工業(yè)4.0 時(shí)代，單芯片控制機器人更完美
發(fā)布時(shí)間：2015-07-08 新聞來(lái)源：工控網(wǎng)
工業(yè)4.0 時(shí)代，單芯片控制機器人更完美
最近關(guān)于工業(yè)4.0的討論層出不窮，德國工業(yè)界對其定義：是繼機械化、電氣化和信息技術(shù)之后，以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，主要是指通過(guò)信息通訊技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò )/實(shí)體物理網(wǎng)絡(luò )系統的結合，將制造業(yè)向智能化轉型。在這一輪變革中，被譽(yù)為制造業(yè)冠上明珠的工業(yè)機器人占據無(wú)可替代的核心地位。
數據顯示，2013年共有10萬(wàn)臺工業(yè)機器人銷(xiāo)往亞洲，同比增長(cháng)18%；中國已成為全球最大的工業(yè)機器人市場(chǎng)，2013年中國購買(mǎi)并組裝近3萬(wàn)7千臺工業(yè)機器人，其中國產(chǎn)機器人9000多臺，產(chǎn)量是2012年的3倍。然而外資機器人普遍以6軸或以上高端工業(yè)機器人為主，幾乎壟斷了汽車(chē)制造、焊接等高端行業(yè)領(lǐng)域，占比96%。而國產(chǎn)機器人主要應用還是以搬運和上下料機器人為主，處于行業(yè)的低端領(lǐng)域。由此可以看出，國產(chǎn)機器人與發(fā)達國家機器人相比還有不小差距，其根本原因在于缺乏技術(shù)的核心競爭力。
機器人制造，單芯片更具優(yōu)勢
機器人制造的難點(diǎn)在于研發(fā)周期長(cháng)，成本高。Alter最近推出的工業(yè)自動(dòng)化系統解決方案可以幫助機器人制造商實(shí)現從多芯片到單芯片的控制，從而加快開(kāi)發(fā)周期，降低研發(fā)成本。
早期的機器人都是單手臂，強調兩軸水平，而機器人在工廠(chǎng)中的工作空間有限，單手臂已經(jīng)遠遠無(wú)法完成設定工作，于是出現多手臂機器人，現在甚至已經(jīng)做到了7軸，關(guān)節數、自由度已達到7個(gè)。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，機器人的關(guān)節數會(huì )越來(lái)越多，機器手臂之間是聯(lián)動(dòng)的，聯(lián)動(dòng)部分的控制計算非常復雜；機器人在工作中對實(shí)時(shí)性的要求極高，機器手臂軸數越多，代表主站發(fā)送命令的封包越大，封包越大周期越長(cháng)，實(shí)時(shí)性就可能降低。采訪(fǎng)中，Alter亞太區工業(yè)業(yè)務(wù)部市場(chǎng)開(kāi)發(fā)首席經(jīng)理江允貴指出，多手臂機器人目前的控制方法是“MCU+DSP”模式，不僅芯片多，而且控制復雜，而Alter Cyclone V So可以取代多顆芯片，芯片減少功耗自然降低，系統面積減小，穩定度自然也會(huì )提高。
IP核經(jīng)過(guò)認證，用戶(hù)開(kāi)發(fā)更放心
Alter完成的IP核會(huì )經(jīng)過(guò)安全認證后才會(huì )提供給用戶(hù)，用戶(hù)使用經(jīng)過(guò)認證的IP核開(kāi)發(fā)產(chǎn)品更容易經(jīng)過(guò)產(chǎn)品安全認證，因此會(huì )大大縮短認證周期，這對用戶(hù)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)不錯的“捷徑”，那么具體的認證細節是怎么樣的？江允貴透漏，一個(gè)功能安全認證包含軟失效和硬失效兩個(gè)方面，硬失效就是針對外面的器件，比如硬件會(huì )對電壓、電流去做保護；而關(guān)于FPGA的是軟失效，比如說(shuō)單粒子翻轉，模塊經(jīng)過(guò)輻射以后內部會(huì )發(fā)生改變進(jìn)而功能失效。因此我們提出自我診斷的IP，這些IP核放在FPGA里面，隨時(shí)不斷地自我診斷，可以確保FPGA本身沒(méi)有失效，一旦發(fā)問(wèn)題，它會(huì )進(jìn)行緊急關(guān)閉，機器人停止運動(dòng)。
Alter完成的IP核會(huì )經(jīng)過(guò)安全認證后才會(huì )提供給用戶(hù)，用戶(hù)使用經(jīng)過(guò)認證的IP核開(kāi)發(fā)產(chǎn)品更容易經(jīng)過(guò)產(chǎn)品安全認證，因此會(huì )大大縮短認證周期，這對用戶(hù)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)不錯的“捷徑”，那么具體的認證細節是怎么樣的？江允貴透漏，一個(gè)功能安全認證包含軟失效和硬失效兩個(gè)方面，硬失效就是針對外面的器件，比如硬件會(huì )對電壓、電流去做保護；而關(guān)于FPGA的是軟失效，比如說(shuō)單粒子翻轉，模塊經(jīng)過(guò)輻射以后內部會(huì )發(fā)生改變進(jìn)而功能失效。因此我們提出自我診斷的IP，這些IP核放在FPGA里面，隨時(shí)不斷地自我診斷，可以確保FPGA本身沒(méi)有失效，一旦發(fā)問(wèn)題，它會(huì )進(jìn)行緊急關(guān)閉，機器人停止運動(dòng)。
用戶(hù)在安全方面的具體實(shí)現方式是用兩個(gè)不一樣的器件進(jìn)行比對，一旦發(fā)現誤差會(huì )緊急停止�？蛻�(hù)設計好方案的進(jìn)行認證時(shí)，他必須要說(shuō)明他自己使用的是安全器件，安全軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而Alter的產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過(guò)認證，在說(shuō)明的時(shí)候會(huì )簡(jiǎn)化內容及認證流程，因此認證周期就會(huì )大大縮短。
Alter的工業(yè)自動(dòng)化方案還應用于更多領(lǐng)域，比如PLC，工業(yè)以太網(wǎng)，功能安全，PLC更側重高端；工業(yè)以太網(wǎng)方面采用單片FPGA支持所有工業(yè)協(xié)議，客戶(hù)選擇更靈活；功能安全方面，Cyclone IV已經(jīng)通過(guò)認證，Cyclone V未來(lái)兩年內也會(huì )通過(guò)認證，更有利于用戶(hù)的開(kāi)發(fā)選擇。工業(yè)4.0生產(chǎn)模式必須倚靠智能工廠(chǎng)、智能機械、智能產(chǎn)品三者串聯(lián)，智能機器人作為連接樞紐，在其中的作用不言而喻，讓我們共同期待一個(gè)智能機器人時(shí)代的到來(lái)。摘錄工控網(wǎng)
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