正在工業機(ji)器(qi)人跟機(ji)床使用中(zhong)，能夠波及(ji)正在特(te)定空間內精準(zhun)調和(he)多個(ge)軸的(de)挪(nuo)動，以(yi)實現手頭的(de)事情。機(ji)器(qi)人普通有6個(ge)軸，這些軸必(bi)需調和(he)有序，若是有時(shi)候機(ji)器(qi)人沿軌道挪(nuo)動，則會有7個(ge)軸。
正(zheng)(zheng)在(zai)CNC加工中(zhong)，5軸調和很罕見，可是有些使用(yong)會用(yong)到多達12個(ge)軸，此(ci)中(zhong)對象(xiang)跟(gen)工件(jian)正(zheng)(zheng)在(zai)特定空(kong)間(jian)(jian)內(nei)絕(jue)對挪動。每一個(ge)軸皆包括(kuo)一個(ge)伺服(fu)驅動器、一個(ge)機(ji)電，有時(shi)候，正(zheng)(zheng)在(zai)機(ji)電跟(gen)軸討論，或(huo)許末尾執行器之間(jian)(jian)會加裝一個(ge)變速箱。然(ran)后，體系經(jing)由過程工業(ye)以(yi)太網互聯，普(pu)通采(cai)取LINE型拓撲(pu)，詳(xiang)細如圖1所(suo)示。機(ji)電控制(zhi)器將所(suo)需的(de)空(kong)間(jian)(jian)軌跡轉換為每一個(ge)伺服(fu)軸所(suo)需的(de)單個(ge)地位(wei)基準，然(ran)后正(zheng)(zheng)在(zai)收集上(shang)輪回傳輸。
圖1.多(duo)軸機床的網絡拓撲(pu)布局。
智能分揀機器人圖片節制周期
這(zhe)些(xie)使(shi)用按界說的(de)(de)周期時(shi)間運轉，這(zhe)個(ge)(ge)(ge)工(gong)夫(fu)(fu)普通即是，或許是底層(ceng)伺(si)服電機驅(qu)動器(qi)的(de)(de)基(ji)波節(jie)制(zhi)(zhi)/脈(mo)寬調制(zhi)(zhi)開關(guan)周期的(de)(de)幾(ji)倍。正在(zai)圖(tu)2所示的(de)(de)這(zhe)類(lei)情況中，端到端網絡傳(chuan)輸耽(dan)誤(wu)是一個(ge)(ge)(ge)緊(jin)張(zhang)參數(shu)。正在(zai)每(mei)一個(ge)(ge)(ge)周期內，機電控制(zhi)(zhi)器(qi)必需將(jiang)新地位基(ji)準(zhun)跟其他相關(guan)信息傳(chuan)輸給(gei)圖(tu)1中的(de)(de)各個(ge)(ge)(ge)節(jie)點。然(ran)后，PWM周期內須(xu)要(yao)余留(liu)充足的(de)(de)工(gong)夫(fu)(fu)，以(yi)供每(mei)一個(ge)(ge)(ge)節(jie)點利用新地位基(ji)準(zhun)跟任(ren)何新傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)去更(geng)(geng)新伺(si)服控制(zhi)(zhi)算法(fa)計較。然(ran)后，各個(ge)(ge)(ge)節(jie)點經(jing)由過(guo)程依賴于工(gong)業以(yi)太網和談的(de)(de)分(fen)布(bu)式時(shi)鐘機制(zhi)(zhi)，正在(zai)同一時(shi)間點將(jiang)更(geng)(geng)新后的(de)(de)PWM矢量使(shi)用于伺(si)服驅(qu)動器(qi)。依據(ju)詳細的(de)(de)節(jie)制(zhi)(zhi)架構，部門節(jie)制(zhi)(zhi)回(hui)路(lu)算法(fa)可以(yi)正在(zai)PLC中實現，若是正在(zai)收集上吸(xi)收到任(ren)何相關(guan)傳(chuan)感(gan)器(qi)信息更(geng)(geng)新后，須(xu)要(yao)充足的(de)(de)工(gong)夫(fu)(fu)才氣(qi)實現。
圖(tu)2.PWM周期(qi)跟收集傳輸工夫。
垃圾分揀機器人原理數據傳輸耽誤
