בתור ענף קריטי של רובוטיקה תעשייתית, רובוטים שיתופיים זכו לחשיפה עולמית מהירה בשנים האחרונות. הם מצטיינים במגוון יתרונות כמו גמישות גבוהה, ביטחון מוגזם וידידותיות למשתמש, והם בשימוש נרחב בתעשייה האוטומובילית, הרפואית, בתעשייה הכללית ועוד, והם צומחים להיות מנוע מרכזי באוטומציה תעשייתית ופיתוח אינטיליגנטי.
1. מהו רובוט שיתופי?
השדרוג האינטיליגנטי של רובוטים הוא תכונה מרכזית של המהפכה התעשייתית החדשה. עם זאת, השתתפות אנושית נותרת בלתי תמורה בתחומים מסוימים של מוצרים וקווי ייצור. לדוגמה, בהרכבת רכיבים בעלי דיוק גבוה או בעבודות כבדות הדורשות גמישות גבוהה, רובוטים שיתופיים עובדים במקביל עם מפעילים אנושיים כדי למקסם את היעילות הרובוטית ואת האינטיליגנציה האנושית. בהשוואה לרובוטים תעשייתיים מסורתיים, הם מציעים יחס עלות-תועלת טוב יותר, ביטחון מוגזמת ונוחות רבה יותר – מה שמתקדם משמעותית את התפתחותן של חברות ייצור.
תכונות מרכזיות של רובוטים שיתופיים:
◾ קלה: משפר שליטה ובטיחות.
◾ עיצוב ידידותי למשתמש: מכיל משטחים וצירים חלקים, ללא פינות חדות או חריצים שעלולים לפגוע במפעילים.
◾ תפיסת הסביבה: מסוגל להרגיש את הסביבה ולתאם את הפעולות בהתאם לשינויים בסביבה.
◾ שיתוף פעולה בין אדם לרובוט: מצויד בתגובה כוח רגישה; עוצר מיידית כשהגיעה סף כוח מוגדר, לאפשר שיתוף פעולה בטוח בין אדם לרובוט - אפילו ללא מחסומים ביטחוניים בחלק מהמקרים.
2. מגמות במערכות ספק הכוח למסועי מנועים של רובוטים שיתופיים
הרובוטים משדרים אלמנטים פונקציונליים מרובים - כגון חיבוריות, תפיסת תיאום, חיישן מיקום, ופיקוד על מנוע - בהתבסס על היישומים והפונקציות שלהם. הם כוללים גם תת-מערכות שונות של ספק כוח, הכוללות המרה של AC-DC, ניהול סוללות, המרה של DC-DC, ממירים רב-פאזיים, חיישנים ונהגי מנוע. מבין אלו, מערכת הניעור של המנוע היא ליבה של הרובוטים השיתופיים, אחראית בעיקר על פיקוד תנועה מדויק של המפרקים וסיפק הכוח.
מערכות הנעה טרדיוציונליות של מנועים תלוות זמן רב בפתרונות של 12V. העלייה בפופולריות של מערכות 48V נובעת מכך ש-48V הוא המתח הביטחוני הגבוה ביותר שמוכר באופן עולמי. בהשוואה למכשירים שמנוצלים ישירות מהרשת החשמלית, מהנדסי חומרה יכולים לפשט את עיצוב הגנה על המערכת, להפחית את גודל המוצר, וכן להקטין את המשקל, העלות והפסדי האנרגיה. מנועים שמנוצלים ישירות מ-48V הם בדרך כלל קטנים יותר, מהמאפשר מפרקים קומפקטיים וקלילים יותר - ומשפרים את היעילות האנרגטית, הרגשת הידexterity והאמינות, תוך הפחתת המשקל והעלויות. הדבר פותח אפשרויות חדשות ליישומים בโรボוטיקה ומאיץ את האוטומציה בתעשייה.
3. בחירת סליל למשתנת במערכות הכוח של הנעת מנוע 48V
אינדוקטורים הם רכיבים קריטיים במערכות כוח של מסועים ב-48V, המשמשים בעיקר במרבי מתח (למשל, מעגלי Buck, Boost ו-Buck-Boost). הפונקציות המרכזיות שלהם כוללות אחסון אנרגיה, סינון,억ת דämping של הפרעות, ושמירה על יציבות המערכת. בחירת אינדוקטורים עם אובדן נמוך, זרם סätturation גבוה וזרם גבוה יכולה לשפר משמעותית את יעילות היציבות של המערכת. בנוסף, האינדוקטורים מספקים דämping חזק של EMI, מפחיתים את ההפרעות של רעשי המרת המתח על מעגלים רגישים אחרים.
