EtherCAT总线在工业机器人上的应用

前言：EtherCAT是一项高性能、低成本、应用简易、拓扑灵活的工业以太网技术。2014年正式转化为中国推荐性国家标准，EtherCAT技术为中国制造业的转型升级高效、高品质、高端化提供了契机。

EtherCAT工业以太网总线，整个系统分成了两部分：主站和从站。其中，主站的作用是将以太网帧发送给各个从站，而从站的作用是对主站发送来的以太网数据帧进行处理，包括抽取数据和反过来插入数据帧。各个从站按顺序依次接收报文并处理后，把处理后的报文传输给下一个从站，末尾从站发回被完整处理过后的报文，以完成整个数据的传输反馈。

EtherCAT的特点：

性能优

EtherCAT实时以太网网络，1000个分布式I/O数据的刷新周期仅为30us，其中包括端子循环时间。通过一个以太网帧，可以交换高达1486字节的过程数据，几乎相当于12000个数字量I/O。而这一数据量的传输仅用300us。与100个伺服轴的通讯只需100us。而且整体的同步时钟，得到很好的校准，实现诸多从站，低于1us差异的同步。

其优异性能可以实现传统现场总线系统所无法实现的控制方法，通过总线可以形成超高速控制回路。以前需要本地专用硬件支持的功能，现在只要在软件中加以映射。巨大的带宽资源使状态数据与任何数据可并行传输。

EtherCAT的高速循环，可以在两个控制之间循环完成。因此，控制器总有可用的最新输入数据，输出编制的延迟最小。在无需增强本身计算能力的基础上，控制器的响应行为得到显著改善。

开放性

EtherCAT技术不仅与以太网完全兼容，而且还有特别的设计开放性特点：该协议可与其他提供各种服务的以太网协议并存，并且所有的协议都并存于同一物理介质中-通常只会对整个网络性能有很小程度的影响。标准的以太网设备可通过交换机端子连接至一个EtherCAT系统，该端子并不会影响循环时间。配备传统现场总线接口的设备可通过EtherCAT现场总线主站端子的连接集成到网络中。UDP协议变体允许被整合于任何插槽接口中。EtherCAT是一个完全开放式协议，它已被认定为一个正式IEC规范（IEC/PAS62407）。

EtherCAT总线在机器人领域方案

工业机器人包装领域的应用

随着国家制造业的转型及《中国制造2025》的全面实施，工业机器人行业的发展，传统的脉冲模式控制存在着很大程度上对机器人性能的制约，高速工业现场总线成为机器人主力发展方向，其更加可靠、高效的总线解决方案，且易于与现场其它设备组网，为实现自动化流水线及建立智能工厂提供了基础。

EtherCAT总线在工业机器人的应用，利用了以太网协议完成工业自动化的控制，满足了工业控制工程中的通信稳定、大数据量，低延时性等优势。此外，在其他行业，如半导体、压机、注塑、木材加工、自动化生产线等行业，EtherCAT都取得了广泛的应用。