EtherCAT總線在工業(yè)機器人上的應(yīng)用

EtherCAT是一項高性能、低成本、應(yīng)用簡易、拓撲靈活的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。2014年正式轉(zhuǎn)化為中國推薦性國家標準，EtherCAT技術(shù)為中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級高效、高品質(zhì)、高端化提供了契機。

EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)總線，整個系統(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)送給各個從站，而從站的作用是對主站發(fā)送來的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進行處理，包括抽取數(shù)據(jù)和反過來插入數(shù)據(jù)幀。各個從站按順序依次接收報文并處理后，把處理后的報文傳輸給下一個從站，末尾從站發(fā)回被完整處理過后的報文，以完成整個數(shù)據(jù)的傳輸反饋。

EtherCAT的特點：

1、性能優(yōu)

EtherCAT實時以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，1000個分布式I/O數(shù)據(jù)的刷新周期僅為30us，其中包括端子循環(huán)時間。通過一個以太網(wǎng)幀，可以交換高達1486字節(jié)的過程數(shù)據(jù)，幾乎相當于12000個數(shù)字量I/O。而這一數(shù)據(jù)量的傳輸僅用300us。與100個伺服軸的通訊只需100us。而且整體的同步時鐘，得到很好的校準，實現(xiàn)諸多從站，低于1us差異的同步。

其優(yōu)異性能可以實現(xiàn)傳統(tǒng)現(xiàn)場總線系統(tǒng)所無法實現(xiàn)的控制方法，通過總線可以形成超高速控制回路。以前需要本地專用硬件支持的功能，現(xiàn)在只要在軟件中加以映射。巨大的帶寬資源使狀態(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。在無需增強本身計算能力的基礎(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)計開放性特點：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-通常只會對整個網(wǎng)絡(luò)性能有很小程度的影響。標準的以太網(wǎng)設(shè)備可通過交換機端子連接至一個EtherCAT系統(tǒng)，該端子并不會影響循環(huán)時間。配備傳統(tǒng)現(xiàn)場總線接口的設(shè)備可通過EtherCAT現(xiàn)場總線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是一個完全開放式協(xié)議，它已被認定為一個正式IEC規(guī)范（IEC/PAS62407）。

EtherCAT總線在機器人領(lǐng)域方案

工業(yè)機器人包裝領(lǐng)域的應(yīng)用

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

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