1. MECHATROLINK的概要

MECHATROLINK是安川电机于1995年开发的现场网络总线。开发初期的传输速度为4Mbps，此后，随着运动指令的完善，传输速度也扩展到10Mbps，现在适用于MECHATROLINK-Ⅱ的产品已经成为主流产品。2007年11月在通信的物理层面使用了Ethernet，并发布了MECHATROLINK-Ⅲ。传输速度达100Mbps，连接芯片最多扩展至62芯片，以前MECHATROLINK-Ⅱ无法应对的高速应用领域和大规模系统，都能通过使用MECHATROLINK-Ⅲ获得解决。

作为推广开放式网络MECHATROLINK的团体，于2003年成立了现组织的前身MECHATROLINK MEMBERS CLUB(简称：MMC)，之后，以MECHATROLINK更加开放化为目的，于2005年成立了MECHATROLINK协会(简称：MMA)，直至现在。截止2010年9月，MMA的会员公司数量已达701家、累计出厂芯片数达170万芯片，会员数量的发展趋势如图1所示，通信ASIC出厂芯片数的趋势如图2。MECHATROLINK协会的干事会员由横河电机、东方马达、Proface、安川情报系统、安川电机组成。

要开发MECHATROLINK适用的产品，就必须加入MECHATROLINK协会。加入MECHATROLINK协会的条件：只需填写WEB网站上入会申请书中的必要事项并发送，就能入会。会员的级别分为免费会员和缴费会员，会员的权利因类别而异。

MECHATROLINK是符合SEMI标准的网络，由E54.19制定。在半导体、液晶制造设备领域取得了大量出色的业绩。

MECHATROLINK的目标领域是以运动为中心的现场网络。可以将1个主站、运动的子站以及必要的外围子站设备全部用1根电缆连接起来，这种方式是很多设备生产线制造厂家所必需的。

可以使用MECHATROLINK连接的设备有：PLC、运动控制器、CNC控制器、各种PC适用的卡、伺服驱动器、变频器、步进电机、滑轨、I/O、温度调节器以及图像处理控制器等，如图3。即使以前需将运动网络和I/O网络这2种网络用于1套设备中进行接线，但在使用MECHATROLINK后就能用1根接线将其统一。这样就能减少主站CPU侧的模块、接线电缆的种类，还能减少设备的组装工时和成本。

表1介绍MECHATROLINK的传输规格。分别对性价比优异的MECHATROLINK-Ⅱ和可用于高速通信的MECHATROLINK-Ⅲ进行说明。

2．MECHATROLINK-Ⅲ协议

MECHATROLINK-Ⅲ是运动网络。因此，其特点就是循环通信和所有芯片的同步控制。

（1）循环通信和重试处理

用MECHATROLINK-Ⅲ进行循环通信的传输顺序如图3所示。

在图3中的循环通信及循环通信重试部分进行实时通信控制。在C1及C2主站信息通信中可进行非实时控制。在主站与子站之间进行循环通信时，每个传输周期向子站连续发送指令(例如目标位置等)，因此可使其进行任意的移动。另外，可将信息通信中不需要实时控制的指令(子站的设定等)在任意时间发送给子站。

由于MECHATROLINK-Ⅲ以运动用途为主，因此循环通信中重要的是切实执行与各子站的通信(发送目标位置、目标速度等指令)如果不能根据各传输周期切实发送目标位置等指令，就无法实现所希望的动作。为此，准备了循环通信的重试处理功能，这也是MECHATROLINK-Ⅲ的特点之一。循环通信中任何子站发生了通信异常时，由于在同一传输周期内会执行重试(通信数据的再次发送处理)功能，主站与子站之间数据的发送、接收更加可靠，从而提高了通信的可靠性。这种重试处理是由MECHATROLINK-Ⅲ专用的ASIC自动执行的，因此不会给主站侧施加重试处理的负荷。