快遞分揀機器人是人工智能嗎假定收(shou)集上獨一(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)流量是機(ji)床控制(zhi)器跟伺(si)服(fu)節(jie)點之間的(de)(de)(de)(de)(de)周期性數(shu)據(ju)(ju)流，收(shou)集耽(dan)(dan)誤由(you)收(shou)集跳轉到最(zui)遠節(jie)點的(de)(de)(de)(de)(de)次數(shu)、收(shou)集數(shu)據(ju)(ju)速(su)度(du)(du)跟每(mei)一(yi)個節(jie)點蒙受的(de)(de)(de)(de)(de)耽(dan)(dan)誤決意。正在(zai)利用機(ji)器人跟機(ji)床時(shi)，線(xian)路(lu)招致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)旌旗(qi)燈號(hao)傳輸耽(dan)(dan)誤可以(yi)疏(shu)忽(hu)，那是因為線(xian)纜長度(du)(du)普(pu)通(tong)絕(jue)對較短。次要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)耽(dan)(dan)誤為帶寬(kuan)耽(dan)(dan)誤；行將(jiang)數(shu)據(ju)(ju)傳輸到線(xian)路(lu)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)夫。關(guan)于(yu)最(zui)小的(de)(de)(de)(de)(de)以(yi)太網幀，有(you)關(guan)100Mbps跟1Gbps位速(su)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)帶寬(kuan)耽(dan)(dan)誤，請參考圖3。那便(bian)即是數(shu)據(ju)(ju)包(bao)尺寸/數(shu)據(ju)(ju)速(su)度(du)(du)。關(guan)于(yu)多(duo)軸體系，從控制(zhi)器到伺(si)服(fu)器的(de)(de)(de)(de)(de)典范數(shu)據(ju)(ju)有(you)效(xiao)載荷由(you)各伺(si)服(fu)器的(de)(de)(de)(de)(de)4字(zi)(zi)節(jie)速(su)率/地(di)位基準更(geng)新跟1字(zi)(zi)節(jie)控制(zhi)器更(geng)新構成，也就是說，6軸機(ji)器人的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)載荷為30個字(zi)(zi)節(jie)。當然，有(you)些使用的(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)新中包(bao)括更(geng)多(duo)信(xin)息，而且/或有(you)更(geng)多(duo)軸，正在(zai)這些環境下，數(shu)據(ju)(ju)包(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸要(yao)大于(yu)最(zui)小尺寸。
圖3.最小長度以太網幀的帶寬耽誤。
菜鳥驛站倉庫分揀機器人除帶寬耽誤(wu)中(zhong)，其他耽誤(wu)元素是(shi)因(yin)為以(yi)(yi)太(tai)網幀(zhen)經由過(guo)程每一個伺(si)服(fu)網絡接(jie)口的(de)(de)PHY跟(gen)單(dan)端口開(kai)關發生(sheng)的(de)(de)。這些耽誤(wu)如圖4跟(gen)圖5所(suo)示，此中(zhong)顯現幀(zhen)挪動的(de)(de)部門是(shi)穿過(guo)PHY進入(ru)MAC，經由過(guo)程方針地點(dian)剖(pou)析時，只(zhi)(zhi)須(xu)要(yao)對幀(zhen)的(de)(de)前導跟(gen)方針部門停(ting)止計時管控。門路(lu)2-3a默示對以(yi)(yi)后(hou)節點(dian)有(you)效載荷數據(ju)的(de)(de)截取，門路(lu)2-3b則默示幀(zhen)向方針節點(dian)前進的(de)(de)行程。圖4a只(zhi)(zhi)顯現傳輸給2-3a中(zhong)的(de)(de)使(shi)用的(de)(de)有(you)效載荷，圖4b則顯現被傳輸的(de)(de)幀(zhen)的(de)(de)大部分；那(nei)評釋(shi)以(yi)(yi)太(tai)網和談之間(jian)能夠(gou)存在纖細的(de)(de)差(cha)別。