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昭營科技 QEC EtherCAT 主站 平台整合 ROS 2 控制東方馬達 SCARA 機械手臂之驗證

2026-07-31

隨著智慧機器人應用快速成長,ROS 2/AI 開發者通常不熟悉 EtherCAT 與伺服控制,而自動化工程師也不一定熟悉 ROS 2、MoveIt 或 AI 應用——系統整合商與設備商在「智慧軟體」與「工業設備」之間,長期面臨整合斷層。

實用的 ROS 2 × EtherCAT 機械手臂控制架構與開發流程
協助系統整合商與設備商,加速智慧手臂應用開發

昭營科技(ICOP Technology)近期以 QEC EtherCAT 主站 平台,完成 ROS 2 整合控制東方馬達(Oriental Motor)SCARA 機械手臂之驗證:MoveIt 2 的運動規劃結果經 ros2_control 與 micro-ROS 傳遞至 QEC,即時轉換為 EtherCAT CiA402 位置控制命令,同步驅動東方馬達 AZ mini EtherCAT 驅動器與 SCARA 手臂精準執行,並已導入 MoveIt Task Constructor(MTC)完成取放(Pick & Place)任務流程。本驗證展示了一套可實機部署的 ROS 2 × EtherCAT 機械手臂控制與開發架構,可作為系統整合商與設備商二次開發與專案導入的技術參考。

QEC_SCARA
QEC × 東方馬達 SCARA ROS 2 整合方案架構:ROS 2 / MoveIt 2 → ros2_control
→ QEC(micro-ROS + EtherCAT 主站)→ CiA402 → AZ mini 驅動器與 SCARA 手臂

ROS 2 × EtherCAT 的 SCARA 控制架構

本驗證系統以 QEC 作為 ROS 2 與 EtherCAT 之間的即時橋樑,上位 PC 端負責高階規劃、視覺與 AI 決策,QEC 端負責 EtherCAT 即時控制與實體設備執行。主要系統組成包括:

上位規劃層:ROS 2 / MoveIt 2

反運動學(IK)、點對點路徑規劃、碰撞偵測與軌跡模擬,並透過 MoveIt Task Constructor 建立取放任務流程;可進一步整合視覺辨識與 AI 應用。感知、決策與規劃主要於上位 PC 端(ROS 運行階層)完成。

控制核心:QEC EtherCAT MDevice(micro-ROS + EtherCAT 主站控制器)

透過 86Duino micro-ROS 環境承接 ros2_control 軌跡命令,即時轉為 CiA402(Position Mode)位置控制命令,以固定週期 EtherCAT 通訊執行多軸同步運動。

驅動與機構:Oriental Motor AZ mini EtherCAT 驅動器 × SCARA

沿用東方馬達既有驅動器與 SCARA 本體,不需更換硬體,改變的是控制鏈——上位取得軌跡控制權與參數存取權。


開發流程:從 FK/IK 驗證到運動執行與路徑再利用

軟體層面,昭營 以 ROS 2 / MoveIt 2 搭配 86Duino IDE 開源 C/C++ 架構,建立可重複使用的 SCARA 控制開發流程:

  1. 正/反運動學(FK/IK)驗證— 以 URDF 數位模型、TF Tree 與 RViz 於系統層級驗證座標轉換與關節角度計算正確性。
  2. MoveIt 2 運動規劃— IK、點對點路徑規劃、碰撞偵測與軌跡模擬;以 MTC 建立多步驟取放任務。
  3. micro-ROS 橋接與 EtherCAT 運動整合— 規劃結果經 ros2_control 與 micro-ROS 傳遞至 QEC,關節命令以 EtherCAT 同步分發至各軸,確保多軸協調運動一致性。
  4. 運動記錄、優化與重播(Record/Tune/Save/Play)— 除了由 ROS 2 即時傳輸位置命令控制外,ROS 2 計算的路徑與運動學結果亦可記錄儲存於 QEC,作為後續穩定重播執行使用;使用者並可自行再優化路徑。

QEC 不只是執行端。 QEC 搭配 86Duino 軟體,本身即具備編輯運動控制路徑與行為動作的能力: ROS 2 規劃的軌跡可下載至 QEC 獨立穩定運行,不需上位 PC 常駐;現場亦可直接於 QEC 端調整、儲存與重播動作流程,兼顧開發彈性與產線部署的穩定性。


對系統整合商與設備商的技術價值

相較於一般開源 IPC 方案,86Duino/QEC 已預先整合 EtherCAT Master、CiA402 運動控制、工業 I/O,以及 Modbus RTU/TCP、Serial、CAN 等常見工業通訊介面,並提供 Arduino-style C/C++ 開發環境、完整 Library 與 HMI 設計能力。開發者不需要分別整合 EtherCAT Stack、伺服驅動器、感測器、PLC、Serial Device 或其他現場設備,可在同一套 86Duino 開發架構中完成運動控制、設備通訊與應用邏輯,縮短從概念驗證(PoC)到實機部署的時間。

  • 可預期的即時控制行為— 固定週期 EtherCAT 通訊,適合多軸同步運動與複雜軌跡。
  • 簡化的系統架構— EtherCAT 主站、HMI 與運動控制整合於單一工業平台。
  • 開放的開發環境— ROS 2 生態系 × Arduino-style C/C++,演算法與程式碼完全自主,利於二次開發與客製化,不受產品生命週期(EOL)綁定。
  • 設備導向的部署— 路徑可記錄於 QEC 獨立運行,已於實機驗證,而非僅止於實驗室展示。
 

86Duino 平台的定位已不再侷限於教育與研究,現已廣泛適用於各類中小型設備、儀器、自動化系統、嵌入式控制與機器人(手臂)應用。此架構特別適合已採用或正在評估 — 東方馬達 SCARA 機械手臂與 AZ 系列驅動器 ,並希望完整掌握運動與應用層的設備商與系統整合商。


2026 台北國際自動化工業大展

昭營科技 將在 8 月 20 日(四)12:00–12:15 於南港展覽館 2 館 1 樓「新產品新技術發表會」發表「QEC EtherCAT 智慧控制平台:整合 HMI、運動控制與 AI 輔助開發」,由產品經理戴瑋慶(Alan Tai)主講,並於展位展示 QEC × 東方馬達 SCARA 整合方案。歡迎蒞臨交流。

活動資訊: 2026 新產品新技術發表會暨媒合會


未來合作方向

昭營科技 將持續以 QEC EtherCAT 平台深化與東方馬達機械手臂及馬達方案的技術整合,提供 SCARA/OVR 手臂控制架構技術交流、機械手臂應用的 EtherCAT 系統設計諮詢,以及專案導向的驗證與共同開發討論,協助客戶縮短開發週期、擴大機械手臂在工業設備中的應用。

 

關於東方馬達(Oriental Motor)

東方馬達提供廣泛的工業運動控制產品,包括步進馬達、伺服系統、驅動器與機器人方案,服務多元自動化應用。

更多資訊: 東方馬達官方網站

QEC_support
QEC EtherCAT 主站系列,支援 EtherCAT、EtherNet/IP、PROFINET、Modbus、CC-Link IE 等工業通訊

若您正計畫導入或已導入 — 東方馬達 SCARA 機械手臂,並希望進一步了解 ROS 2 × EtherCAT 控制架構與開發流程,歡迎與 昭營科技 聯繫進行技術討論與專案諮詢。

qecscara

如需更多資訊或索取樣品,請寫信至 info@icop.com.tw、致電您最近的 昭營分公司 或連繫我們的 全球官方經銷商

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