EtherCAT總線(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用

EtherCAT是一項(xiàng)高性能、低成本、應(yīng)用簡(jiǎn)易、拓?fù)潇`活的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。2014年正式轉(zhuǎn)化為中國(guó)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，EtherCAT技術(shù)為中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)高效、高品質(zhì)、高端化提供了契機(jī)。

EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)分成了兩部分：主站和從站。其中，主站的作用是將以太網(wǎng)幀發(fā)送給各個(gè)從站，而從站的作用是對(duì)主站發(fā)送來(lái)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行處理，包括抽取數(shù)據(jù)和反過(guò)來(lái)插入數(shù)據(jù)幀。各個(gè)從站按順序依次接收?qǐng)?bào)文并處理后，把處理后的報(bào)文傳輸給下一個(gè)從站，末尾從站發(fā)回被完整處理過(guò)后的報(bào)文，以完成整個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸反饋。

EtherCAT的特點(diǎn)：

1、性能優(yōu)

EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，1000個(gè)分布式I/O數(shù)據(jù)的刷新周期僅為30us，其中包括端子循環(huán)時(shí)間。通過(guò)一個(gè)以太網(wǎng)幀，可以交換高達(dá)1486字節(jié)的過(guò)程數(shù)據(jù)，幾乎相當(dāng)于12000個(gè)數(shù)字量I/O。而這一數(shù)據(jù)量的傳輸僅用300us。與100個(gè)伺服軸的通訊只需100us。而且整體的同步時(shí)鐘，得到很好的校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)諸多從站，低于1us差異的同步。

其優(yōu)異性能可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的控制方法，通過(guò)總線(xiàn)可以形成超高速控制回路。以前需要本地專(zhuān)用硬件支持的功能，現(xiàn)在只要在軟件中加以映射。巨大的帶寬資源使?fàn)顟B(tài)數(shù)據(jù)與任何數(shù)據(jù)可并行傳輸。

EtherCAT的高速循環(huán)，可以在兩個(gè)控制之間循環(huán)完成。因此，控制器總有可用的最新輸入數(shù)據(jù)，輸出編制的延遲最小。在無(wú)需增強(qiáng)本身計(jì)算能力的基礎(chǔ)上，控制器的響應(yīng)行為得到顯著改善。

2、開(kāi)放性

EtherCAT技術(shù)不僅與以太網(wǎng)完全兼容，而且還有特別的設(shè)計(jì)開(kāi)放性特點(diǎn)：該協(xié)議可與其他提供各種服務(wù)的以太網(wǎng)協(xié)議并存，并且所有的協(xié)議都并存于同一物理介質(zhì)中-通常只會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能有很小程度的影響。標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)設(shè)備可通過(guò)交換機(jī)端子連接至一個(gè)EtherCAT系統(tǒng)，該端子并不會(huì)影響循環(huán)時(shí)間。配備傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口的設(shè)備可通過(guò)EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)主站端子的連接集成到網(wǎng)絡(luò)中。UDP協(xié)議變體允許被整合于任何插槽接口中。EtherCAT是一個(gè)完全開(kāi)放式協(xié)議，它已被認(rèn)定為一個(gè)正式IEC規(guī)范（IEC/PAS62407）。

EtherCAT總線(xiàn)在機(jī)器人領(lǐng)域方案

工業(yè)機(jī)器人包裝領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著國(guó)家制造業(yè)的轉(zhuǎn)型及《中國(guó)制造2025》的全面實(shí)施，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的脈沖模式控制存在著很大程度上對(duì)機(jī)器人性能的制約，高速工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)成為機(jī)器人主力發(fā)展方向，其更加可靠、高效的總線(xiàn)解決方案，且易于與現(xiàn)場(chǎng)其它設(shè)備組網(wǎng)，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線(xiàn)及建立智能工廠(chǎng)提供了基礎(chǔ)。

EtherCAT總線(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，利用了以太網(wǎng)協(xié)議完成工業(yè)自動(dòng)化的控制，滿(mǎn)足了工業(yè)控制工程中的通信穩(wěn)定、大數(shù)據(jù)量，低延時(shí)性等優(yōu)勢(shì)。此外，在其他行業(yè)，如半導(dǎo)體、壓機(jī)、注塑、木材加工、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等行業(yè)，EtherCAT都取得了廣泛的應(yīng)用。