門路(lu)3b-4默示幀(zhen)出站傳輸，經由過(guo)程傳輸行列(lie)、經由過(guo)程PHY，然后(hou)返(fan)回(hui)線纜。圖中(zhong)所(suo)示的(de)(de)線路(lu)終(zhong)端節點(dian)中(zhong)沒(mei)有(you)存在這類(lei)門路(lu)。這里假定采取縱貫數據(ju)包交(jiao)流，而不是(shi)存儲(chu)轉(zhuan)發，后(hou)者的(de)(de)延(yan)遲時間(jian)更長，由于全部幀(zhen)皆要(yao)計入(ru)開(kai)關，然后(hou)再被轉(zhuan)發。
圖4.幀耽(dan)誤：線路終端節點。
圖5按工夫(fu)(fu)線(xian)顯(xian)現幀(zhen)的(de)延(yan)時元(yuan)素，此中描寫了幀(zhen)穿過一個軸節點的(de)悉數傳輸(shu)工夫(fu)(fu)。TBW默示(shi)帶寬耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)，TL_1node默示(shi)幀(zhen)經(jing)由(you)過程(cheng)單個節點的(de)耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)。除與位經(jing)由(you)過程(cheng)線(xian)路(lu)停(ting)止物理(li)傳輸(shu)，和計入地點位用(yong)于實行方針(zhen)地點剖析相關的(de)耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)中，PHY跟(gen)開(kai)關組件(jian)耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)是其他會(hui)影響體系(xi)內的(de)傳輸(shu)耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)的(de)因素。跟(gen)著(zhu)線(xian)路(lu)上(shang)的(de)位速度增長，節點數目增加(jia)，這些(xie)耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)對全部端到端幀(zhen)傳輸(shu)耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)的(de)影響會(hui)更(geng)年夜。
圖5.幀傳輸工夫線。
低耽誤解決方案
ADI推(tui)出(chu)了(le)兩款(kuan)新工業(ye)(ye)以太網PHY，公(gong)用于正在更普(pu)遍(bian)的(de)(de)環境溫度規(gui)模內，正在嚴苛的(de)(de)工業(ye)(ye)前提下靠得住運(yun)轉(zhuan)，具有精彩(cai)的(de)(de)功(gong)率跟耽誤規(gui)格。ADIN1300跟ADIN1200公(gong)用于辦理本文中(zhong)提到的(de)(de)應(ying)戰(zhan)，成為(wei)工業(ye)(ye)使用的(de)(de)幻想取舍。有了(le)fido5000及時以太網、多和談(tan)嵌入式單端(duan)口(kou)開(kai)關后，ADI公(gong)司開(kai)辟出(chu)了(le)合用于確定(ding)性工夫敏感(gan)型使用的(de)(de)解決方案。
表1列出了PHY跟開(kai)關招(zhao)致的(de)耽(dan)誤，條件是(shi)假(jia)定吸(xi)收緩沖(chong)器剖析是(shi)以方(fang)針地點為(wei)根底(di)，且假(jia)定采取100Mbps收集。
表1.PHY跟開關耽誤
舉例(li)來說，將這些耽(dan)誤計入(ru)多(duo)達7個軸的線(xian)路收(shou)集，并將總(zong)有效載荷計入(ru)終極(ji)節點，總(zong)傳輸耽(dan)誤釀成(cheng)
此中58×80ns默示(shi)前(qian)導跟方針地點字(zi)節(jie)被讀取(qu)后，余下的58字(zi)節(jie)有效載荷。
