EtherCAT總線在工業機器人上的應用

前言：EtherCAT是一項高性能、低成本、應用簡易、拓撲靈活的工業以太網技術。2014年正式轉化為中國推薦性國家標準，EtherCAT技術為中國制造業的轉型升級高效、高品質、高端化提供了契機。

EtherCAT工業以太網總線，整個系統分成了兩部分：主站和從站。其中，主站的作用是將以太網幀發送給各個從站，而從站的作用是對主站發送來的以太網數據幀進行處理，包括抽取數據和反過來插入數據幀。各個從站按順序依次接收報文并處理后，把處理后的報文傳輸給下一個從站，末尾從站發回被完整處理過后的報文，以完成整個數據的傳輸反饋。

EtherCAT的特點：

性能優

EtherCAT實時以太網網絡，1000個分布式I/O數據的刷新周期僅為30us，其中包括端子循環時間。通過一個以太網幀，可以交換高達1486字節的過程數據，幾乎相當于12000個數字量I/O。而這一數據量的傳輸僅用300us。與100個伺服軸的通訊只需100us。而且整體的同步時鐘，得到很好的校準，實現諸多從站，低于1us差異的同步。

其優異性能可以實現傳統現場總線系統所無法實現的控制方法，通過總線可以形成超高速控制回路。以前需要本地專用硬件支持的功能，現在只要在軟件中加以映射。巨大的帶寬資源使狀態數據與任何數據可并行傳輸。

EtherCAT的高速循環，可以在兩個控制之間循環完成。因此，控制器總有可用的最新輸入數據，輸出編制的延遲最小。在無需增強本身計算能力的基礎上，控制器的響應行為得到顯著改善。

開放性

EtherCAT技術不僅與以太網完全兼容，而且還有特別的設計開放性特點：該協議可與其他提供各種服務的以太網協議并存，并且所有的協議都并存于同一物理介質中-通常只會對整個網絡性能有很小程度的影響。標準的以太網設備可通過交換機端子連接至一個EtherCAT系統，該端子并不會影響循環時間。配備傳統現場總線接口的設備可通過EtherCAT現場總線主站端子的連接集成到網絡中。UDP協議變體允許被整合于任何插槽接口中。EtherCAT是一個完全開放式協議，它已被認定為一個正式IEC規范（IEC/PAS62407）。

EtherCAT總線在機器人領域方案

工業機器人包裝領域的應用

隨著國家制造業的轉型及《中國制造2025》的全面實施，工業機器人行業的發展，傳統的脈沖模式控制存在著很大程度上對機器人性能的制約，高速工業現場總線成為機器人主力發展方向，其更加可靠、高效的總線解決方案，且易于與現場其它設備組網，為實現自動化流水線及建立智能工廠提供了基礎。

EtherCAT總線在工業機器人的應用，利用了以太網協議完成工業自動化的控制，滿足了工業控制工程中的通信穩定、大數據量，低延時性等優勢。此外，在其他行業，如半導體、壓機、注塑、木材加工、自動化生產線等行業，EtherCAT都取得了廣泛的應用。