1. MECHATROLINK的概要

MECHATROLINK是安川電機于1995年開發的現場網絡總線。開發初期的傳輸速度為4Mbps，此后，隨著運動指令的完善，傳輸速度也擴展到10Mbps，現在適用于MECHATROLINK-Ⅱ的產品已經成為主流產品。2007年11月在通信的物理層面使用了Ethernet，并發布了MECHATROLINK-Ⅲ。傳輸速度達100Mbps，連接芯片最多擴展至62芯片，以前MECHATROLINK-Ⅱ無法應對的高速應用領域和大規模系統，都能通過使用MECHATROLINK-Ⅲ獲得解決。

作為推廣開放式網絡MECHATROLINK的團體，于2003年成立了現組織的前身MECHATROLINK MEMBERS CLUB(簡稱：MMC)，之后，以MECHATROLINK更加開放化為目的，于2005年成立了MECHATROLINK協會(簡稱：MMA)，直至現在。截止2010年9月，MMA的會員公司數量已達701家、累計出廠芯片數達170萬芯片，會員數量的發展趨勢如圖1所示，通信ASIC出廠芯片數的趨勢如圖2。MECHATROLINK協會的干事會員由橫河電機、東方馬達、Proface、安川情報系統、安川電機組成。

要開發MECHATROLINK適用的產品，就必須加入MECHATROLINK協會。加入MECHATROLINK協會的條件：只需填寫WEB網站上入會申請書中的必要事項并發送，就能入會。會員的級別分為免費會員和繳費會員，會員的權利因類別而異。

MECHATROLINK是符合SEMI標準的網絡，由E54.19制定。在半導體、液晶制造設備領域取得了大量出色的業績。

MECHATROLINK的目標領域是以運動為中心的現場網絡。可以將1個主站、運動的子站以及必要的外圍子站設備全部用1根電纜連接起來，這種方式是很多設備生產線制造廠家所必需的。

可以使用MECHATROLINK連接的設備有：PLC、運動控制器、CNC控制器、各種PC適用的卡、伺服驅動器、變頻器、步進電機、滑軌、I/O、溫度調節器以及圖像處理控制器等，如圖3。即使以前需將運動網絡和I/O網絡這2種網絡用于1套設備中進行接線，但在使用MECHATROLINK后就能用1根接線將其統一。這樣就能減少主站CPU側的模塊、接線電纜的種類，還能減少設備的組裝工時和成本。

表1介紹MECHATROLINK的傳輸規格。分別對性價比優異的MECHATROLINK-Ⅱ和可用于高速通信的MECHATROLINK-Ⅲ進行說明。

2．MECHATROLINK-Ⅲ協議

MECHATROLINK-Ⅲ是運動網絡。因此，其特點就是循環通信和所有芯片的同步控制。

（1）循環通信和重試處理

用MECHATROLINK-Ⅲ進行循環通信的傳輸順序如圖3所示。

在圖3中的循環通信及循環通信重試部分進行實時通信控制。在C1及C2主站信息通信中可進行非實時控制。在主站與子站之間進行循環通信時，每個傳輸周期向子站連續發送指令(例如目標位置等)，因此可使其進行任意的移動。另外，可將信息通信中不需要實時控制的指令(子站的設定等)在任意時間發送給子站。

由于MECHATROLINK-Ⅲ以運動用途為主，因此循環通信中重要的是切實執行與各子站的通信(發送目標位置、目標速度等指令)如果不能根據各傳輸周期切實發送目標位置等指令，就無法實現所希望的動作。為此，準備了循環通信的重試處理功能，這也是MECHATROLINK-Ⅲ的特點之一。循環通信中任何子站發生了通信異常時，由于在同一傳輸周期內會執行重試(通信數據的再次發送處理)功能，主站與子站之間數據的發送、接收更加可靠，從而提高了通信的可靠性。這種重試處理是由MECHATROLINK-Ⅲ專用的ASIC自動執行的，因此不會給主站側施加重試處理的負荷。

