کنترل حرکت همزمان چند محوره ربات ها بر اساس EtherCAT

با توسعه اتوماسیون صنعتی، روبات ها به طور فزاینده ای در خطوط تولید استفاده می شوند. برای دستیابی به کنترل حرکت کارآمد و دقیق، حرکت چند محوره ربات ها باید قادر به دستیابی به عملکرد همزمان باشد که می تواند دقت حرکت و پایداری ربات ها را بهبود بخشد و به عملیات خط تولید کارآمدتر دست یابد. در عین حال، زمینه ای را برای کار مشترک و کنترل مشترک روبات ها فراهم می کند، به طوری که چندین ربات می توانند حرکت را به طور همزمان برای انجام کارهای پیچیده تر هماهنگ کنند. پروتکل اترنت قطعی بلادرنگ مبتنی بر EtherCAT راه حل عملی را در اختیار ما قرار می دهد.

EtherCAT یک پروتکل ارتباطی اترنت صنعتی با کارایی بالا و بلادرنگ است که انتقال سریع داده و عملیات همزمان بین چندین گره را امکان پذیر می کند. در سیستم کنترل حرکت چند محوره ربات ها، پروتکل EtherCAT را می توان برای تحقق بخشیدن به انتقال دستورات و مقادیر مرجع بین گره های کنترل و اطمینان از همگام سازی آنها با یک ساعت مشترک استفاده کرد، در نتیجه سیستم کنترل حرکت چند محوری را قادر می سازد تا به عملکرد همزمان دست یابد. این هماهنگ سازی دو جنبه دارد. ابتدا، انتقال دستورات و مقادیر مرجع بین هر گره کنترلی باید با یک ساعت مشترک هماهنگ شود. دوم، اجرای الگوریتم های کنترل و توابع بازخورد نیز باید با همان ساعت هماهنگ شود. اولین روش همگام سازی به خوبی درک شده است و به بخشی ذاتی از کنترل کننده های شبکه تبدیل شده است. با این حال، روش همگام سازی دوم در گذشته نادیده گرفته شده است و اکنون به گلوگاهی برای عملکرد کنترل حرکت تبدیل شده است.

به طور خاص، روش کنترل حرکت همزمان چند محوره ربات مبتنی بر EtherCAT شامل دو جنبه کلیدی همگام سازی است: همگام سازی انتقال دستورات و مقادیر مرجع، و همگام سازی اجرای الگوریتم های کنترل و عملکردهای بازخورد.
از نظر همگام سازی انتقال دستورات و مقادیر مرجع، گره های کنترلی دستورات و مقادیر مرجع را از طریق شبکه EtherCAT منتقل می کنند. این دستورات و مقادیر مرجع باید تحت کنترل یک ساعت مشترک هماهنگ شوند تا اطمینان حاصل شود که هر گره کنترل حرکت را در همان مرحله زمانی انجام می دهد. پروتکل EtherCAT یک مکانیسم انتقال داده و همگام سازی با سرعت بالا را فراهم می کند تا اطمینان حاصل شود که انتقال دستورات و مقادیر مرجع بسیار دقیق و در زمان واقعی است.
در عین حال، از نظر همگام سازی اجرای الگوریتم های کنترلی و توابع بازخورد، هر گره کنترلی نیاز به اجرای الگوریتم کنترل و تابع بازخورد مطابق با ساعت مشابه دارد. این تضمین می کند که هر گره عملیات را در یک نقطه زمانی انجام می دهد و در نتیجه کنترل همزمان حرکت چند محوری را محقق می کند. این همگام سازی باید در سطوح سخت افزاری و نرم افزاری پشتیبانی شود تا اطمینان حاصل شود که اجرای گره های کنترل بسیار دقیق و در زمان واقعی است.

به طور خلاصه، روش کنترل حرکت سنکرون چند محوره ربات مبتنی بر EtherCAT، همگام سازی انتقال دستورات و مقادیر مرجع و همگام سازی اجرای الگوریتم های کنترل و عملکردهای بازخورد را از طریق پشتیبانی از پروتکل اترنت قطعی بلادرنگ محقق می کند. این روش یک راه حل قابل اعتماد برای کنترل حرکت چند محوره روبات ها ارائه می دهد و فرصت ها و چالش های جدیدی را برای توسعه اتوماسیون صنعتی به ارمغان می آورد.