白皮书推荐丨基于英特尔® 架构,优易控NoTime控制器实现精准、柔性的运动控制
如今,随着制造行业不断发展,先进装备生产制造场景越来越多,精细化的运动控制在分选、组装等流程中扮演着重要角色。
在应用中,传统的运动控制器将PC的信息处理能力与运动控制卡的运动轨迹控制能力和实时性有机结合在一起,能够满足普遍场景下的运动控制需求。然而,伴随着制造企业纷纷向柔性制造、智能制造转型,市场对于运动控制器的扩展性、时延、算力均提出了更高要求。
基于英特尔 ® 架构的优易控NoTime控制器
面对运动控制器市场的这一趋势与挑战,深圳市优易控软件有限公司(简称:优易控)推出了基于英特尔 ® 架构的NoTime控制器,创新地将运动控制的负载和视觉及数据处理的负载融合到搭载英特尔 ® 处理器的卓信创驰工业计算机上,并绑定了不同的CPU核心进行处理。
该方案集成了基于实时系统的机器程序执行环境和运动函数库,实现了更稳定和敏捷的机器控制,能够满足芯片键合 (Die-Bonding)、3C行业FATP、3D路径点胶等场景对于精细、低时延、高稳定的运动控制需求。
优易控NoTime控制器方案设计
优易控NoTime控制器还具备丰富的I/O配置、高可扩展性、高可靠性和结构化紧凑设计等优势,并支持敏捷开发,可根据不同应用需求快速进行定制。
优易控NoTime控制器方案
的 功能设计与性能优势
得益于面向物联网、边缘与工业应用的英特尔
®
处理器,以及英特尔
®
资源调配技术(RDT)等技术,优易控NoTime控制器能够提供以下功能优势:
高负载下保持出色的实时性能
通过卓越的软硬件设计,优易控NoTime控制器实现了较高的实时性,如下图所示,在CPU占用100%、内存占用94%时,优易控NoTime平台依然能够保持出色的实时性能。
优易控NoTime平台在高负载下的实时性测试
显著降低运动控制器交互的时延
得益于x86系统提供的高性能算力,优易控NoTime控制器将机器控制程序和机器视觉等软件放在同一台工业计算机上,大幅提高了运动控制与一般PC应用的数据交互效率及运动函数的执行速度。
优易控NoTime控制器将运动控制程序和机器视觉等软件
整合在同一硬件中
提升机器程序执行效率与稳定性
在NoTime控制器中,机器程序(C#, C++)可以被加载到INtim实时系统中,使机器控制程序摆脱Windows抖动的影响。采用英特尔 ® RDT的高速缓存分配技术(CAT)与内存带宽分配(MBA)技术,NoTime会对其它进程内用到的CPU线程以及缓存进行服务等级设置,从而限制内存带宽使用上限及CPU缓存,避免对关键的机器控制程序产生影响,保证程序运行的实时性。
基于NoTime控制器,用户可以实现确定的
125微秒的程序执行周期
提供强大的前馈控制功能
优易控NoTime控制器的前馈控制功能基于ISG CNC算法库。在运动规划时不仅计算位置信息,还会额外计算由于总线周期和运动控制系统计算周期在速度、加速度、加加速度等方面的产生的时延,通过EtherCAT驱动器的速度环和电流环偏移接口输入补偿量,减少轴的位置偏差。测试数据显示,在打开前馈控制功能后,平均路径偏差从0.033mm下降到0.013 mm,0.01mm定位精度下的整定时间从13.2ms下降到10.6ms。
前馈功能打开前后的位置偏差对比
通过先进的平滑工具进行轨迹控制
优易控NoTime控制器集成了Hyper space computing与ABS样条路径等先进的平滑工具。其中,Hyper space computing借助英特尔 ® 处理器强大的算力,可进行最多10,000个控制点的前瞻速度和路径规划,并能够基于用户设定的允许误差进行路径规划,设定较柔软的动力学参数以减少机械振动。
ABS样条路径工具可提升轨迹控制精度
支持复杂的实时视觉算法处理
NoTime Vision的图像算法和GigE在实时系统中运行,能大幅减少图像处理与引导位置计算以及通过计算结果进行运动控制的时间,提高视觉-计算-运动全周期的稳定性。
NoTime Vision可显著缩短平均周期并提高稳定性
快速进化的柔性制造、智能制造凸显了用户对于新一代运动控制方案的旺盛需求,基于 英特尔 ® 架构的优易控NoTime控制器通过软件控制方案,以及英特尔 ® 处理器强大的算力与实时性特性,提供了卓越算力,显著降低了运动控制的时延,提升了运动控制的稳定性与效率,可为制造行业的转型升级提供可靠助力。
——颜克华 优易控首席技术官
适用于优易控NoTime控制器
的卓信创驰工业计算
优易控NoTime控制器基于搭载英特尔 ® 处理器的卓信创驰工业计算机构建。
卓信创驰是一家专注于工业控制、机器视觉、自动化等领域的国家级高新技术企业,专为工业控制器打造的工业计算机采用了嵌入式、紧凑型、无风扇设计,可搭载第12代英特尔 ® 酷睿 ™ 处理器、英特尔凌动 ® x7000E系列处理器、英特尔 ® 处理器N系列等处理器,能够满足不同场景的需求。
随着制造业变革的深入,运动控制系统在不断进化,这也带来了对于算力的巨大要求。通过与优易控的合作,我们得以为用户的运动控制系统提供基于 英特尔 ® 架构的高性能、高稳定、高扩展基础硬件平台,助力用户实现更加精准、柔性的运动控制。未来,我们还将继续与优易控、英特尔合作,为制造行业用户带来更高的价值。
——郭辉 卓信创驰市场总监
目前,基于英特尔
®
架构的优易控NoTime控制器在IC分选测试、芯片键合、3C产品FATP应用、3D点胶等场景中得到了广泛的应用。未来,英特尔还将与优易控、卓信创驰展开进行更加深度的合作,以满足更多场景对于精细化、复杂化运动控制的需求,助力柔性、智能的工业产线构建,赋能生产制造产业升级。
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