EtherCAT总线在工业机器人上的应用

[ 发布日期:2022-05-19 ] 来源: 【打印此文】 【关闭窗口】

前言:EtherCAT是一项高性能、低成本、应用简易、拓扑灵活的工业以太网技术。2014年正式转化为中国推荐性国家标准,EtherCAT技术为中国制造业的转型升级高效、高品质、高端化提供了契机。


EtherCAT工业以太网总线,整个系统分成了两部分:主站和从站。其中,主站的作用是将以太网帧发送给各个从站,而从站的作用是对主站发送来的以太网数据帧进行处理,包括抽取数据和反过来插入数据帧。各个从站按顺序依次接收报文并处理后,把处理后的报文传输给下一个从站,末尾从站发回被完整处理过后的报文,以完成整个数据的传输反馈。



EtherCAT的特点:


性能优

EtherCAT实时以太网网络,1000个分布式I/O数据的刷新周期仅为30us,其中包括端子循环时间。通过一个以太网帧,可以交换高达1486字节的过程数据,几乎相当于12000个数字量I/O。而这一数据量的传输仅用300us。与100个伺服轴的通讯只需100us。而且整体的同步时钟,得到很好的校准,实现诸多从站,低于1us差异的同步。

其优异性能可以实现传统现场总线系统所无法实现的控制方法,通过总线可以形成超高速控制回路。以前需要本地专用硬件支持的功能,现在只要在软件中加以映射。巨大的带宽资源使状态数据与任何数据可并行传输。

EtherCAT的高速循环,可以在两个控制之间循环完成。因此,控制器总有可用的最新输入数据,输出编制的延迟最小。在无需增强本身计算能力的基础上,控制器的响应行为得到显著改善。

开放性

EtherCAT技术不仅与以太网完全兼容,而且还有特别的设计开放性特点:该协议可与其他提供各种服务的以太网协议并存,并且所有的协议都并存于同一物理介质中-通常只会对整个网络性能有很小程度的影响。标准的以太网设备可通过交换机端子连接至一个EtherCAT系统,该端子并不会影响循环时间。配备传统现场总线接口的设备可通过EtherCAT现场总线主站端子的连接集成到网络中。UDP协议变体允许被整合于任何插槽接口中。EtherCAT是一个完全开放式协议,它已被认定为一个正式IEC规范(IEC/PAS62407)。


EtherCAT总线在机器人领域方案


工业机器人包装领域的应用


随着国家制造业的转型及《中国制造2025》的全面实施,工业机器人行业的发展,传统的脉冲模式控制存在着很大程度上对机器人性能的制约,高速工业现场总线成为机器人主力发展方向,其更加可靠、高效的总线解决方案,且易于与现场其它设备组网,为实现自动化流水线及建立智能工厂提供了基础。


EtherCAT总线在工业机器人的应用,利用了以太网协议完成工业自动化的控制,满足了工业控制工程中的通信稳定、大数据量,低延时性等优势。此外,在其他行业,如半导体、压机、注塑、木材加工、自动化生产线等行业,EtherCAT都取得了广泛的应用。

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