從芯片到系統(tǒng),ADI用系統(tǒng)化方案重塑工業(yè)自動(dòng)化
在工業(yè)4.0與具身智能快速發(fā)展的背景下,工控現(xiàn)場(chǎng)的需求正在發(fā)生變化:不再單純追求單一器件的性能突破,而是更看重整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同效率。如何在保證精度與可靠性的前提下,實(shí)現(xiàn)模塊化部署、縮短開(kāi)發(fā)周期并打通工程鏈路,是芯片廠(chǎng)商向系統(tǒng)級(jí)方案商轉(zhuǎn)型時(shí)必須面對(duì)的問(wèn)題。
在2026慕尼黑上海電子展上,ADI展出了一系列面向機(jī)器人感知、運(yùn)動(dòng)控制與工業(yè)互聯(lián)的新品與方案。工控網(wǎng)在現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察到,ADI的展示重點(diǎn)已從單純的芯片參數(shù),轉(zhuǎn)向了針對(duì)具體場(chǎng)景的解決方案,顯示出其戰(zhàn)略重心正在向“現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用”傾斜。
解決斷電丟位的痛點(diǎn):位置傳感與驅(qū)動(dòng)
在機(jī)器人和高精度運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)景中,傳統(tǒng)傳感器常面臨精度不足、斷電后位置丟失等問(wèn)題。ADI此次展出的ADMT4000角度及多圈位置編碼器,正是針對(duì)這些實(shí)際難題開(kāi)發(fā)的。

據(jù)ADI中國(guó)區(qū)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理張一峰介紹,ADMT4000結(jié)合了GMR磁阻傳感器與MR角度傳感器,將角度檢測(cè)精度提升至0.25°。其核心優(yōu)勢(shì)在于利用電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)了“斷電記憶”功能。無(wú)需電池或備用電源,僅靠磁場(chǎng)變化觸發(fā)寄存器寫(xiě)入,即可記錄最多46圈的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。這意味著機(jī)器人在意外斷電后重啟,無(wú)需重新標(biāo)定即可恢復(fù)精確位置。經(jīng)過(guò)一年多的推廣,該產(chǎn)品已進(jìn)入多家客戶(hù)的設(shè)計(jì)階段;新推出的5x5mm小封裝版本,更是專(zhuān)門(mén)適配了空間緊湊的繩驅(qū)靈巧手。
在驅(qū)動(dòng)端,針對(duì)被稱(chēng)為“人形機(jī)器人核心難點(diǎn)”的靈巧手,ADI推出了TMC6460單芯片驅(qū)動(dòng)方案。這顆尺寸僅57mm的芯片集成了MOSFET驅(qū)動(dòng)、LDO及控制邏輯,支持SPI菊花鏈通信,帶寬達(dá)200kHz。張一峰提到,該芯片內(nèi)置的硬件FOC算法降低了對(duì)工程師經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài),有助于縮短手部控制的開(kāi)發(fā)周期。配合面向大關(guān)節(jié)的TMC9660,ADI形成了從指尖到關(guān)節(jié)的完整驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品線(xiàn)。這種將步進(jìn)電機(jī)控制、功率模塊和算法集成于單一芯片的思路,有助于簡(jiǎn)化機(jī)器人關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

多維觸覺(jué)感知:補(bǔ)齊操作短板
觸覺(jué)感知能力不足,一直是限制機(jī)器人精細(xì)化操作的瓶頸。ADI展示的AI靈巧手皮膚感知系統(tǒng),集成了高密度觸覺(jué)陣列與邊緣AI算力,可同時(shí)采集壓力分布、微振動(dòng)、接觸狀態(tài)和溫度等多維數(shù)據(jù)。目前該方案已支持32x32的高分辨率陣列,并能實(shí)現(xiàn)kHz級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與推理。
張一峰認(rèn)為,未來(lái)的技術(shù)路徑將是視覺(jué)與觸覺(jué)的多模態(tài)融合。攝像頭可以識(shí)別物體,但無(wú)法感知插裝力度或接觸狀態(tài),而觸覺(jué)反饋恰好能彌補(bǔ)這一缺陷。ADI正致力于將該方案進(jìn)一步芯片化和微型化,未來(lái)有望集成到機(jī)器人的指尖空間內(nèi)。

