阿强带你了解机器人控制系统中工控机的选型要点。机器人控制系统是机器人的核心而工控机又是机器人控制系统的核心。工控机的选型直接决定了机器人控制系统的性能、稳定性和可靠性。很多人在选型的时候往往只关注处理器的主频和核心数忽略了控制系统的特殊需求结果导致整个系统不能正常运行。下面我就结合自己的经验给大家详细介绍一下机器人控制系统中工控机的选型要点。一、工控机实现机器人运动控制实时性运动控制是机器人控制系统的核心功能对实时性要求很高。工控机须能够保证运动控制指令的实时下发和传感器数据的实时采集响应时间须控制在毫秒甚至微秒级别。优先选择支持实时操作系统(RTOS)和实时 Linux 的工控机。处理器的单核性能比多核性能更重要因为运动控制算法通常是单线程运行的。对于采用 EtherCAT 总线的运动控制系统工控机须支持 EtherCAT 主站协议并且能够实现 125 微秒甚至更低的通信周期和 1 微秒以内的同步精度。比如我们的UT100EA高性能核心模块支持 Intel ultra7 155H 高性能处理器单核性能强劲并且支持实时 Linux 和 EtherCAT 主站协议能够完 美满足六轴工业机器人、高速贴片机等高精度运动控制的需求。二、工控机实现机器人多轴联动支持能力现代工业机器人通常是多轴联动的比如六轴工业机器人、SCARA 机器人、Delta 机器人等。工控机须具备足够的算力和接口能够同时控制多个轴的运动实现高精度的轨迹规划和插补运算。控制轴数越多对工控机的算力要求越高。支持多轴同步控制保证各个轴的运动同步性。具备足够的脉冲输出接口或者总线接口能够连接多个伺服驱动器。三、工控机实现机器人的视觉处理能力视觉引导已经成为现代机器人的标配功能机器人通过视觉相机识别工件的位置、形状和姿态然后引导机器人进行抓取、装配、检测等操作。视觉处理对工控机的算力要求非常高尤其是 AI 视觉处理。对于简单的视觉检测采用集成核显的处理器即可满足需求。对于复杂的 AI 视觉检测、3D 视觉引导需要采用集成 NPU 或者支持 GPU 扩展的工控机。具备足够的 USB3.0 和千兆网口能够连接多个工业相机保证图像数据的高速传输。四、工控机实现机器人的通信协议兼容性机器人控制系统需要与 PLC、传感器、执行器、上位机系统等多种设备进行通信因此工控机须具备良好的通信协议兼容性。原生支持 EtherCAT、PROFINET、CANopen、Modbus 等主流工业协议。支持多种通信接口包括以太网、串口、CAN 总线等。能够实现不同协议之间的转换打破信息孤岛。五、工控机与 PLC 和伺服系统的集成机器人控制系统通常需要与 PLC 和伺服系统进行深度集成实现协同工作。工控机须能够与主流品牌的 PLC 和伺服系统无缝对接保证数据的实时传输和指令的准确执行。支持西门子、罗克韦尔、欧姆龙、施耐德等主流品牌的 PLC 通信协议。支持松下、三菱、安川、台达等主流品牌的伺服驱动器通信协议。具备丰富的数字量和模拟量 IO 接口能够直接连接 PLC 和执行器。六、工控机远程运维支持随着工业互联网的发展远程运维已经成为机器人控制系统的必 备功能。工控机须支持远程访问、远程诊断、远程程序更新和远程监控方便运维人员对机器人进行管理和维护降低运维成本。支持 4G/5G 无线通信模块实现远程联网。集成远程运维平台能够实时监控机器人的运行状态。支持断点续传和远程程序更新无需亲临现场即可完成系统升级。七、工控机的软件生态工控机的软件生态直接影响控制系统的开发效率和兼容性。优先选择支持 ROS、ROS2、EtherCAT 主站、OpenCV 等主流机器人软件和框架的工控机能够大大缩短开发周期降低开发成本。总之机器人控制系统中工控机的选型是一个非常专业的工作需要综合考虑运动控制实时性、多轴联动支持能力、视觉处理能力、通信协议兼容性等多个因素。只有选择了合适的工控机才能打造出高性能、高稳定性、高可靠性的机器人控制系统。如果你对机器人主控板/工控机/商显感兴趣欢迎一起交流哦~