使用Arm Helium技術(shù)提高傳感器融合輸出效率

現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備與人體非常相似，通過(guò)不斷的演變，機(jī)械設(shè)備正逐漸“進(jìn)化”出精細(xì)復(fù)雜的技術(shù)與流程。

專用的計(jì)算設(shè)備作為大腦，機(jī)械設(shè)備的框架構(gòu)成骨骼，而機(jī)器的電機(jī)、傳送帶和機(jī)器人則可視作肌肉負(fù)責(zé)起重、推進(jìn)、裝配與托盤包裝作業(yè)。無(wú)處不在的傳感器代表了五種感官，機(jī)警的監(jiān)視著周邊環(huán)境。處于機(jī)械設(shè)備中心位置的是可編程邏輯控制器 (PLC)，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行同步并確保邏輯與功能上的安全性，從而為工廠中的人員、物資和機(jī)械設(shè)備提供保護(hù)。

1   復(fù)雜性

1臺(tái)機(jī)器上充裕的電源、信號(hào)和數(shù)據(jù)點(diǎn)或許可以比作人體的神經(jīng)系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)備上的每個(gè)電源、信號(hào)和數(shù)據(jù)點(diǎn) (I/O) 都需要可靠而又安全地連接到配電盤或控制機(jī)柜。在復(fù)雜的機(jī)器或裝配線上，I/O 的數(shù)量可能達(dá)到數(shù)百個(gè)或者更多。機(jī)器上傳統(tǒng)的硬接線屬于非常耗費(fèi)人工的作業(yè)，會(huì)產(chǎn)生迷宮般錯(cuò)綜復(fù)雜的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)觸點(diǎn)，需要?jiǎng)兙€、焊接，可能還需要額外的壓線

操作。每個(gè)連接點(diǎn)在發(fā)貨前就必須完成接線并接受充分測(cè)試，然后拆解運(yùn)輸?shù)娇蛻舻默F(xiàn)場(chǎng)重新裝配起來(lái)。調(diào)試工作往往需要電工和工程師的參與。此外，每重復(fù)1次接線及拆開(kāi)電線的工作，就會(huì)為機(jī)器制造商增加一分風(fēng)險(xiǎn)。另外，在工廠，對(duì)眾多電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的例行維護(hù)或排錯(cuò)作業(yè)也需要斷開(kāi)并重新連接數(shù)百個(gè)接點(diǎn)，然后才能找到并解決問(wèn)題。

2   模塊化

機(jī)器制造商對(duì)于簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)有著極大興趣。模塊化的連接可以帶來(lái)重大的優(yōu)勢(shì)。

●   顯著縮短調(diào)試時(shí)間；

●   出色的機(jī)械穩(wěn)定性與機(jī)械性能，IEC 標(biāo)準(zhǔn)化；

●   加快維護(hù)和排錯(cuò)的速度；

●   縮短停機(jī)時(shí)間并提高生產(chǎn)效率。

在機(jī)器設(shè)備中，如果采用了定制配置的模塊化組件，那么技術(shù)人員可以快速地將機(jī)器斷開(kāi)，然后直接插入到便攜式測(cè)試設(shè)備當(dāng)中。模塊化可提供充分的靈活性與可擴(kuò)展性，以便對(duì)機(jī)器和生產(chǎn)線進(jìn)行快速的配置、修改或擴(kuò)展。

Molex的產(chǎn)品組合中包含一系列模塊化的機(jī)載及柜內(nèi)的電源、信號(hào)和數(shù)據(jù)解決方案（圖1）。

圖1 Brad Harsh IO 模塊、PAC/PLC 通信模塊、BradPower Tee 以及 GW Connect 重載連接器 (HDC)解決方案的設(shè)計(jì)都針對(duì)制造業(yè)環(huán)境進(jìn)行了加固

1）Molex重載連接器

工業(yè)廠房與工序都處于較為惡劣的工作環(huán)境，環(huán)境中的液體、灰塵及其他污染物存在進(jìn)入到連接器外殼的風(fēng)險(xiǎn)。專用模塊化連接器的設(shè)計(jì)和構(gòu)造不但可提供安全可靠的連接，還能保護(hù)組件免受污染。Molex的重載連接器解決方案在各類高要求的應(yīng)用中都可提供可靠的性能。閉鎖結(jié)構(gòu)可確保安全的密封效果，而耦合的穩(wěn)定性則可防止由于振動(dòng)或沖擊而造成意外斷開(kāi)。

