triển sản phẩm và tồn kho.
  • Độ tin cậy cấp công nghiệp cho các dây chuyền sản xuất ổn định:Khả năng hoạt động ở dải nhiệt độ rộng từ -20 đến 60°C, cùng với chứng nhận rung động 3G và chống sốc 30G, đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài trong môi trường công nghiệp như các xưởng sản xuất điện tử 3C và cung cấp nền tảng điều khiển đáng tin cậy cho việc triển khai quy mô lớn robot cộng tác để bàn.
AK5结构图(1)