工業4.0 時代，單芯片控制機器人更完美
發布時間：2015-07-08 新聞來源：工控網
工業4.0 時代，單芯片控制機器人更完美
最近關于工業4.0的討論層出不窮，德國工業界對其定義：是繼機械化、電氣化和信息技術之后，以智能制造為主導的第四次工業革命，主要是指通過信息通訊技術和虛擬網絡/實體物理網絡系統的結合，將制造業向智能化轉型。在這一輪變革中，被譽為制造業冠上明珠的工業機器人占據無可替代的核心地位。
數據顯示，2013年共有10萬臺工業機器人銷往亞洲，同比增長18%；中國已成為全球最大的工業機器人市場，2013年中國購買并組裝近3萬7千臺工業機器人，其中國產機器人9000多臺，產量是2012年的3倍。然而外資機器人普遍以6軸或以上高端工業機器人為主，幾乎壟斷了汽車制造、焊接等高端行業領域，占比96%。而國產機器人主要應用還是以搬運和上下料機器人為主，處于行業的低端領域。由此可以看出，國產機器人與發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的核心競爭力。
機器人制造，單芯片更具優勢
機器人制造的難點在于研發周期長，成本高。Alter最近推出的工業自動化系統解決方案可以幫助機器人制造商實現從多芯片到單芯片的控制，從而加快開發周期，降低研發成本。
早期的機器人都是單手臂，強調兩軸水平，而機器人在工廠中的工作空間有限，單手臂已經遠遠無法完成設定工作，于是出現多手臂機器人，現在甚至已經做到了7軸，關節數、自由度已達到7個。隨著技術的發展，機器人的關節數會越來越多，機器手臂之間是聯動的，聯動部分的控制計算非常復雜；機器人在工作中對實時性的要求極高，機器手臂軸數越多，代表主站發送命令的封包越大，封包越大周期越長，實時性就可能降低。采訪中，Alter亞太區工業業務部市場開發首席經理江允貴指出，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，穩定度自然也會提高。
IP核經過認證，用戶開發更放心
Alter完成的IP核會經過安全認證后才會提供給用戶，用戶使用經過認證的IP核開發產品更容易經過產品安全認證，因此會大大縮短認證周期，這對用戶來說無疑是一個不錯的“捷徑”，那么具體的認證細節是怎么樣的？江允貴透漏，一個功能安全認證包含軟失效和硬失效兩個方面，硬失效就是針對外面的器件，比如硬件會對電壓、電流去做保護；而關于FPGA的是軟失效，比如說單粒子翻轉，模塊經過輻射以后內部會發生改變進而功能失效。因此我們提出自我診斷的IP，這些IP核放在FPGA里面，隨時不斷地自我診斷，可以確保FPGA本身沒有失效，一旦發問題，它會進行緊急關閉，機器人停止運動。
Alter完成的IP核會經過安全認證后才會提供給用戶，用戶使用經過認證的IP核開發產品更容易經過產品安全認證，因此會大大縮短認證周期，這對用戶來說無疑是一個不錯的“捷徑”，那么具體的認證細節是怎么樣的？江允貴透漏，一個功能安全認證包含軟失效和硬失效兩個方面，硬失效就是針對外面的器件，比如硬件會對電壓、電流去做保護；而關于FPGA的是軟失效，比如說單粒子翻轉，模塊經過輻射以后內部會發生改變進而功能失效。因此我們提出自我診斷的IP，這些IP核放在FPGA里面，隨時不斷地自我診斷，可以確保FPGA本身沒有失效，一旦發問題，它會進行緊急關閉，機器人停止運動。
用戶在安全方面的具體實現方式是用兩個不一樣的器件進行比對，一旦發現誤差會緊急停止。客戶設計好方案的進行認證時，他必須要說明他自己使用的是安全器件，安全軟件進行開發，而Alter的產品已經經過認證，在說明的時候會簡化內容及認證流程，因此認證周期就會大大縮短。
Alter的工業自動化方案還應用于更多領域，比如PLC，工業以太網，功能安全，PLC更側重高端；工業以太網方面采用單片FPGA支持所有工業協議，客戶選擇更靈活；功能安全方面，Cyclone IV已經通過認證，Cyclone V未來兩年內也會通過認證，更有利于用戶的開發選擇。工業4.0生產模式必須倚靠智能工廠、智能機械、智能產品三者串聯，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智能機器人時代的到來。摘錄工控網
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