במערכות כוח של מנוע 48V, תפקוד הריאקטור משפיע ישירות על יציבות המערכת, יעילות ואמינות. לכן, בחירת הריאקטור הנכון היא קריטית bagi מוסקי חומרה. יש לאזן בזהירות פרמטרים מרכזיים, וביניהם ערך הריאקציה, זרם הסתבכות, התנגדות זרם ישר, ותדר פעולה.
פרמטרי בחירת ריאקטור מרכזיים:
◾ ריאקציה: קובעת את גודל הזרם המפולג ואת נפח האנרגיה האגור. ערכי ריאקציה מתאימים מחליקים את גל הזרם ומשפרים את יציבות המערכת.
◾ זרם סתבכתיות: הזרם הישר שבו הליבה המגנטית מגיעה לנקודת סתבכתיות. בחירת חומרים עם נקודות סתבכתיות גבוהות ויציבות תרמית מצוינת מבטיחה פעולה יציבה.
◾ התנגדות זרם ישר (DCR): ירידה ב-DCR מקטינה את אובדן הכוח ומשפרת את היעילות. מבנה מונוליתי של חוט שטוח מאזן בין DCR נמוך לצפיפות כוח גבוהה.
◾ תדר פעולה: עם אימוץּם של מוליכים למחצה בעלי פער פס רחב (SiC, GaN), עלו תדרי המיתוג לטווח המגהרצים. סליל כוח תדר גבוה, קומפקטי וזרם גבוה הוא חיוני לפעולת מערכת יעילה ויציבה.
4. Codaca פתרונות סליל
באמצעות מחקר ופיתוח עצמאיים והנדסת חדשנות, מציעה CODACA מגוון מקיף של פתרונות סליל למערכות הספק של 48V במנועי רובוטים שיתופיים, ותומכת בהתקדמות האוטומציה בתעשייה. החברה מספקת מגוון רחב של קטגוריות ודגמי מוצר, כל אחד עם מאפיינים חשמליים ייחודיים המותאמים לדרישות הביצועים הגבוהות של מערכות אלו.
שימוש בלבבי אבקת פליז מגנטי עם סיבובים שטוחים, מציגים זרם סättור גבוה, אובדן נמוך, יעילות המרה גבוהה וטווח טמפרטורת פעולה רחב. אידיאליים להמרות DC-DC של 48V הדורשות זרם גבוה, אובדן נמוך וצפיפות הספק גבוהה.
מעוצב מחומרים בעלי אובדן נמוך עם ליבת אבקה ובמבנה מוגן לחלוטין, מציעה התנגדות חזקה ל-EMI, התנגדות זרם ישרה נמוכה, עמידות בתנאי זרם גבוה ואובדן נמוך של הליבה. עומדת בדרישות המערכת בקשר לגודד קטן, זרם גבוה ותפקוד EMI חזק.
כוללת ליבות מגנטיות בתדר גבוה ובאובדן נמוך, מה שמביא לאובדן מינימלי בתדרים גבוהים. הגודד הקטן שלה מתאים להתקנה בצפיפות גבוהה, ועיצוב השרף המגנטי מספק התנגדות חזקה ל-EMI - מה שעושה אותן לרלוונטיות במערכות הספק קטנות ובעלות ביצועים גבוהים.
במהלך הרחבת הרובוטים המשותפים לתחומים רבים, הביצועים והאמינות של מערכות הכוח במנועים שלהם הופכות להיות קריטיות יותר. בחירת סליל מתאימה - תוך התחשבות בהשראות, זרם סättורציה, התנגדות ישרה, ותדר פעולה - מבטיחה פעולה יציבה, יעילה ועם ביצועים מתקדמים. בעזרת פתרונות חדשניים ממתכננים כמו CODACA, ניתן להשיג יעילות אנרגטית, דיוק ואמינות מתקדמת, ולחזק את הגל הבא של אוטומציה תעשייתית ותעשייה חכמה.
EN