EtherCAT技術(shù)在庫卡機(jī)器人控制系統(tǒng)上的應(yīng)用
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1996 年，庫卡機(jī)器人有限公司成為第一家引進(jìn)完全基于 Windows PC的機(jī)器人控制系統(tǒng)的機(jī)器人制造商。第一代控制系統(tǒng)的成功很大程度上可以歸因于使用了廣為辦公室用戶所熟悉和客戶接受的 Windows技術(shù)實(shí)現(xiàn)了直觀操作指導(dǎo)，以及 PC 技術(shù)的高性能。憑借消費(fèi)品市場中的 IT 產(chǎn)品，能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)高創(chuàng)新能力和高性能。就新一代的庫卡機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，除了 Windows 和 PC — 即通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的通用通信，還采用了 IT 領(lǐng)域里更加成熟的技術(shù)，這不得不說是一個(gè)巨大的進(jìn)步。需要一個(gè)功能非常強(qiáng)大、高速、高確定性的總線系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)控制器內(nèi)的內(nèi)部通信。為此，自 2010 年以來，庫卡一直采用 EtherCAT 作為 KR C4 系列控制系統(tǒng)的系統(tǒng)總線，以確保高性能和開放性。
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線通常用于機(jī)器人控制系統(tǒng)在 I/O、蜂巢和設(shè)備層的外部通信，從而將機(jī)器人完全集成到自動化系統(tǒng)中。現(xiàn)場總線系統(tǒng)通常由客戶指定，而機(jī)器人控制系統(tǒng)則必須能夠與所選擇的技術(shù)連接。
借助于完全集成的“KUKA.VisionTech”視覺系統(tǒng)，機(jī)器人也可以在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中靈活應(yīng)用。
在規(guī)劃目前這套庫卡控制系統(tǒng)時(shí)詳細(xì)考慮了這個(gè)問題，同時(shí)也考慮到當(dāng)前以太網(wǎng)技術(shù)的能力能否以較高的數(shù)據(jù)傳輸速率滿足實(shí)時(shí)和安全性，所有這些都具有 IT 領(lǐng)域所熟悉特點(diǎn)。此外，以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是不同的協(xié)議可以通過一根線傳輸，這將大大降低系統(tǒng)中使用的電纜數(shù)量。
該項(xiàng)目開發(fā)的一個(gè)重要目標(biāo)是使用盡可能少的數(shù)量的不同通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場總線層的外部通信和內(nèi)部通信，以實(shí)現(xiàn)精益化設(shè)計(jì)。庫卡的目標(biāo)是避免使用專有技術(shù)，而是能夠使用最廣為接受和開放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，性能受限的硬件需要用智能軟件功能取代，而這之所以成為可能，是由于現(xiàn)代多核 PC 具有很高的計(jì)算能力。更少的硬件意味著可以延長 MTBF（平均無故障時(shí)間）以及降低開發(fā)成本、單價(jià)及物流成本。這些標(biāo)準(zhǔn)化使得所需的硬件組件的數(shù)量減少了 33％，使用的插頭連接器和電纜數(shù)量減少了 50％ 之多。
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