Styrelektronik för robotik och autonoma maskiner
Motorstyrning, sensorer, säkerhetshårdvara och realtidsfirmware, konstruerade och tillverkade som ett system i Vasa.
Kort sagt: Comtec Labs konstruerar och tillverkar styrelektronik för robotar och autonoma maskiner i Vasa: motordrivningar, ström- och positionsmätning, gränssnitt för sensorer och kameror, säkerhetskretsar, kraftfördelning och den inbyggda styrfirmwaren. Säkerhetshårdvaran konstrueras för målnivån för prestanda tillsammans med er säkerhetsingenjör, och samma team tar korten från prototyp och bänktest på era motorer till serieproduktion.
För vem tjänsten passar
Tjänsten är till för företag som bygger maskiner som rör sig, känner av och fattar beslut, och som vill ha elektronik och firmware utvecklade och tillverkade av en partner. Bland våra robotikkunder finns marina företag, tillverkare av mobila arbetsmaskiner och industriautomationsföretag. Typiska tillämpningar är:
- industriautomation och robotarmar
- autonoma mobila robotar (AMR) samt logistik- och lagerautomation
- UAV- och drönarsystem
- inspektions- och underhållsrobotar i krävande miljöer
Så går ett projekt för robotelektronik till
- Krav. Vi utgår från mekaniken, motorerna, driftcykeln och maskinens riskbedömning, så att elektroniken dimensioneras för den verkliga lasten.
- Arkitektur. Systemet delas upp i block för motordrivning, sensorer, säkerhet och beräkning, och vi bestämmer vad som hamnar på ett kort och vad som fördelas över en CAN- eller EtherCAT-buss.
- Prototyp och firmware. Vi konstruerar och bygger prototypkortet tillsammans med styrfirmwaren: motorstyrning, rörelseprofiler, busskommunikation och säkerhetsövervakning.
- Bänktest på era motorer. Korten testas med de verkliga motorerna och lasterna, inte bara med ett labbaggregat.
- EMC-förtestning. Emission och immunitet kontrolleras internt före den formella provningen hos ett ackrediterat laboratorium.
- Pilot och serie. Pilotserie och serieproduktion i Vasa, med programmering och funktionstest på produktionslinjen.
Vad styrelektroniken omfattar
Styrelektronik för robotar kombinerar sex block på ett eller några få kort. Tabellen visar typiska val i varje block; de rätta valen följer av vridmoment, hastighet, säkerhetsnivå och antal axlar.
| Block | Typiska val |
|---|---|
| Motordrivning | Gatedrivare och MOSFET-bryggor på en 24–48 V buss, fältorienterad styrning av BLDC och PMSM, steg- och servomotorer |
| Sensorer | Strömmätning med shunt eller Hall-givare, magnetiska eller optiska pulsgivare, IMU |
| Säkerhet | Säker momentfrånkoppling (STO), tvåkanaligt nödstopp, redundant övervakning, bromsstyrning |
| Gränssnitt | CAN och CANopen, EtherCAT, Ethernet, RS-485, MIPI CSI-2-kameror, USB |
| Kraft | Förladdning av bussen, back- och överspänningsskydd, hantering av återmatad energi, isolerad logikmatning |
| Beräkning och firmware | Cortex-M för reglerslingor, Cortex-A eller NPU för perception, RTOS eller inbyggd Linux |
Vårt firmwarearbete omfattar ARM Cortex-M från STM32, NXP, Nordic och Espressif, bare metal eller med FreeRTOS eller Zephyr, samt inbyggd Linux på Cortex-A- och i.MX-processorer.
Ledtider
Ett nytt robotikprojekt kan börja med en konceptstudie till fast pris på en till tre veckor under sekretessavtal, som ger arkitektur, huvudrisker, utvecklingsestimat och en prognos för styckkostnaden. Med en beskrivning av maskinen på en sida får ni en etappplan, en utvecklingsoffert och en styckkostnadsprognos inom två veckor. Utveckling till en verifierad prototyp tar normalt tre till sex månader, beroende på antal axlar, säkerhetsnivå och hur mycket firmware som behövs.
När konstruktionen är frisläppt och alla komponenter finns på plats monteras prototypkort på 3–5 arbetsdagar, småserier på upp till 500 kort på 1–2 veckor och större serier på 2–3 veckor.
