诚达工业：无线IO-Link机器人/协作机器人解决方案

目前中国是全球最大的工业机器人市场，市场需求持续增长，工业机器人在汽车制造、电子制造、机械加工等传统行业中得到广泛的应用。机械臂在现代工厂中发挥着关键作用，能够以更加精确、快速和高效的方式执行以前需要手动完成的复杂操作。

机械臂可以自行行动（机器人），也可以与人类操作员一起在协作环境中行动（协作机器人）。但无论是组装任务、拾取和投放，还是处理危险材料，机器人和协作机器人都需要在其机械臂末端安装传感器和执行器，即我们通常所说的“末端执行器”。末端执行器的种类多样，如夹具、吸盘、钳子等，根据具体任务的要求选择适应的末端执行器。

要想让机器人和协作机器人具有灵活性，需要克服以下困难：

1、监控和控制的自由

对于末端执行器的操作，除了电源之外，实现自动化还需要控制和监测的连接性。 然而，机器人技术的关键要求是运动、旋转和弯曲的自由度和灵活性。这意味着，末端执行器的电缆，必须得设计成不会限制机械臂的实际操作。这对于许多设计来说是一项具有挑战性的任务，也是连接性和灵活性之间的一项重要工程权衡。

2、模块化

机器人和协作机器人通常被设计成为一个平台，其中运动、旋转和弯曲是关键功能。因此，用于提升或抓取的机械臂与用于焊接或拧螺丝的机器人具有相同的机械结构。唯一的区别在于后期根据制造工厂的事迹部署和自动化任务来选择的末端执行器。末端执行器制造商通常与机器人制造商是不同的企业，需要独立的通信渠道。此外，高级应用可能需要部署多个传感器和执行器，这就需要不同的带宽和连接规格。

3、改造与协作

在机械臂末端安装特定或额外末端执行器的一种解决方案是：通过外部布线来使用安装配件。虽然此类解决方案可以解决连接性和模块化的限制，但成本高且繁琐，还会对机器人的运动和功能造成了额外的限制。对于人与机械臂连接的协作机器人来说，外部布线构成了更大的障碍，增加了协作的复杂性。

诚达工业：无线IO-Link解决方案

由于机械臂末端执行器方面的使用限制，许多应用都需要无线通信连接。无线连接使设计和外形更具吸引力，并且无需考虑电缆，可实现连续旋转、更大的操作范围以及传感器和执行器的模块化部署等功能。 它还降低了部署成本、维护成本（由于电缆磨损），减少意外停机的情况。

传统的无线技术并不适合机器人和协作机器人提出的工业操作要求。在工业自动化中操作执行器和监控传感器需要非常低的延迟和响应时间，以及高可靠性和抗干扰性。Wi-Fi、蓝牙和 Zigbee 等技术对于此类应用来说，既不可靠，速度又不够快。

无线IO-Link，是专为工业应用设计的电缆级可靠性的无线通信技术

与专为 IT（信息技术）和一般连接设计的传统无线技术不同，无线IO-Link是为工业 OT（操作技术）和工厂自动化应用（机器人技术）而设计的，无线IO-Link符合IO-Link IEC 61131-9标准，具备电缆级可靠性与确定性，可与其他网络（有线和无线）共存，不受工业环境的影响。同时无线IO-Link可确保5毫秒低延迟操作自动化。通过内置的抗噪功能，它的数据包错误率极低，达到10-9，比其他无线系统可靠 6 个数量级（一百万倍）。因此，无线IO-Link能够使机器人和协作机器人末端执行器的无线连接成为现实，就像有线通信一样可靠，同时又不受束缚。

1、部署架构

为了实现这一解决方案，TigoAir SOM（模块系统）集成在机械臂末端，通过无线 IO-Link 连接到末端执行器。它可无线连接到主站，最多可控制 16 台设备。

TigoMaster（无线IO-Link主站）可以安装在机器人上，也可以安装在生产线的控制箱中，它可以控制多个机器人的末端执行器。 无线IO-Link主站通过工业以太网协议（例如以太网/IP、EtherCAT、Profinet 或 OPC-UA）与自动化 PLC 进行实时数据传输和控制，在工业以太网中并行，还可以通过 MQTT 和 OPC-UA 等协议，将监控数据发送到IIoT平台。

2、应用领域

TigoAir SOM （嵌入式模块系统）

TigoAir SOM （嵌入式模块系统）已被领先的末端执行器供应商采用。其中一种设计是用于模块化部署的机械臂末端支架，目前可支持顶级制造商生产的各种型号的真空泵和夹具。配备这种无线IO-Link支架的机械臂平台可以完全独立于布线，并根据需要配备所需的执行器。因此，它可以像有线连接一样执行所有要求的任务，并且不受电缆的限制。

TigoBridge网桥

其他末端执行器可作为改装件安装在任何机器人/协作机器人平台上。网桥可以将任何 IO-Link 设备无缝地转变为无线 IO-Link 设备，无需专门设计，也不用事先集成。网桥是带 IP67 防护等级外壳的独立装置，开箱即用，无需集成，也可以作为SOM供设备制造商快速、低成本地集成到现有设备中。