因應(yīng)工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢(shì)，控制器也跟著轉(zhuǎn)型走向智能化，研華寶元控制器的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋工廠中各式各樣機(jī)械設(shè)備，且具備1對(duì)6控制能力，再搭配Ether CAT通訊接口，可以快速達(dá)成智能工廠全廠整合的目標(biāo)。
精密機(jī)械是制造加工的重要配備，它為工廠實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)的目標(biāo)，如今隨著智能工廠(又稱為工業(yè)4.0)的發(fā)展，精密機(jī)械也必須從目前的自動(dòng)化升級(jí)成智能化，以符合工廠未來(lái)使用需求，而智能化的關(guān)鍵就在控制器。研華寶元數(shù)控總經(jīng)理郭倫毓指出，工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)的概念為智慧運(yùn)算、工廠內(nèi)各個(gè)站點(diǎn)之間可以相互連結(jié)，在此概念下，控制器必須為PC-Based 開(kāi)放式架構(gòu)且兼具連網(wǎng)能力，才能因應(yīng)接單生產(chǎn)、少量多樣客制化、多工廠協(xié)同制造、甚至是無(wú)人化的智能工廠生產(chǎn)模式。
智能型控制器三大優(yōu)勢(shì)
研華寶元控制器不只符合工業(yè)4.0的應(yīng)用需求，且涵蓋工廠中各式各樣的機(jī)械設(shè)備，可以快速實(shí)現(xiàn)全廠整合的目標(biāo)，郭倫毓認(rèn)為，從技術(shù)層面來(lái)看，研華寶元控制器具備以下三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。
第一、CPU 整合控制功能
在目前市場(chǎng)上的機(jī)電公司里，研華寶元是唯一有能力自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)CPU 的公司，郭倫毓進(jìn)一步解釋，這么做的好處在于降低成本、提升效能與穩(wěn)定性。
與其他廠牌控制器相比，研華寶元控制器的CPU 雖然同樣采用X86架構(gòu)作基礎(chǔ)，但是因?yàn)樽孕性O(shè)計(jì)的緣故，可以把一些控制功能也CPU 化，舉例來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，大多根據(jù)控制器所下達(dá)的指令在軟件內(nèi)作運(yùn)算，但是研華寶元卻將這部份的功能設(shè)計(jì)在CPU 中，由硬件來(lái)執(zhí)行運(yùn)算，此外，I/O 控制亦是相同設(shè)計(jì)，如此便能加快系統(tǒng)指令周期、讓運(yùn)作變得更穩(wěn)定。換句話說(shuō)，研華寶元將控制器功能中需要彈性的部份保留在軟件，例如：智能化、鏈接其他軟件、人機(jī)接口等，其他需要運(yùn)算、強(qiáng)調(diào)快與實(shí)時(shí)性的功能，則交由硬件來(lái)完成。
第二、自行研發(fā)OS 確保實(shí)時(shí)性
傳統(tǒng)控制器的操作系統(tǒng)使用Windows 架構(gòu)，研華寶元?jiǎng)t采用Linux 架構(gòu)并自行開(kāi)發(fā)，使用起來(lái)比傳統(tǒng)Windows架構(gòu)更加方便和智能化。
由于Windows 架構(gòu)必須另外付出授權(quán)費(fèi)、成本較高，而Linux 為開(kāi)放源始碼軟件，不僅成本較低且運(yùn)作穩(wěn)定，透過(guò)自行客制開(kāi)發(fā)，讓研華寶元可以決定操控軟件的軟件大小、指令周期、開(kāi)機(jī)速度、實(shí)時(shí)性…等，從而提升效能，塑造與其他控制器產(chǎn)品的差異性，尤其在實(shí)時(shí)性上的差異最顯著。
一般來(lái)說(shuō)，控制器在同時(shí)進(jìn)行連網(wǎng)與控制工作時(shí)，難免會(huì)產(chǎn)生時(shí)區(qū)沖突，這就好比一臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)作很多套軟件，有些執(zhí)行速度比較快有些比較慢的情形，在一般消費(fèi)性計(jì)算機(jī)的應(yīng)用情境下，時(shí)區(qū)沖突不會(huì)造成太大影響，但生產(chǎn)機(jī)械則非如此，尤其機(jī)器人運(yùn)作的時(shí)差必須精確到零點(diǎn)幾毫秒以下，否則會(huì)影響產(chǎn)線運(yùn)作，而研華寶元透過(guò)自行設(shè)計(jì)的Linux 操控系統(tǒng)可以有效確?？刂破鬟\(yùn)作的實(shí)時(shí)性。
第三、Ether CAT通訊式傳輸界面
過(guò)往控制器要傳達(dá)命令至伺服馬達(dá)時(shí)，多是透過(guò)電壓、電流的傳送來(lái)控制馬達(dá)開(kāi)關(guān)，這種模擬式脈沖訊號(hào)應(yīng)用在單機(jī)或獨(dú)立運(yùn)作的機(jī)臺(tái)上，其實(shí)沒(méi)有太大問(wèn)題，但工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)的是全廠整合，傳輸接口走通訊式數(shù)字訊號(hào)會(huì)是比較好的選擇。
