在全球工業 4.0 浪潮下，六軸機械臂憑借高精度、高靈活性、高適應性與高實用性等優勢，在汽車制造、工業制造、醫療、物流、食品加工等，需要高自由度、復雜軌跡和動態環境的應用場景中發揮著重要作用，是現代工業自動化和智能化生產的核心工具。據Grand View Research數據分析，2024年全球工業機器人市場規模約為340億美元，預計2025年至2030年將以9.9%的復合年增長率持續增長，展現出巨大的市場潛力。

極海工業六軸機械臂參考方案，采用搭載G32R501高性能實時控制MCU的伺服控制器，實現高精度運動控制和微秒級響應；同時結合高性能、低成本的EtherCAT工業以太網現場總線實時通訊技術，實現多軸伺服控制器高精度同步協同作業，可為工業自動化生產的焊接、碼垛、噴涂等精細化現場作業提供高效可靠的技術保障。

可編程設計，高適配控制系統

機械臂控制系統由機械主體、控制器、驅動器和傳感器四大核心模塊組成，其中，控制器扮演“大腦” 角色，負責接收并解析各種來源指令來精準控制驅動系統和機械結構的動作。

極海G32R501工業六軸機械臂參考方案的操作系統基于通用工業計算機硬件平臺，搭載穩定易用的開源的Ubuntu系統和ROS（Robot Operating System）中間件構建機主站控制器，用戶可自由編程，可應用大量開源運動控制算法，實現各種復雜動作控制。

實時控制、精準定位，高性能驅動系統

本方案采用6個搭載極海G32R501實時控制MCU的EtherCAT總線型高壓伺服控制器，實現六軸機械臂的關節控制和位置反饋。

· 外圍輔助控制采用2路氣閥控制，分別實現夾爪和吸盤的氣動控制

· 2路氣閥控制，分別實現物料推送控制和定位控制

· 2路輸出I/O，實現蜂鳴器和工作指示燈的控制

· 1路輸入I/O，實現物料到位的檢測

· 3 路輸入I/O，進行急停開關信號的檢測

EtherCAT總線型高壓伺服控制器參考方案

高壓伺服方案框圖

G32R501憑借靈敏感知、高效運算、精準控制等特性，為6個關節伺服控制器構筑"最強大腦"，其微秒級響應速度與運動控制算法，保證高壓伺服控制系統的穩態速度波動可以達到0.1%以內、主中斷執行時間15.8μs左右，電流環執行時間0.76μs左右，保證機械臂在高速運動、重載作業及復雜軌跡規劃中保持高度平順性與定位精度。

微秒級同步，高可靠通訊系統

EtherCAT作為一種高性能工業以太網通訊協議，具備速度快、帶寬高和實時性強等特點。在機械臂通信系統中，采用EtherCAT通訊能夠助力機械臂高效實現數據采集、控制和監視等功能，同時還可支持多個機械臂的數據處理。此外，EtherCAT通訊還支持環網冗余能力和數據幀同步性，可為機械臂提供更加穩定和可靠的數據通訊保障。

極海G32R501工業六軸機械臂參考方案中，控制器和伺服驅動器及遠程IO板之間采用EtherCAT通訊，控制器作為EtherCAT主站，6個伺服控制器和1個遠程IO板作為EtherCAT從站，通訊周期為1ms，同步精度小于1μs。

極海擁有完整的伺服控制器軟硬件解決方案，可提供全功能軟件固件、極海自研的伺服控制上位機PC調試工具，并配有詳細使用指南，可助力工程師快速上手進行性能評估和二次開發。面向工業智能化升級趨勢，極海將在產品線布局、功能、性能上持續突破創新，并攜手各領域合作伙伴深化技術合作，實現資源整合與優勢互補，共同驅動產業鏈的協同發展。