ARMxy边缘控制器与IGH EtherCAT主站打造高性能六轴/七轴工业机器人控制器
以ARMxy边缘控制器与IGH EtherCAT主站打造高性能六轴/七轴工业机器人控制器
在工业自动化迈向智能化与柔性化的今天，工业机器人作为核心执行单元，其控制器的性能、实时性与可靠性直接决定了整个制造系统的水平。传统的基于PC或专用控制器的方案，常面临成本高、体积大、灵活性不足等挑战。本文将介绍一种基于ARMxy BL370边缘控制器与IGH EtherCAT主站的高性能、高灵活性工业机器人控制器解决方案。
一、应用场景概述
六轴/七轴工业机器人广泛应用于焊接、搬运、喷涂、装配等复杂工艺场景。这类机器人要求控制系统能够同时精确、同步地控制多个伺服轴，实现末端执行器在三维空间中的平滑、精准轨迹运动。这不仅需要强大的实时计算能力来处理运动学正逆解、轨迹规划和插补算法，更需要一个超低延迟、高同步精度的实时通信网络来连接各个关节的伺服驱动器。ARMxy边缘控制器与IGH EtherCAT主站的组合，正是为此类高性能运动控制需求而生的理想解决方案。
二、行业痛点
实时性与同步性不足： 传统总线或早期以太网方案通信周期长、抖动大，导致多轴运动不同步，影响加工精度与表面质量。
系统集成度低、成本高： 采用工控机+运动控制卡的模式，系统复杂、体积庞大、硬件成本高昂，且布线繁琐。
灵活性差： I/O接口固定，难以适应不同工艺（如需要额外模拟量或数字量I/O控制焊机、抓手等）的需求，定制化开发周期长。
智能化水平有限： 传统控制器缺乏AI算力，难以集成视觉识别、力觉感知与自适应控制等先进AI功能。
开发与维护复杂： 底层驱动、实时系统与EtherCAT主站的配置门槛高，远程运维困难。
三、ARMxy边缘控制器的主要性能与IGH EtherCAT的优点
ARMxy BL370边缘控制器是一款工业级设计的AI边缘控制器，其核心优势在于：
强大的核心性能与AI能力： 基于瑞芯微高性能处理器，可灵活选择从双核Cortex-A7到四核Cortex-A53，乃至8核Cortex-A76并集成高达6TOPS AI算力的SoM模块。这为机器人不仅提供了强大的实时运动计算能力，更为集成机器视觉（如工件识别、缺陷检测）、力控算法等AI应用提供了可能。
工业级可靠性： 宽温设计（-40℃至85℃），通过严格的电磁兼容性与环境适应性测试，确保在恶劣的工业现场稳定运行。DIN35导轨安装，结构坚固。
极致的实时性： 原生支持 Linux-RT（实时Linux）内核，为IGH EtherCAT主站提供了微秒级的硬实时环境，确保通信周期的确定性与超低抖动。
灵活的I/O扩展： 提供可选的X系列与Y系列IO板，可灵活配置RS485、CAN、DI、DO、AI、AO等丰富接口，轻松连接焊机、气动元件、传感器等外围设备，实现高度集成化控制。
结合IGH EtherCAT主站，该方案展现出卓越优势：
纳秒级同步精度： EtherCAT的分布式时钟（DC） 机制，使得六个关节伺服驱动器能够实现纳秒级的同步，让机器人各轴如同一个大脑在指挥，运动轨迹平滑精准。
极高的数据刷新率： 通信周期可轻松达到1ms甚至更低，确保系统对指令的响应速度和控制精度，满足高速高精应用需求。
简化的系统架构： 无需昂贵的交换机，使用标准网线即可构建高速控制网络，大幅降低系统成本和布线复杂度。
配套软件工具链，赋能开发与运维：
BLIoTLink： 内嵌的工业协议转换软件，可轻松实现机器人与上位机PLC、SCADA系统或物联网云平台（如MQTT）的数据交互，实现设备数据上云与远程监控。
BLRAT： 远程访问工具，使工程师能够随时随地安全地访问位于工厂现场的机器人控制器，进行程序更新、参数调试与故障诊断，极大提升运维效率。
QuickConfig： 快速配置工具，可简化网络参数、从站配置等初始化工作，降低现场调试人员的操作门槛，实现“开箱即用”。
四、选型建议以及I/O选择
对于六轴/七轴工业机器人控制器，推荐如下选型配置：
主控制器型号： BL372B。该型号提供3个以太网口，可将其中一个专用作EtherCAT主站网络，另一个用于与上层网络通信，第三个可作为冗余或连接视觉系统，布局最为合理。同时它具备1个X系列IO板槽和2个Y系列IO板槽，扩展能力最强。
SOM核心板： SOM372（RK3562J, 4xA53@1.8GHz, 32GB eMMC, 4GB RAM）。该配置提供充足的算力和存储，流畅运行复杂的机器人控制系统。若需集成高级AI视觉功能，可升级至更高性能的8核AI SoM。
X系列IO板： 推荐 X24 或 X25。提供3路RS485/1路CAN或2路RS485/2路CAN，以及4DI/4DO。RS485可用于连接伺服驱动器（如果支持串口模式）或远程IO模块，CAN总线可用于连接机器人本体的安全控制器或特定传感器。
Y系列IO板：
Y1槽： 可选 Y95/Y96（4路PWM输出+4路脉冲计数），可用于控制不支持EtherCAT的步进电机或作为辅助编码器接口。
Y2槽： 可选 Y24（4路继电器输出），用于控制机器人末端的电磁阀、吸盘或工具电源等。
五、结论与建议
将ARMxy BL370边缘控制器与IGH EtherCAT主站相结合，构建的六轴/七轴工业机器人控制器方案，成功地将高性能计算、硬实时通信、灵活I/O扩展与工业级可靠性融为一体。它不仅解决了传统方案在实时性、成本和灵活性上的痛点，更通过内置的AI算力和强大的软件工具链，为机器人的智能化升级和便捷化运维打开了新的空间。
建议： 对于机器人制造商和系统集成商而言，采用此平台化方案，可以大幅缩短开发周期，降低硬件成本，并打造出更具市场竞争力的高性能、智能化机器人产品。我们强烈建议在项目前期进行原型测试，以充分体验其在具体应用中的卓越性能。