2）用于工業(yè)自動(dòng)化的 Brad連接器

Brad連接解決方案設(shè)計(jì)穩(wěn)健，主要用于自動(dòng)化和物料搬運(yùn)中的電源應(yīng)用。Brad M12連接器的設(shè)計(jì)可良好耐受惡劣的工業(yè)環(huán)境與氣候環(huán)境，品質(zhì)出色，可為自動(dòng)化設(shè)備中的控制元件確保極其可靠的連接效果。這類高品質(zhì)的連接器使得可以迅速而又方便的更換掉工業(yè)機(jī)械中的傳感器、編碼器、交換機(jī)和其他輸入輸出設(shè)備（圖2）。

圖2 Brad M12 電線組和加固的 MPIS 保險(xiǎn)箱可簡(jiǎn)化惡劣工廠環(huán)境下的接線作業(yè)

Brad Ultra-Lock系統(tǒng)與M12兼容，其設(shè)計(jì)可使工業(yè)環(huán)境下IP67/IP68/IP69K 等級(jí)的密封連接使用推拉式連接器，帶來(lái)極大的便利。這種推拉式連接器采用了專利的“按下鎖定”技術(shù)，可以為傳感器、致動(dòng)器及其他控制裝置提供安全可靠的連接效果。Ultra-Lock技術(shù)提供的密封功能在性能與可靠性上超過(guò)了傳統(tǒng)的螺紋式連接器。

Brad混合式連接器系列基于圓形的M12螺紋接口設(shè)計(jì)，在自動(dòng)化控制設(shè)備和機(jī)器設(shè)計(jì)中占用的空間更少，集成了電源和數(shù)據(jù)信號(hào)線，因而降低了布纜的要求并可縮短安裝時(shí)間。

3）Brad HarshIO模塊可在機(jī)器上安裝的Brad HarshIO模塊支持所有主要的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)PLC連接與協(xié)議， 包括PROFIBUS-DP、DeviceNet、CANopen、ModbusTCP、EtherNet/IP和PROFINET IO。Brad HarshIO模塊與M12連接器兼容，配有診斷用LED，可提供網(wǎng)絡(luò)、電源和I/O的狀態(tài)信息。HarshIO模塊采用了適用于EtherNet/IP的QuickConnect，以及用于 PROFINET 的快速啟動(dòng)技術(shù)，重復(fù)作業(yè)機(jī)器人能夠快速精確地進(jìn)行工具自動(dòng)切換。

有些機(jī)器制造商一直在尋求能在惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高成本效益、高密度、高性能以及無(wú)縫集成的現(xiàn)場(chǎng)總線連接，適用于EtherNet/IP和PROFINET的Brad IOLink主模塊在與IO-Link數(shù)字集線器結(jié)合到一起后，可以滿足他們的需求。這類模塊支持IO Link通信標(biāo)準(zhǔn)，可將數(shù)字鏈路向下延伸到傳感器和致動(dòng)器的水平。在結(jié)合Brad IO Link數(shù)字IO集線器和模擬適配器使用后，可以增強(qiáng)模塊的功能。Brad IO-Link解決方案將機(jī)器信息集中到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)上，可用于輸送線、機(jī)器人、充裝站、標(biāo)簽作業(yè)、托盤包裝及末端工具。

3   結(jié)束語(yǔ)

模塊化的電源和連接解決方案的設(shè)計(jì)可為復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備以及機(jī)器人系統(tǒng)提供快速調(diào)試功能。減少調(diào)試所需的人工并加快調(diào)試速度，這僅僅意味著投資回報(bào)的開(kāi)始，運(yùn)營(yíng)和商業(yè)上的優(yōu)勢(shì)會(huì)隨著時(shí)間而逐漸加大，可以將工業(yè)機(jī)械和自動(dòng)化系統(tǒng)的電氣調(diào)試時(shí)間縮短達(dá)80%，并且將總裝機(jī)成本減少到以前的一半。