Med utviklingen av industriell automatisering blir roboter i økende grad brukt i produksjonslinjer. For å oppnå effektiv og presis bevegelseskontroll, må fleraksebevegelsen til roboter kunne oppnå synkron drift, noe som kan forbedre bevegelsesnøyaktigheten og stabiliteten til roboter og oppnå mer effektiv produksjonslinjedrift. Samtidig gir det også grunnlag for samarbeidsarbeid og samarbeidskontroll av roboter, slik at flere roboter kan koordinere bevegelse samtidig for å fullføre mer komplekse oppgaver. Den sanntidsdeterministiske Ethernet-protokollen basert på EtherCAT gir oss en gjennomførbar løsning.
EtherCAT er en høyytelses, sanntids industriell Ethernet-kommunikasjonsprotokoll som muliggjør rask dataoverføring og synkron drift mellom flere noder. I det fleraksede bevegelseskontrollsystemet til roboter kan EtherCAT-protokollen brukes til å realisere overføring av kommandoer og referanseverdier mellom kontrollnoder og sikre at de er synkronisert med en felles klokke, og dermed gjøre det mulig for flerakset bevegelseskontrollsystem å oppnå synkron drift. Denne synkroniseringen har to aspekter. Først må overføringen av kommandoer og referanseverdier mellom hver kontrollnode synkroniseres med en felles klokke; for det andre må utførelsen av kontrollalgoritmer og tilbakemeldingsfunksjoner også synkroniseres med samme klokke. Den første synkroniseringsmetoden har blitt godt forstått og har blitt en iboende del av nettverkskontrollere. Den andre synkroniseringsmetoden har imidlertid blitt ignorert tidligere og blir nå en flaskehals for ytelsen til bevegelseskontroll.
Nærmere bestemt inkluderer den EtherCAT-baserte roboten multi-akse synkron bevegelseskontrollmetoden to nøkkelaspekter ved synkronisering: overføringssynkronisering av kommandoer og referanseverdier, og utførelsessynkronisering av kontrollalgoritmer og tilbakemeldingsfunksjoner.
Når det gjelder overføringssynkronisering av kommandoer og referanseverdier, sender kontrollnodene kommandoer og referanseverdier gjennom EtherCAT-nettverket. Disse kommandoene og referanseverdiene må synkroniseres under kontroll av en felles klokke for å sikre at hver node utfører bevegelseskontroll på samme tidspunkt. EtherCAT-protokollen gir en høyhastighets dataoverføring og synkroniseringsmekanisme for å sikre at overføringen av kommandoer og referanseverdier er svært nøyaktig og sanntid.
På samme tid, når det gjelder utførelsessynkronisering av kontrollalgoritmer og tilbakemeldingsfunksjoner, må hver kontrollnode utføre kontrollalgoritmen og tilbakemeldingsfunksjonen i henhold til samme klokke. Dette sikrer at hver node utfører operasjoner på samme tidspunkt, og realiserer dermed den synkrone kontrollen av fleraksebevegelse. Denne synkroniseringen må støttes på maskinvare- og programvarenivå for å sikre at kjøringen av kontrollnodene er svært nøyaktig og sanntid.
Oppsummert realiserer den EtherCAT-baserte roboten multi-akse synkron bevegelseskontroll metoden overføringssynkronisering av kommandoer og referanseverdier og utførelsessynkronisering av kontrollalgoritmer og tilbakemeldingsfunksjoner gjennom støtte av sanntids deterministisk Ethernet-protokoll. Denne metoden gir en pålitelig løsning for flerakset bevegelseskontroll av roboter og gir nye muligheter og utfordringer til utviklingen av industriell automasjon.
Innleggstid: 20. februar 2025
