應(yīng)對機(jī)器人市場強勁增長，英特爾? FPGA 助力實現(xiàn)高性能伺服控制&功能安全

在工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，機(jī)器人實現(xiàn)了強勁的市場增長。多個國家和地區(qū)的勞動力萎縮與人口老齡化造成了供應(yīng)短缺與人工成本上漲，在此形勢下，流程效率提升和自動化相比以往更顯迫切。制造業(yè)和其他工作場所正加速普及多軸機(jī)器人，幫助實施多樣化的操作與運輸任務(wù)。

除了在安全罩后面運行的傳統(tǒng)機(jī)器人，協(xié)作式機(jī)器人和自動引導(dǎo)車輛（AGV）的使用也在不斷增加，這些機(jī)器能夠與人類協(xié)同配合。過去，自定義大規(guī)模集成（LSI）一般用于機(jī)器人控制，半導(dǎo)體制程的小型化推高了開發(fā)成本，開發(fā)工作一般需要數(shù)年的時間。安全措施對機(jī)器人也必不可少。例如，在檢測到有人闖入安全罩后，需即刻使用光簾或其他類似傳感器阻止機(jī)器人運行。這就要求機(jī)器人制造商開展認(rèn)證，確保產(chǎn)品符合一些地區(qū)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

這個問題是支持邏輯復(fù)制的英特爾® FPGA 作為 ASIC 替代選項被越來越多用在機(jī)器人中的原因之一。英特爾® FPGA 具有出色的器件可靠性，已被廣泛用于各種工業(yè)機(jī)械中。在 FPGA 行業(yè)，英特爾還是首批實行功能安全標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)認(rèn)證的廠商之一。

兼具小巧身形和快速精準(zhǔn)控制能力的機(jī)器人控制器

Yaskawa Electric 是工業(yè)機(jī)器人的主要制造商。該公司的六軸垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人以 Motoman 品牌行銷全球，用于廣泛領(lǐng)域，包括電弧焊、點焊、噴漆、搬運和組裝、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、碼垛、沖壓件搬運、剪切、切割、激光切割、去毛刺、 拋光、涂層，以及用于 LCD 或光伏電池的半導(dǎo)體晶圓和玻璃板的運輸。近年，該公司還著重開發(fā)能夠與員工在生產(chǎn)線上協(xié)同合作的協(xié)作式機(jī)器人（cobot）。

除了機(jī)械手（具有多個動作軸的機(jī)械手臂），工業(yè)機(jī)器人還需 要一種稱為示教盒（programming pendant）的器件（用于教導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行相應(yīng)動作）和控制器（在每個軸中復(fù)制示教盒教導(dǎo)的動作）。

YRC1000 高性能機(jī)器人控制器改進(jìn)了加速控制，取代了過去的速度控制機(jī)制，這意味著該控制器能夠以最大速度操作機(jī)械手。同樣，一種全新的機(jī)械手臂末端軌跡控制技術(shù)可幫助精準(zhǔn)復(fù)制相同軌跡（不受速度影響），包括在測試操作中以及在重放模式下。YRC1000 是 Yaskawa Electric 機(jī)器人控制器中尺寸最小的型號，相比之前的 DX200 型號體積減小了 50%。其他特性包括兼容不同國家和地區(qū)的不同電源標(biāo)準(zhǔn)。

為提高性能和精準(zhǔn)度，Yaskawa Electric 選擇將多個英特爾® FPGA 用于相關(guān)應(yīng)用，包括機(jī)器人控制、伺服控制和功能安全。

使用英特爾® FPGA 的主要優(yōu)勢：

(1) 更高的伺服控制性能和更低的功耗；

(2) IEC 61508 和其他功能安全標(biāo)準(zhǔn)要求的多數(shù)安全相關(guān)系統(tǒng)都可整合到英特爾® FPGA 中；

(3) 成本降低；

(4) 具有更長的產(chǎn)品生命周期，可滿足工業(yè)領(lǐng)域客戶的需求；

(5) 相比 ASIC，F(xiàn)PGA 縮短了開發(fā)和驗證周期；