隨著智能制造的迅猛發(fā)展，協(xié)作機器人（cobots）在工業(yè)自動化中的應用日益廣泛。為了應對更高的負載和速度要求，德州儀器 (TI) 與越疆科技攜手，基于 TI 的 C2000? 微控制器 (MCU) 功能安全芯片方案，加速了新一代大負載協(xié)作機器人 CR 30H 的開發(fā)進程。這款機器人不僅具備 30kg 高負載能力，還實現(xiàn)了 300°/s 的關節(jié)速度，樹立了行業(yè)效能與可靠性新標桿。

協(xié)作機器人的雙重挑戰(zhàn)：安全與性能

在工業(yè)應用場景中，協(xié)作機器人需符合嚴格的國際功能安全標準，如 ISO 13849，以確保人機協(xié)作環(huán)境的安全性。這不僅是國際規(guī)范的要求，也是越疆科技產(chǎn)品設計的核心考量。作為全球智能協(xié)作機械臂領域的領導者，越疆已在全球部署超過 9萬臺 機器人，為 80多家世界500強企業(yè) 提供服務，并率先推出全系列三年質保承諾。

越疆科技研發(fā)總監(jiān)姜宇表示：“我們引入國際標準 PPAP 和 FEMA 質量管理工具，從研發(fā)到制造的每一步都嚴格把控。選擇 TI 的 C2000? MCU 是因為其卓越的功能安全架構、MCU 層面的安全機制以及電驅動模塊的出色表現(xiàn)，這些特性幫助我們順利通過功能安全認證，并實現(xiàn)更緊湊的產(chǎn)品設計。”

TI C2000? 實時微控制器助力創(chuàng)新落地

在 CR 30H 的開發(fā)中，越疆選擇了 TI 的 TMS320F28P65x 系列 MCU，這是一款專為高效實時控制電力電子應用設計的中級性能 C2000? 實時微控制器。該系列 MCU 集成了高精度感應、先進驅動功能、系統(tǒng)靈活性與保護、實時連接能力以及功能安全與信息安全特性，為機器人電機控制提供了堅實基礎。

緊湊耐用設計

F28P65x MCU 采用新型超小型 9mm × 9mm、169-BGA 封裝，并集成了 EtherCAT 接口，最高可在 125°C 下運行，為系統(tǒng)設計預留了更大的溫升空間。這種緊湊設計使得關節(jié)驅動與控制模塊能夠在同一印制電路板 (PCB) 上集成，顯著提升了整體設計的緊湊化程度。

簡化功能安全系統(tǒng)認證

憑借 TI 的功能安全合規(guī)型傳感器和處理器，CR 30H 能夠高效滿足國際認證要求，實現(xiàn)安全且經(jīng)濟的解決方案。TI 提供豐富的文檔資源和技術支持，包括功能安全時基故障 (FIT) 率、失效模式影響和診斷分析 (FMEDA)、安全證書及軟件診斷庫，極大地簡化了認證流程。

強化實時控制性能

在復雜的協(xié)作機器人實時控制系統(tǒng)中，超高性能計算和高效數(shù)據(jù)處理至關重要。TI 的 控制律加速器 (CLA) 能夠與 C28x 中央處理器 (CPU) 協(xié)同工作，顯著提升 MCU 運算效率，為復雜控制任務提供強大算力支撐：

并行計算性能：CLA 與主 CPU 協(xié)作執(zhí)行任務，實現(xiàn)類似雙核的高效運算能力，有效分配計算任務，降低系統(tǒng)復雜度和額外信號處理器 (DSP) 成本。

高速數(shù)學運算：支持 32 位浮點處理及單周期浮點乘法、并行加減和平方根反比計算，幫助縮短電流環(huán)計算時間至 1.5 μs，實現(xiàn) 32 kHz 更新周期，顯著提升電機響應速度和運動精度。

低中斷延遲：采用低延遲架構，以任務為導向而非中斷驅動，避免上下文切換開銷。在 CLA 上運行的任務可無中斷執(zhí)行至完成，顯著縮短采樣到輸出的延遲。

優(yōu)化伺服驅動：使用 TI 全新的 Δ-Σ 調制器，實現(xiàn)出色的電壓與電流信號檢測。結合 CLA，可實現(xiàn)極低延遲的實時采樣與控制，提升伺服驅動效率與穩(wěn)定性。

獨立 ADC 通道：每個 ADC 通道均配備獨立寄存器，避免資源競爭，進一步增強實時采樣精度和控制可靠性。

推動研發(fā)快速落地

越疆團隊通過高效的內部跨部門協(xié)同機制，全面覆蓋設計、工程、生產(chǎn)、質量及采購等關鍵環(huán)節(jié)，展現(xiàn)出卓越的自主研發(fā)與整合能力。在 CR 30H 的開發(fā)過程中，越疆團隊與 TI 技術支持團隊無縫協(xié)作，僅用半年時間便完成了從器件選型到產(chǎn)品發(fā)布的全流程，大幅縮短了研發(fā)周期，彰顯了越疆在機器人核心控制領域的技術執(zhí)行力與創(chuàng)新速度。

面對機器人技術的飛速發(fā)展，TI 將繼續(xù)以模擬與嵌入式處理創(chuàng)新為核心，依托越疆在機器人領域的深厚技術積累，共同打造更高性能、更低功耗、更具擴展性的先進控制方案。雙方的合作將進一步加速協(xié)作機器人的迭代升級，賦能智能制造邁向新的高度。

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