貝加萊 POWERLINK實現(xiàn)靈活 實時的機械手控制
時間：2014-05-09 10:33:08來源：貝加萊工業(yè)自動化（上海）有限公司
導(dǎo)語：?作為典型現(xiàn)場總線技術(shù)的繼任者，POWERLINK可以提供基于成熟以太網(wǎng)全球標(biāo)準(zhǔn)的卓越性能和實時能力。POWERLINK的開源性在管理開發(fā)時間并確保最終質(zhì)量方面發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。
SEPRO公司多年來一直希望提高其機械手的運動控制水平，他們面臨的一個極富挑戰(zhàn)性的目標(biāo)是，如何在性能和精度之間尋找最佳平衡。另一個針對SEPRO的VISUAL2數(shù)控系統(tǒng)的目標(biāo)是，如何為任意尺寸大小和有效載荷的機械手提供最佳控制。“然而，最有前途的運動控制解決方案需要實現(xiàn)極快的長距離通信，從而允許設(shè)備被安置在機器上的最佳位置。”SEPRO公司負(fù)責(zé)電子和軟件設(shè)計的研發(fā)經(jīng)理Francis Columeau回憶道。
為了繼續(xù)提高其機械手控制的質(zhì)量，SEPRO知道這需要一個擁有更好帶寬的總線方案，可以處理更多數(shù)量的節(jié)點。該總線系統(tǒng)還必須包含同步幀、異步幀以及額外的安全幀。
主站和從站擁有相同的開源POWERLINK協(xié)議棧
隨著基于POWERLINK的新系統(tǒng)架構(gòu)的開發(fā)，SEPRO克服了這些限制，實現(xiàn)了最苛刻的算法，為VISUAL2擴(kuò)展了CNC系統(tǒng)和眾多實時設(shè)備之間的實時管理邊界，構(gòu)成了SEPRO數(shù)控系統(tǒng)的核心。
“對我而言，最大的好處是能夠?qū)恼灸K放置在機械手上的任意位置，而不必?fù)?dān)心布線，”Columeau說道。“這使我們能夠自由地創(chuàng)建新的架構(gòu)，將嵌入式運動驅(qū)動器、控制器、I/O模塊等放置在最佳位置，同時保持其靈活性，并允許在相同的平臺上對它們進(jìn)行處理。”
SEPRO還利用了POWERLINK能夠在一個總線上結(jié)合同步、安全和異步過程的能力，不僅降低了總成本，而且還簡化了整個方案。“除了擁有卓越的性能之外，POWERLINK的一個最大優(yōu)勢是，它能在同一介質(zhì)中結(jié)合各類信息，”Columeau解釋道。POWERLINK獨立于硬件平臺意味著，用戶不依賴于任何特定組件。“POWERLINK的開源性在管理開發(fā)時間并確保最終質(zhì)量方面發(fā)揮了關(guān)鍵的作用，”Columeau補充道。無論是主站還是從站都可以免費使用開源代碼，這使SEPRO能夠自由開發(fā)最佳的解決方案，使POWERLINK主站和從站擁有相同的協(xié)議棧。
確保高性能和簡易性（圖片顯示的是VISUAL3）。
SEPRO在轉(zhuǎn)換總線的過程中面臨的主要挑戰(zhàn)是，如何將Linux環(huán)境下開發(fā)的開源代碼移植到SEPRO使用的QNX Neutrino實時操作系統(tǒng)中去。“POWERLINK完全兼容POSIX接口，這使我們非常輕松地實現(xiàn)了POWERLINK主站，”Columeau回憶道，“軟件棧的優(yōu)良架構(gòu)對于輕松移植到任何硬件和操作系統(tǒng)而言相當(dāng)完美。”
五軸注塑機械手。
自然發(fā)展
SEPRO已經(jīng)開始在其CNC平臺上使用POWERLINK實現(xiàn)管理節(jié)點，接下來會替換新開發(fā)產(chǎn)品中所有現(xiàn)有的CAN總線系統(tǒng)，從而使新系統(tǒng)架構(gòu)完全基于POWERLINK。
新方案的一個關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)是可以兼容SEPRO現(xiàn)有的CANopen協(xié)議。為了提供這種兼容性，POWERLINK允許公司繼續(xù)使用他們現(xiàn)有的C A N o p e n庫。“對我們而言，該特點令轉(zhuǎn)換變得相當(dāng)簡單，”Columeau說道，“由于EPSG提供有效的支持以及使用FPGA實現(xiàn)控制節(jié)點方面的培訓(xùn)，因此我們幾乎沒有任何時間損失。”SEPRO在2012年加入了EPSG（Ethernet POWERLINK標(biāo)準(zhǔn)化組織），其驅(qū)動器供應(yīng)商INFRANOR也同樣加入了EPSG，他們根據(jù)SEPRO的規(guī)范開發(fā)了一個全新的驅(qū)動架構(gòu)，規(guī)范明確規(guī)定將POWERLINK作為通信總線。
據(jù)Columeau所言，使用POWERLINK是SEPRO的一項戰(zhàn)略性舉措，尤其是VISUAL2平臺發(fā)展中的重要一步：“我們通過POWERLINK已經(jīng)取得了一個接近理想的局面：一個經(jīng)濟(jì)、靈活、快速且開放的通信總線。”
在未來，SEPRO計劃通過升級安全方案完成其向開源通信技術(shù)的轉(zhuǎn)變。用先進(jìn)的、集成openSAFETY的方案代替硬接線繼電器將使SEPRO從提高生產(chǎn)率，加快調(diào)試以及簡化維護(hù)中獲益，同時也減小了他們機器的占地面積。
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