Utveckling, test och produktion
Utveckling och produktion finns på samma plats i Vasa. Prototypkort bänktestas på de verkliga motorerna före frisläppning, och EMC-förtestning görs internt, så att problem hittas före den formella provningen hos ett ackrediterat laboratorium. Vi bygger testfixturer och testmjukvara för produktionen själva, enheterna programmeras på produktionslinjen och varje seriekort går igenom funktionstest i linjen. Monteringen sker i en ESD-skyddad miljö med AOI på varje kort.
Se hela maskinparken, kapaciteten och ledtiderna
Säkerhet, kvalitet och standarder
- Säkerhetsrelaterad hårdvara konstrueras för målnivån för prestanda tillsammans med er säkerhetsingenjör och dokumenteras för maskinens tekniska fil.
- Certifieringen av maskinen görs av er, med ett anmält organ där det krävs.
- Korten byggs enligt IPC-A-610 klass 2 som standard eller klass 3 på begäran, med AOI på varje kort och testresultat sparade per kort.
- Formella EMC- och säkerhetsprov utförs av ackrediterade laboratorier, efter intern förtestning.
- Ni äger scheman, layout, firmwarens källkod och dokumentation, utan licensavgifter.
Säkerhet är en hårdvaruarkitektur
Inom robotik kan säkerheten inte läggas till i firmwaren i efterhand. En säker momentfrånkoppling som bryter gatedrivningens matning oberoende av huvudstyrningen, tvåkanaliga nödstoppsingångar, korsövervakning mellan två styrenheter och ett definierat säkert tillstånd vid uppstart och fel är alla beslut i schemat. Den nivå som krävs, PL c till e enligt ISO 13849-1 eller SIL 2 till 3 enligt IEC 62061, följer av maskinens riskbedömning, och elektroniken måste sedan visa att den uppnås. Därför tar vi in säkerhetsingenjören redan i arkitekturskedet och inte efter den första prototypen.
Vanliga frågor
Utvecklar ni även styrfirmwaren?
Ja. Vi skriver den fältorienterade motorstyrningen, rörelseprofiler, busskommunikation, säkerhetsövervakning och produktionens testfirmware tillsammans med hårdvaran.
Kan ett kort driva flera motorer?
Ja. Fleraxliga kort med två till sex drivsteg är vanliga. Därutöver skalar drivenheter per axel på en CAN- eller EtherCAT-buss oftast bättre och håller effekt och värme fördelade.
Kan ni hjälpa till med säkerhetscertifieringen?
Vi konstruerar den säkerhetsrelaterade hårdvaran för målnivån för prestanda tillsammans med er säkerhetsingenjör och levererar dokumentationen. Certifieringen av maskinen görs av er, med ett anmält organ där det krävs.
Vilken bussspänning ska en mobil robot ha?
24 V passar små plattformar med enkel säkerhetslösning. 48 V ger mer effekt med lägre ström, lättare kablage och lägre förluster och ligger ändå under gränsen 60 V DC för klenspänning.
Kan ni lägga till kameror och AI-baserad perception?
Ja. Kameror ansluts via MIPI CSI-2, USB eller Ethernet, och perceptionen körs på en applikationsprocessor med neural processorenhet, åtskild från realtidsreglerslingorna.
Läs mer i bloggen
- Vad ingår i styrelektronik för robotik? Motorstyrning, sensorer, säkerhet och firmware
- Nordisk partner för PCB-montering inom automation och robotik
- Så väljer du mikrokontroller eller SoC för en industriell enhet: ett urvalsramverk
- Hur utvecklas firmware för en integrerad enhet? Samdesign av hårdvara och mjukvara
- När är edge AI rätt på en inbyggd enhet och vilken hårdvara krävs?
Relaterade tjänster
- Industriell AI och prediktivt underhåll
- Kretskortsdesign
- Kretskortsprototyper
- Testning av kretskort
- Serieproduktion av kretskort
Diskutera styrelektronik för er robot
Beskriv maskinen, motorerna och axlarna, den säkerhetsnivå som krävs och förväntade volymer. Ni får en etappplan, en utvecklingsoffert och en styckkostnadsprognos, med en namngiven ingenjör som kontakt.