這(zhe)項(xiang)計較假定收集(ji)中不其他流(liu)量，或許收集(ji)可能優先接(jie)見(jian)工夫敏感型流(liu)量。它正在某(mou)種(zhong)程度上依附和(he)談(tan)(tan)，依據(ju)詳細利用(yong)的(de)(de)工業以(yi)太網和(he)談(tan)(tan)，計較得出的(de)(de)值會存在細小差別。回(hui)想圖2，將(jiang)機械系統(tong)的(de)(de)周期時(shi)間降低至50μs至100μs時(shi)，將(jiang)幀傳輸到(dao)最遠(yuan)的(de)(de)節點能夠(gou)占用(yong)全(quan)部周期的(de)(de)遠(yuan)50%，招(zhao)致留給下一周期更新機電節制(zhi)跟挪動控(kong)制(zhi)算法計較的(de)(de)工夫削減。
快遞分揀機器人前景如何最大水平縮短(duan)那(nei)段傳輸工夫關(guan)于(yu)(yu)優化機能而言(yan)十分緊張，由于(yu)(yu)它容(rong)許實(shi)行更長、更龐大的(de)節制(zhi)計較。鑒于(yu)(yu)與線路數(shu)據相(xiang)關(guan)的(de)耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)是(shi)流動的(de)，且與位速度(du)相(xiang)關(guan)，利用低(di)耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)組件(jian)（例如ADIN1200PHY跟fido5000嵌入(ru)式(shi)開關(guan)）將是(shi)優化機能的(de)要(yao)害(hai)，特別(bie)是(shi)正在節點數(shu)目增(zeng)長，周期時間縮短(duan)時。轉而利用千(qian)兆以太(tai)網可以大幅降低(di)帶寬耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)形成(cheng)的(de)影響(xiang)，可是(shi)會(hui)增(zeng)長開關(guan)跟PHY組件(jian)招致的(de)整體耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)的(de)比例。例如，采(cai)取千(qian)兆收集的(de)12軸CNC機床的(de)收集傳輸耽(dan)(dan)誤(wu)(wu)約為(wei)7.5μs。
正(zheng)在這(zhe)(zhe)類環境下，帶寬元(yuan)素可以(yi)忽略不(bu)(bu)(bu)計，利用最小(xiao)或(huo)最大以(yi)太網幀尺寸不(bu)(bu)(bu)會(hui)形成任(ren)何不(bu)(bu)(bu)同。收(shou)(shou)集耽(dan)誤大抵可以(yi)由PHY跟開關均分，跟著工業(ye)體系轉而(er)采(cai)取(qu)千兆網速、節(jie)制周期(qi)時間縮短（WEtherCAT?顯現的(de)(de)周期(qi)時間為12.5μs）、由于正(zheng)在節(jie)制收(shou)(shou)集中增(zeng)長以(yi)太網毗鄰的(de)(de)傳感(gan)器而(er)招致節(jie)點數增(zeng)長，和網絡拓撲不(bu)(bu)(bu)休趨于扁平，凸顯了最小(xiao)化這(zhe)(zhe)些元(yuan)素的(de)(de)耽(dan)誤的(de)(de)代價。
論斷
正在(zai)高(gao)性(xing)能多(duo)軸同(tong)步挪動使(shi)用(yong)中(zhong)，節(jie)制(zhi)(zhi)時序要(yao)求十分精準(zhun)，存(cun)在(zai)確(que)定性(xing)跟(gen)(gen)工夫關鍵(jian)性(xing)，要(yao)求最大水平(ping)縮(suo)短端到端耽(dan)誤，正在(zai)節(jie)制(zhi)(zhi)周期(qi)時間縮(suo)短，控制(zhi)(zhi)算法的(de)復雜性(xing)增長時特別(bie)如斯。低耽(dan)誤PHY跟(gen)(gen)嵌(qian)入式縱(zong)貫開關是(shi)優(you)化這些體系的(de)緊張(zhang)組(zu)件。為(wei)辦理本(ben)文所述應戰，ADI推(tui)出了兩款新的(de)穩重型工業以太網PHY，即ADIN1300（10Mb/100Mb/1Gb）跟(gen)(gen)ADIN1200。
并聯分揀機器人動力機條狀物分揀機器人并聯分揀機器人工作原理快遞分揀機器人系統