然而目前控制器所使用的通訊協(xié)議尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，大型廠商多半使用私有的通訊接口，適用于該通訊接口的產(chǎn)品價(jià)格也相當(dāng)高，不過(guò)自2014年來(lái)，傳輸接口有逐漸朝Ether CAT 通訊協(xié)議靠攏的趨勢(shì)，由于Ether CAT 為一般網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，芯片取得容易，市場(chǎng)接受度也比較高，故能自眾多通訊架構(gòu)中脫穎而出，成為控制器未來(lái)的主流趨勢(shì)。
由于研華寶元在控制器領(lǐng)域擁有約10~20年經(jīng)驗(yàn)，因應(yīng)新技術(shù)的速度非?？?，在看到Ether CAT 的發(fā)展?jié)摿?，?014年全面更改機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，將EtherCAT 接口設(shè)計(jì)在機(jī)身，郭倫毓認(rèn)為，工廠導(dǎo)入EtherCAT控制器有兩個(gè)好處，其一是配線簡(jiǎn)單，以前采用拉線的方式，經(jīng)常在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)看到一大捆線，如今只要有Ether CAT 的接口即可，其二則為控制距離可以拉得更長(zhǎng)，傳統(tǒng)傳輸線最多只能拉到 10米，EtherCAT可以拉到100米，更適合工廠轉(zhuǎn)型發(fā)展工業(yè)4.0。
郭倫毓進(jìn)一步指出，尤其研華寶元控制器的操控軟件功能豐富，1臺(tái)控制器最多可以連動(dòng)6臺(tái)機(jī)器，突破傳統(tǒng)1臺(tái)控制器只能對(duì)應(yīng)1臺(tái)機(jī)器的限制，若再搭配Ether CAT 通訊接口，不只可以實(shí)時(shí)控制多系統(tǒng)、多廠牌伺服馬達(dá)，還能提供各種擴(kuò)充模塊與周邊接口的實(shí)時(shí)控制，如：警報(bào)器、指示燈、傳感器、溫控模塊、馬達(dá)、視覺(jué)系統(tǒng)…等。
換句話說(shuō)，透過(guò)研華寶元1對(duì)多控制器與Ether CAT通訊接口，可以快速實(shí)現(xiàn)智能工廠全廠整合的目標(biāo)，尤其有些工廠面積大，生產(chǎn)線拉的很長(zhǎng)，不同站點(diǎn)因?yàn)榧庸こ绦虿灰粯?，使用不同的機(jī)器設(shè)備，此時(shí)若能統(tǒng)一使用研華寶元控制器，就不必再裝設(shè)一臺(tái)控制器，不僅節(jié)省成本、整合效果也更好，如：信息傳輸速度比較快、可以抓取更多數(shù)據(jù)。
結(jié)合專業(yè)應(yīng)用知識(shí) 打造客制化機(jī)器人控制器在制造工廠發(fā)展工業(yè)4.0過(guò)程中，除了一般機(jī)械加工設(shè)備外，機(jī)器手臂的應(yīng)用比重將會(huì)越來(lái)越高，研華寶元的機(jī)器人控制器不只具備上述三大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還結(jié)合產(chǎn)業(yè)專業(yè)知識(shí)滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
郭倫毓指出，不同應(yīng)用領(lǐng)域，需要機(jī)器人做的動(dòng)作、姿態(tài)也會(huì)不一樣，以焊接與食品加工這兩種生產(chǎn)程序?yàn)槔?，焊接工作容易有危險(xiǎn)，所以適合在機(jī)器手臂加裝傳感器避免危險(xiǎn)，然而食品加工機(jī)器人則非如此，它需要的可能是在加工過(guò)程中一并進(jìn)行污染或有毒物質(zhì)的檢驗(yàn)。
然而目前無(wú)論哪一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，幾乎都是使用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人，為了滿足這部份的市場(chǎng)需求缺口，研華寶元將產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相關(guān)的專業(yè)知識(shí)納入研發(fā)過(guò)程中，讓機(jī)器人控制器90%的功能一樣，剩余10%則結(jié)合產(chǎn)業(yè)應(yīng)用DomainKnow-how，導(dǎo)入該領(lǐng)域所需要的傳感器、軟件與芯片。
郭倫毓強(qiáng)調(diào)，研華寶元在15年前開(kāi)發(fā)控制器時(shí)就已經(jīng)朝多領(lǐng)域發(fā)展，橫跨不同精密制造加工設(shè)備，如今只是把這樣的管理應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)復(fù)制在機(jī)器人控制器研發(fā)上，所以能夠很清楚地知道哪些功能模塊可以共享、哪些要和該應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)翹楚合作。
總結(jié)來(lái)看，研華寶元控制器涵蓋多種不同機(jī)械設(shè)備，為智慧工廠的全廠整合立下良好基礎(chǔ)，再搭配自行開(kāi)發(fā)的軟硬件、Ether CAT 通訊接口設(shè)計(jì)，以及專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器人控制器，有效幫助工廠實(shí)現(xiàn)智能制造的目標(biāo)。
（轉(zhuǎn)載）