（2）芯片間的同步

用于運動用途時，有時須使多個電機同時運轉，滿足這種要求的網絡中必須具有能使網絡內的所有芯片同步進行處理的功能。

MECHATROLINK-Ⅲ能使網絡內的所有芯片同時進行通信中斷，并且具有在該中斷時間內使各芯片開始進行處理的功能。主站與各子站間的通信時間雖然各不相同，但是MECHATROLINK-Ⅲ的主站在初始化時測量與所有子站進行通信的時間。并以該測量結果為基礎進行設定，使其在與所有子站進行通信數據的收發結束時執行通信中斷。這樣，在與所有子站的通信結束的時刻，所有的子站發生通信中斷，并在該時間段內開始處理剛才接收到的指令，由此可以實現完全同步的動作，如圖4所示 。

（3）關于指令

MECHATROLINK-Ⅲ為各種子站(伺服、I/O等)都準備了指令。并且，指令由稱為令組的指令群規定，各子站至少支持一個令組。

指令和響應的標準數據格式如表3所述。

各指令由標題部和附屬于標題部指令代碼的數據部構成。例如，定位指令POSING(指令代碼35H)的數據部有目標位置、目標速度、加速度、減速度等。

另外，作為MECHATROLINK-Ⅲ的指令特點之一，標準伺服令組中有位置控制指令(POSING、FEED、INTERPOLATE等)、速度控制指令(VELCTRL)、轉矩控制指令(TRQCTRL)3種控制方式用指令。而且，通過切換這些指令，也可以從位置控制切換為轉矩控制。備有完全能滿足各種用途的指令群。

對于打算用MECHATROLINK協議進行開發的設備所進行的流程

圖5是從加入MMA到發布產品的流程圖。要獲得MECHATROLINK的規格書，必須先成為MMA的會員。成為MMA的會員后，即發放獲取規格書所需的ID和密碼。使用該ID和密碼，登錄MMA網站的會員產品頁，即可下載開發產品所需的所有技術資料、手冊和驅動器軟件等。

產品開發期間還通過Email進行技術支持。而且，還定期舉辦開發者研討會等活動，可以掌握硬件及軟件開發方面的詳細技術信息。

所開發的產品頁可以接受認證測試。認證測試由協會實施，進行硬件回路檢測和噪音測試等。而對于軟件，則進行安裝指令的確認和連續運行測試等。

3．MECHATROLINK的應用

采用MECHATROLINK的應用實例不勝枚舉。典型的應用實例如：

・ 機床

・ 雕刻機

・ 注塑成型機

・ 沖壓機

・ 半導體制造設備

・ 貼片機

・ 電子零件組裝設備

・ 液晶制造設備

・ 電路板測試表

・ 食品包裝機

・ 工件取出用機器人

・ 焊接用機器人

・ 電機繞線機

這些應用實例的共同點是設備中都帶有運動部件及外圍的I/O模塊。這些控制都可由1個網絡進行統一，這就是MECHATROLINK的特征。

4.在中國的推廣

中國對MECHATROLINK協會來說是非常重要的市場。為此，MECHATROLINK協會在上海和沈陽設立了2個支部，在中國國內開展MECHATROLINK的技術支持和普及等活動。并且，MECHATROLINK協會還積極參加展覽會，直接向參觀者介紹產品和技術。

2010年我們參加了在南京舉辦的中國數控機床展覽會（CCMT）。此外作為產品的推廣，我們還將在今年的11月18日，19日舉辦的第12屆東莞國際模具展連續2天進行產品的研討會。我們期望正在從事產品開發或研究的人員可以參加此研討會并進行交流。

咨詢處

MECHATROLINK協會

・ 上海總部

中國上海市黃浦區西藏中路18號港陸廣場17樓

郵編：200001

Tel：021-53852070

e-mail：mma-sh@mechatrolink.org

・ 沈陽總部

中國遼寧省沈陽市渾南高新技術產業開發區南屏東路16號

　　郵編：110171

　　Tel：024-24696008

　　e-mail：mma-cn@mechatrolink.org

　　URL：www.mechatrolink.org