企业成功当他们生产质量的产品比竞争对手以更低的成本和更快的上市时间gydF4y2Ba
工业机器自动化:软运动控制具有更好的性能和价值比硬件gydF4y2Ba
Dipesh Mukerji |gydF4y2BaKingstargydF4y2Ba
嵌入式oem厂商——特别是那些产品复杂的人机界面(HMIs),管理许多度的运动,需要硬实时操作——传统上依赖于现场可编程门阵列(fpga)和数字信号处理器(dsp)来满足精度和机器视觉和运动控制应用程序的性能需求。今天,以硬件为中心为模型正在密切关注oem厂商面临市场压力增加削减成本,提高质量,区分他们的产品。gydF4y2Ba
通过采用一个基于软件的控制(soft-control)架构,oem厂商有机会做这三个。他们可以区分他们的产品,提高他们的竞争力通过显著提高收益率/吞吐量和缩短上市时间。他们还可以减少材料清单(BOM)成本和减少计算的足迹而简化和简化开发,可用性,和培训。gydF4y2Ba
在科技的不断变化的世界,几个重要的进步收敛于促使人们重新思考传统的机器视觉和运动控制系统架构。这一中断的主要趋势支持包括:gydF4y2Ba
- 日益强大的x86处理器技术gydF4y2Ba
- 重新致力于商用现货(COTS)硬件和软件gydF4y2Ba
- 的进步,和可用性的,基于ctos集成gydF4y2Ba
- 融合系统设计的组件gydF4y2Ba
- 物联网的出现(物联网)和行业4.0 touch-centered可用性和运动传感技术gydF4y2Ba
虽然有几个相互竞争的方法,利用这些趋势,基于软件的控制体系结构已成为领导者。gydF4y2Ba
利用硬实时对称多处理(SMP)支持在当今基于x86的多核架构与Microsoft Windows环境的紧密集成,oem厂商可以利用多功能soft-control架构将控制逻辑从专门的硬件到软件组件。例如,C / c++源代码逻辑,传统上一直在编译和运行在dsp或fpga可编程逻辑控制器(plc)、运动控制、机器视觉系统可以移植到目标实时操作系统(RTOS)或实时扩展微软的Windows。结果是一个硬实时支持smp应用程序直接运行在x86上,消除需要一个FPGA或DSP执行逻辑。gydF4y2Ba
下面描述了如何使用软控制架构和控制架构基于多核的x86硬件,如gydF4y2BaKINGSTARgydF4y2Ba柔软的运动平台和gydF4y2BaIntervalZerogydF4y2BaRTX64实时扩展窗口,可以帮助oem厂商提高产量和吞吐量,减少计算碳足迹,并显著降低成本为他们自己和他们的客户。gydF4y2Ba
Soft-control架构驱动控制和机器视觉gydF4y2Ba
与传统的运动控制器,必须包含硬件微机,FPGA,或DSP提供等特性(proportional-integral-derivative) PID补偿,柔软的运动完全依赖一个纯软件引擎,直接运行在主机电脑的核心来处理实时处理。这取代了以前的解决方案的运行在一个PCI板插入电脑,这是昂贵的,因为它离开电脑闲置,而PCI董事会的工作。gydF4y2Ba
运动控制软件解决方案解决了许多固有的挑战传统的硬件方法,包括供应商、灵活性、和成本。最好的soft-control架构能够完全取代工业运动控制和机器视觉与低成本的硬件,基于windows的机器自动化平台,以及替代专用I / O和布线等低成本商品部分网络接口卡(nic)和像EtherCAT电缆利用标准。gydF4y2Ba
使用基于软件的运动控制解决方案如KINGSTAR柔软运动平台,EtherCAT可以用来发送和接收数据通过网络,和一个实时扩展像IntervalZero RTX64可以把窗户变成一个实时控制系统。使用EtherCAT传输和接收所有的数据通过网络,尽可能多的轴可以控制需要扩大轴数变得非常简单和标准CAT5电缆的使用,这是廉价和可用在任何所需的长度。EtherCAT,放大器可以安装非常接近汽车和数字信号的性质完全消除模拟电缆,这些输出成为以太网包的一部分。这允许编码器、大厅和电机电缆尽可能短,最多几英尺长——这大大降低了成本。此外,所有的电缆,现在更短,都是相同的。电缆直接连接电机放大器,也大大降低了成本,减少了错误的机会。有了这个系统,控制逻辑软件本身可以写,这些组件和运行作为一个集成的平台,可以完成一切DSP的解决方案可以提供。gydF4y2Ba
软件和硬件:性能比较gydF4y2Ba
运动控制软件提供同等或更好的性能比硬件。英特尔处理器可用今天可以做同样的计算,DSP芯片和相同的更新率,与运动的概要文件和PID计算仅仅是两个例子。此外,因为解决方案是以软件为基础的,所以它可以很容易地更换,如果需要一个更复杂的控制方案为特定的轴,它可以被编程。一个只会把所有的标准轴运行正常,但接管控制轴的需要更多的逻辑:改变伺服动态收益;电子齿轮轴的任何其他。使用软件,您获得敏捷性和节省时间。gydF4y2Ba
EtherCAT尽可能多的轴需要可以添加到设计,和单核英特尔处理器用来控制100轴的更新率500µs,代表一个数量级比DSP的解决方案。这种能力如此强大,在某些情况下运动控制工程师们试图执行两个控制程序在单核基于英特尔处理器的设备作为两个单独的机器上实现后可以运行多个程序在单个EtherCAT网络与电脑控制。如果需要,然而,一个单独的核心可以专门为每个项目要求更高的应用程序。gydF4y2Ba
软件和硬件:成本比较gydF4y2Ba
详细在图1中,8-axis基于软件的运动控制系统的成本是44%相似的DSP的成本的解决方案。如果一个附加轴需要添加到系统,DSP的解决方案的成本上升了1500美元,因为额外的董事会必须被添加到电脑;用软运动解决方案,可以包含额外的轴而无需额外的费用。gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba图1 |传统的以硬件为中心为控制架构需要多个组件,大大抬高成本,见这8-axis控制系统体系结构。gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba图1 b |使用soft-motion控制技术一个现成的x86处理器上运行,相同的8轴系统架构以硬件为中心为实现的成本的44%。)gydF4y2Ba
企业成功当他们生产质量的产品比竞争对手以更低的成本和更快的上市时间。机控制软件方法像KINGSTAR使。以同样或更好的性能比传统的硬件解决方案在不到一半的成本,柔软的运动控制是真正的业务结果的明确的选择。gydF4y2Ba
Dipesh Mukerji是营销和战略的副总裁gydF4y2BaKINGSTARgydF4y2Ba。gydF4y2Ba
KINGSTAR柔软运动平台是一个纯软件解决方案,与精度性能优于硬件和其他竞争对手软件解决方案在成本的一半。KINGSTAR是一个开放的,基于标准的集成平台,使运动和视觉控制工程师设计、开发和集成运动和视觉控制应用程序与KINGSTAR软运动库和软件PLC。它EtherCAT和实时的基础是建立在64位Windows操作系统,而且是一个完整的功能集成的平台。gydF4y2Ba内容与本文作者的意见,不一定代表RoboticsTomorrow的观点半岛app官网gydF4y2Ba
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