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某头部工业自动化集成商亟需一款核心产品,以驱动其下一代 “拾放” 机械臂的迭代升级。
作为一家服务于多行业、客户群体广泛的成熟系统集成商,该公司对核心控制器提出了严苛的双重要求:其一,体积小巧、能效极高,必须能无缝集成进机械臂内部壳体,不占用额外空间;其二,I/O 接口完备、通信能力强,需支持多种串行通信协议,足以可靠传输控制指令并直接驱动伺服电机与夹爪执行器。
得益于过往自动化项目中使用 UP 4000 开发板所积累的优良体验,这家公司主动联系研扬科技(AAEON),探讨其新一代单板平台在该项目中的适配可行性。

需求:一张信用卡大小、全能适配的平台

客户的机械臂用于产线上高精度的物料拾放作业,需通过单张图像完成微小零部件的识别与定位。要实现这一功能,多个外设必须同步协同工作,因此所选用的嵌入式控制器需要具备丰富且兼容的接口资源。同时,处理器需具备足够性能,可同时运行多任务,且不会产生过高功耗与多余热量。

该机械臂本身设计紧凑,便于融入现有产线布局。客户面临的另一大挑战是:寻找一款体积足够小巧的嵌入式平台,能够装入空间受限的机壳内,同时不牺牲对功能至关重要的各类接口。

研扬优选方案:UP 710S

经过多方选型对比,客户最终确定研扬科技 UP 710S为理想平台。这款信用卡大小的开发板搭载低功耗英特尔 ® N 系列嵌入式处理器,并搭配分段式、软排线式工业级 I/O 接口。
这些特性结合在一起,让 UP 710S 不仅完美解决了客户面临的各项挑战,更显著提升了该公司现有拾放解决方案的整体性能。

紧凑纤薄机身设计

UP 710S 尺寸仅 85mm × 56mm,可完美隐藏式部署在空间极为有限的机械臂机壳内。此外,该主板采用CPU 与 I/O 同侧布局,整体厚度进一步缩减 10mm,在如此紧凑的机壳内也能保证充足的散热气流,成为极具吸引力的设计亮点。

高分辨率相机支持

为拍摄零部件图像以实现分拣,客户通过 UP 710S 的3 个 USB Type-A 接口接入工业相机,为单帧零部件检测提供了必需的高分辨率图像数据。主板搭载的 USB 3.2 Gen 2 高速接口可提供高带宽传输,有效降低数据延迟。

英特尔 ® N97 处理器

UP 710S 搭载的英特尔 ® N97 处理器拥有四核,单核最高主频可达 3.60GHz,功耗仅 12W。这既满足了客户对高能效的需求,又能轻松完成运动轨迹运算等计算任务。同时,平台片上热监测技术为主板提供了专用温控功能,可智能调节温度与功耗。

加速视觉处理

英特尔 ® N97 处理器支持 OpenCL 并行计算,可将图像处理任务从 CPU 卸载至集成的 Intel® UHD Graphics GPU 执行。其 24 个执行单元能够并行完成零件识别、卷积运算、特征提取等操作,大幅加快机械臂相机所采集图像的单帧分析速度,同时有效降低 CPU 负载。

灵活通用 I/O,实现精准控制

UP 710S 的 I/O 配置包含专用软排线连接器,支持多种串行通信信号,可直接用于机械臂控制。在控制功能上,其 8 针软排接口提供两路 PWM 信号输出;同时,板载 GPIO 引脚用于连接外设并触发安全保护机制。

主板配备的网口与 RS-232/422/485 插针,可分别实现与工厂网络及传统设备的通信。因此,该方案无需额外硬件即可部署于各类产线,并能顺畅对接 PLC、HMI 及专用工业控制器。

应用架构

核心亮点总结

通过与研扬科技合作,该客户仅用三个月便将这款紧凑、可灵活部署的机械臂推向市场。由于双方已有合作基础,研扬 UP 团队熟悉客户产品体系,能够从多方面提供深度开发支持。

其一,研扬团队充分掌握客户机械臂系列所用执行器、传感器及控制电路的接线配置,加之 UP 主板外形规格早已验证可适配机械臂壳体,大幅缩短了产品兼容性评估周期。

其二,作为英特尔 ® 精英合作伙伴,研扬可为客户精准推荐最适配该应用的处理器方案。最终,客户机械臂充分发挥英特尔 ® N97 处理器的高能效优势,并将视觉处理任务卸载至集成英特尔 ® UHD 显卡执行,实现了性能与功耗的最佳平衡。

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