مع تطور الأتمتة الصناعية، يتزايد استخدام الروبوتات في خطوط الإنتاج. لتحقيق تحكم فعال ودقيق في الحركة، يجب أن تكون حركة الروبوتات متعددة المحاور قادرة على تحقيق التشغيل المتزامن، مما يُحسّن دقة حركتها واستقرارها، ويرفع كفاءة تشغيل خط الإنتاج. وفي الوقت نفسه، يُوفر هذا أساسًا للعمل التعاوني والتحكم التشاركي للروبوتات، بحيث تتمكن روبوتات متعددة من تنسيق حركتها في الوقت نفسه لإنجاز مهام أكثر تعقيدًا. يوفر بروتوكول إيثرنت الحتمي الفوري القائم على EtherCAT حلاً عمليًا.
EtherCAT هو بروتوكول اتصالات إيثرنت صناعي عالي الأداء وفي الوقت الفعلي، يُمكّن من نقل البيانات بسرعة والتشغيل المتزامن بين عدة عقد. في نظام التحكم في الحركة متعدد المحاور للروبوتات، يُمكن استخدام بروتوكول EtherCAT لنقل الأوامر والقيم المرجعية بين عقد التحكم وضمان مزامنتها مع ساعة مشتركة، مما يُمكّن نظام التحكم في الحركة متعدد المحاور من تحقيق التشغيل المتزامن. لهذه المزامنة جانبان: أولاً، يجب مزامنة نقل الأوامر والقيم المرجعية بين كل عقدة تحكم مع ساعة مشتركة؛ ثانياً، يجب مزامنة تنفيذ خوارزميات التحكم ووظائف التغذية الراجعة مع الساعة نفسها. لقد تم فهم طريقة المزامنة الأولى جيدًا وأصبحت جزءًا لا يتجزأ من وحدات تحكم الشبكة. ومع ذلك، تم تجاهل طريقة المزامنة الثانية في الماضي، وأصبحت الآن تُشكل عقبة أمام أداء التحكم في الحركة.
على وجه التحديد، تتضمن طريقة التحكم في الحركة المتزامنة متعددة المحاور للروبوت المستندة إلى EtherCAT جانبين رئيسيين للمزامنة: مزامنة إرسال الأوامر وقيم المرجع، ومزامنة تنفيذ خوارزميات التحكم ووظائف التغذية الراجعة.
فيما يتعلق بمزامنة نقل الأوامر والقيم المرجعية، ترسل عقد التحكم الأوامر والقيم المرجعية عبر شبكة EtherCAT. يجب مزامنة هذه الأوامر والقيم المرجعية تحت تحكم ساعة مشتركة لضمان تحكم كل عقدة في الحركة في نفس الوقت. يوفر بروتوكول EtherCAT آلية نقل ومزامنة عالية السرعة للبيانات لضمان دقة عالية ونقل فوري للأوامر والقيم المرجعية.
في الوقت نفسه، فيما يتعلق بمزامنة تنفيذ خوارزميات التحكم ووظائف التغذية الراجعة، يجب أن تُنفِّذ كل عقدة تحكم خوارزمية التحكم ووظيفة التغذية الراجعة وفقًا لنفس التوقيت. هذا يضمن أن تُنفِّذ كل عقدة عملياتها في نفس اللحظة، مما يُحقِّق التحكم المتزامن للحركة متعددة المحاور. يجب دعم هذه المزامنة على مستوى الأجهزة والبرمجيات لضمان دقة عالية في تنفيذ عقد التحكم وتزامنها.
باختصار، تُحقق طريقة التحكم المتزامن متعدد المحاور في حركة الروبوتات، القائمة على EtherCAT، مزامنة إرسال الأوامر والقيم المرجعية، ومزامنة تنفيذ خوارزميات التحكم ووظائف التغذية الراجعة، وذلك من خلال دعم بروتوكول إيثرنت الحتمي في الوقت الفعلي. تُوفر هذه الطريقة حلاً موثوقًا للتحكم في حركة الروبوتات متعدد المحاور، وتُتيح فرصًا وتحديات جديدة لتطوير الأتمتة الصناعية.
وقت النشر: ٢٠ فبراير ٢٠٢٥