在力傳感方面,ADI提供了一維力和六維力兩套方案。一維力方案基于成熟的MAX40109,該芯片集成了ADC、DSP核與DAC;六維力方案則采用高速精密ADC AD4170/AD4190,搭配MAX32690處理器。值得注意的是,ADI不僅提供ADC器件,還協(xié)助客戶(hù)完成六維力矢量解耦等關(guān)鍵算法開(kāi)發(fā),這標(biāo)志著其角色正從元器件供應(yīng)商向方案提供商轉(zhuǎn)變。

工業(yè)連接:應(yīng)對(duì)長(zhǎng)距離與高實(shí)時(shí)性挑戰(zhàn)
穩(wěn)定可靠的工業(yè)連接是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。ADI工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理祝臻指出,當(dāng)前工業(yè)連接面臨安全合規(guī)、帶寬需求和實(shí)時(shí)性三大挑戰(zhàn)。例如,歐盟即將實(shí)施的Cyber Resilience法案對(duì)通信安全提出了強(qiáng)制性要求,而數(shù)字孿生的應(yīng)用則需要更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
ADI的核心技術(shù)之一是Ethernet-APL(以太網(wǎng)高級(jí)物理層)。基于IEEE 802.3cg標(biāo)準(zhǔn)的10BASE-T1L技術(shù),通過(guò)單對(duì)雙絞線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)通信與供電,傳輸距離可達(dá)1.6公里,功耗僅為39mW。其ADIN2111芯片集成了兩個(gè)T1L接口,支持手拉手式的線(xiàn)性組網(wǎng),非常適用于煤礦等長(zhǎng)距離傳輸場(chǎng)景。

針對(duì)機(jī)器人內(nèi)部空間受限的特點(diǎn),ADI推出了T1S技術(shù)。近期量產(chǎn)的ADIN1140主要面向機(jī)器人市場(chǎng),能有效簡(jiǎn)化關(guān)節(jié)內(nèi)部的布線(xiàn)拓?fù)?。此外,ADIN6310和ADIN3310這兩款TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))交換芯片,在硬件層面支持時(shí)間戳機(jī)制,能夠滿(mǎn)足高實(shí)時(shí)性工業(yè)控制的需求。
祝臻預(yù)計(jì),在未來(lái)5至10年內(nèi),Ethernet-APL將與傳統(tǒng)的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)期共存,但APL在新項(xiàng)目中的占比會(huì)持續(xù)提升。ADI正通過(guò)與頭部廠(chǎng)商合作開(kāi)發(fā)模塊化產(chǎn)品、引入?yún)f(xié)議棧供應(yīng)商等方式,降低中小企業(yè)的技術(shù)導(dǎo)入門(mén)檻。
結(jié)語(yǔ):從芯片到系統(tǒng)的全棧布局
從ADMT4000位置傳感到TMC6460運(yùn)動(dòng)控制,從多模態(tài)觸覺(jué)方案到T1L/T1S工業(yè)連接技術(shù),ADI在機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)構(gòu)建了涵蓋感知、控制、驅(qū)動(dòng)、連接和電源管理的完整產(chǎn)品矩陣。
工控網(wǎng)分析認(rèn)為,隨著工業(yè)場(chǎng)景日趨復(fù)雜,客戶(hù)對(duì)快速部署和整體方案的需求日益增長(zhǎng)。ADI采取的“芯片+平臺(tái)+生態(tài)”策略,使其逐漸擺脫了傳統(tǒng)半導(dǎo)體供應(yīng)商的定位,轉(zhuǎn)而成為系統(tǒng)級(jí)方案的參與者。在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)尚處起步階段的當(dāng)下,ADI通過(guò)打通從感知到計(jì)算的技術(shù)鏈路,為行業(yè)提供了一種更具系統(tǒng)性的自動(dòng)化解決思路,推動(dòng)相關(guān)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室加速走向規(guī)?;a(chǎn)線(xiàn)。
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