（2）芯片间的同步

用于运动用途时，有时须使多个电机同时运转，满足这种要求的网络中必须具有能使网络内的所有芯片同步进行处理的功能。

MECHATROLINK-Ⅲ能使网络内的所有芯片同时进行通信中断，并且具有在该中断时间内使各芯片开始进行处理的功能。主站与各子站间的通信时间虽然各不相同，但是MECHATROLINK-Ⅲ的主站在初始化时测量与所有子站进行通信的时间。并以该测量结果为基础进行设定，使其在与所有子站进行通信数据的收发结束时执行通信中断。这样，在与所有子站的通信结束的时刻，所有的子站发生通信中断，并在该时间段内开始处理刚才接收到的指令，由此可以实现完全同步的动作，如图4所示 。

（3）关于指令

MECHATROLINK-Ⅲ为各种子站(伺服、I/O等)都准备了指令。并且，指令由称为令组的指令群规定，各子站至少支持一个令组。

指令和响应的标准数据格式如表3所述。

各指令由标题部和附属于标题部指令代码的数据部构成。例如，定位指令POSING(指令代码35H)的数据部有目标位置、目标速度、加速度、减速度等。

另外，作为MECHATROLINK-Ⅲ的指令特点之一，标准伺服令组中有位置控制指令(POSING、FEED、INTERPOLATE等)、速度控制指令(VELCTRL)、转矩控制指令(TRQCTRL)3种控制方式用指令。而且，通过切换这些指令，也可以从位置控制切换为转矩控制。备有完全能满足各种用途的指令群。

对于打算用MECHATROLINK协议进行开发的设备所进行的流程

图5是从加入MMA到发布产品的流程图。要获得MECHATROLINK的规格书，必须先成为MMA的会员。成为MMA的会员后，即发放获取规格书所需的ID和密码。使用该ID和密码，登录MMA网站的会员产品页，即可下载开发产品所需的所有技术资料、手册和驱动器软件等。

产品开发期间还通过Email进行技术支持。而且，还定期举办开发者研讨会等活动，可以掌握硬件及软件开发方面的详细技术信息。

所开发的产品页可以接受认证测试。认证测试由协会实施，进行硬件回路检测和噪音测试等。而对于软件，则进行安装指令的确认和连续运行测试等。

3．MECHATROLINK的应用

采用MECHATROLINK的应用实例不胜枚举。典型的应用实例如：

・ 机床

・ 雕刻机

・ 注塑成型机

・ 冲压机

・ 半导体制造设备

・ 贴片机

・ 电子零件组装设备

・ 液晶制造设备

・ 电路板测试表

・ 食品包装机

・ 工件取出用机器人

・ 焊接用机器人

・ 电机绕线机

这些应用实例的共同点是设备中都带有运动部件及外围的I/O模块。这些控制都可由1个网络进行统一，这就是MECHATROLINK的特征。

4.在中国的推广

中国对MECHATROLINK协会来说是非常重要的市场。为此，MECHATROLINK协会在上海和沈阳设立了2个支部，在中国国内开展MECHATROLINK的技术支持和普及等活动。并且，MECHATROLINK协会还积极参加展览会，直接向参观者介绍产品和技术。

2010年我们参加了在南京举办的中国数控机床展览会（CCMT）。此外作为产品的推广，我们还将在今年的11月18日，19日举办的第12届东莞国际模具展连续2天进行产品的研讨会。我们期望正在从事产品开发或研究的人员可以参加此研讨会并进行交流。

咨询处

MECHATROLINK协会

・ 上海总部

中国上海市黄浦区西藏中路18号港陆广场17楼

邮编：200001

Tel：021-53852070

e-mail：mma-sh@mechatrolink.org

・ 沈阳总部

中国辽宁省沈阳市浑南高新技术产业开发区南屏东路16号

　　邮编：110171

　　Tel：024-24696008

　　e-mail：mma-cn@mechatrolink.org

　　URL：www.mechatrolink.org