การควบคุมการเคลื่อนที่แบบซิงโครนัสหลายแกนของหุ่นยนต์โดยใช้ EtherCAT

ด้วยการพัฒนาของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม หุ่นยนต์จึงถูกนำมาใช้ในสายการผลิตมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อให้สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวได้อย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำ การเคลื่อนที่หลายแกนของหุ่นยนต์จะต้องสามารถทำงานแบบซิงโครนัสได้ ซึ่งสามารถปรับปรุงความแม่นยำและความเสถียรของการเคลื่อนไหวและการทำงานของหุ่นยนต์และทำให้การทำงานของสายการผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในเวลาเดียวกัน ยังเป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานร่วมกันและการควบคุมแบบร่วมมือกันของหุ่นยนต์อีกด้วย เพื่อให้หุ่นยนต์หลายตัวสามารถประสานการเคลื่อนไหวในเวลาเดียวกันเพื่อทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ โปรโตคอลอีเทอร์เน็ตแบบกำหนดได้ตามเวลาจริงที่ใช้ EtherCAT ช่วยให้เรามีโซลูชันที่เป็นไปได้

EtherCAT เป็นโปรโตคอลการสื่อสารอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมแบบเรียลไทม์ประสิทธิภาพสูงที่ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็วและทำงานแบบซิงโครนัสระหว่างโหนดหลายโหนด ในระบบควบคุมการเคลื่อนที่แบบหลายแกนของหุ่นยนต์ โปรโตคอล EtherCAT สามารถใช้เพื่อดำเนินการส่งคำสั่งและค่าอ้างอิงระหว่างโหนดควบคุม และให้แน่ใจว่าค่าเหล่านั้นซิงโครไนซ์กับนาฬิกาทั่วไป จึงทำให้ระบบควบคุมการเคลื่อนที่แบบหลายแกนสามารถทำงานแบบซิงโครไนซ์ได้ การซิงโครไนซ์นี้มีสองด้าน ประการแรก การส่งข้อมูลคำสั่งและค่าอ้างอิงระหว่างโหนดควบคุมแต่ละโหนดต้องซิงโครไนซ์กับนาฬิกาทั่วไป ประการที่สอง การดำเนินการของอัลกอริทึมการควบคุมและฟังก์ชันข้อเสนอแนะต้องซิงโครไนซ์กับนาฬิกาเดียวกันด้วย วิธีการซิงโครไนซ์แบบแรกได้รับการเข้าใจอย่างดีและกลายเป็นส่วนโดยธรรมชาติของตัวควบคุมเครือข่าย อย่างไรก็ตาม วิธีการซิงโครไนซ์แบบที่สองถูกละเลยในอดีต และปัจจุบันกลายเป็นคอขวดสำหรับประสิทธิภาพการควบคุมการเคลื่อนที่

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วิธีการควบคุมการเคลื่อนไหวแบบซิงโครนัสหลายแกนของหุ่นยนต์ที่ใช้ EtherCAT นั้นมีลักษณะสำคัญสองด้านของการซิงโครไนซ์ ได้แก่ การซิงโครไนซ์การส่งคำสั่งและค่าอ้างอิง และการซิงโครไนซ์การดำเนินการของอัลกอริทึมการควบคุมและฟังก์ชันข้อเสนอแนะ
ในแง่ของการซิงโครไนซ์การส่งคำสั่งและค่าอ้างอิง โหนดควบคุมจะส่งคำสั่งและค่าอ้างอิงผ่านเครือข่าย EtherCAT คำสั่งและค่าอ้างอิงเหล่านี้จำเป็นต้องซิงโครไนซ์ภายใต้การควบคุมของนาฬิกาทั่วไปเพื่อให้แน่ใจว่าโหนดแต่ละโหนดดำเนินการควบคุมการเคลื่อนไหวในขั้นตอนเวลาเดียวกัน โปรโตคอล EtherCAT มอบกลไกการส่งข้อมูลและการซิงโครไนซ์ความเร็วสูงเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งคำสั่งและค่าอ้างอิงมีความแม่นยำสูงและแบบเรียลไทม์
ในเวลาเดียวกัน ในแง่ของการซิงโครไนซ์การทำงานของอัลกอริทึมการควบคุมและฟังก์ชันข้อเสนอแนะ โหนดควบคุมแต่ละโหนดจำเป็นต้องดำเนินการอัลกอริทึมการควบคุมและฟังก์ชันข้อเสนอแนะตามนาฬิกาเดียวกัน วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าโหนดแต่ละโหนดดำเนินการในจุดเวลาเดียวกัน จึงทำให้สามารถควบคุมการเคลื่อนที่หลายแกนแบบซิงโครไนซ์ได้ การซิงโครไนซ์นี้ต้องได้รับการสนับสนุนในระดับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์เพื่อให้แน่ใจว่าการดำเนินการของโหนดควบคุมมีความแม่นยำสูงและแบบเรียลไทม์

โดยสรุป วิธีการควบคุมการเคลื่อนที่แบบซิงโครนัสหลายแกนของหุ่นยนต์ที่ใช้ EtherCAT นั้นสามารถซิงโครไนซ์การส่งคำสั่งและค่าอ้างอิงได้ และดำเนินการซิงโครไนซ์การทำงานของอัลกอริทึมการควบคุมและฟังก์ชันข้อเสนอแนะได้ผ่านการสนับสนุนของโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตแบบกำหนดได้ตามเวลาจริง วิธีการนี้ให้โซลูชันที่เชื่อถือได้สำหรับการควบคุมการเคลื่อนที่แบบหลายแกนของหุ่นยนต์ และนำเสนอโอกาสและความท้าทายใหม่ๆ ให้กับการพัฒนาระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม