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Como ramo crítico da robótica industrial, os robôs colaborativos têm obtido rápida aceitação global nos últimos anos. Com vantagens como alta flexibilidade, maior segurança e facilidade de uso, eles são amplamente adotados em setores como automotivo, médico e manufatura, tornando-se um fator essencial na automação industrial e desenvolvimento inteligente.
1. O que é um Robô Colaborativo?
A atualização inteligente de robôs é uma característica marcante da nova revolução industrial. No entanto, o envolvimento humano permanece insubstituível em determinados domínios de produtos e linhas de produção. Por exemplo, na montagem de componentes de alta precisão ou na realização de tarefas que exigem alta flexibilidade e esforço manual, robôs colaborativos trabalham lado a lado com operadores humanos, maximizando a eficiência robótica e a inteligência humana. Em comparação com os robôs industriais tradicionais, eles oferecem melhor custo-benefício, maior segurança e conveniência — impulsionando significativamente o desenvolvimento das empresas de manufatura.
Principais Características dos Robôs Colaborativos:
◾ Peso leve: Melhora a controlabilidade e a segurança.
◾ Design fácil de usar: Apresenta superfícies e juntas suaves, sem arestas afiadas ou espaços que possam machucar os operadores.
◾ Percepção Ambiental: Capaz de detectar o ambiente ao redor e ajustar suas ações com base nas mudanças ambientais.
◾ Colaboração entre Homem e Robô: Equipado com feedback de força sensível; para instantaneamente quando um limite de força pré-definido é atingido, permitindo uma cooperação segura entre humano e robô — mesmo sem barreiras de segurança em alguns cenários.
2. Tendências em Sistemas de Alimentação para Acionamentos de Motores em Robôs Colaborativos
Robôs integram múltiplos elementos funcionais — como conectividade, percepção visual, sensores de posição e controle de motores — com base em suas aplicações e funções. Eles também incorporam vários subsistemas de alimentação, incluindo conversão CA-CC, gerenciamento de baterias, conversão CC-CC, conversores multiphase, sensores e controladores de motor. Dentre esses, o sistema de acionamento do motor é o núcleo dos robôs colaborativos, responsável principalmente pelo controle preciso do movimento das juntas e pela alimentação elétrica.
Os sistemas tradicionais de acionamento motorizado há muito tempo dependem de soluções de 12V. O aumento dos sistemas de 48V decorre do fato de 48V ser a tensão segura mais alta universalmente reconhecida. Em comparação com dispositivos alimentados diretamente pela rede elétrica, engenheiros de hardware podem simplificar o design da proteção do sistema, reduzir o tamanho do produto e, consequentemente, diminuir o peso, o custo e as perdas de energia. Motores alimentados diretamente por 48V são geralmente menores, permitindo juntas mais compactas e leves — aumentando a eficiência energética, a agilidade e a confiabilidade, ao mesmo tempo que reduz o peso e os custos. Isso abre novas possibilidades para aplicações robóticas e acelera a automação industrial.
3. Seleção de Indutores para Sistemas de Alimentação de Acionamento Motorizado em 48V
Indutores são componentes críticos nos sistemas de acionamento de motores de 48V, sendo principalmente utilizados em conversores CC-CC (por exemplo, circuitos Buck, Boost e Buck-Boost). Suas funções principais incluem armazenamento de energia, filtragem, supressão de interferências e garantia de estabilidade do sistema. A seleção de indutores com baixas perdas, alta corrente de saturação e alta corrente nominal pode melhorar significativamente a eficiência e a estabilidade do sistema. Além disso, os indutores proporcionam uma robusta supressão de EMI, reduzindo a interferência do ruído de comutação CC-CC em outros circuitos sensíveis.
Em sistemas de potência de 48V, o desempenho do indutor impacta diretamente a estabilidade, eficiência e confiabilidade do sistema. Assim, selecionar o indutor correto é crucial para engenheiros de hardware. Parâmetros-chave devem ser cuidadosamente equilibrados, incluindo valor de indutância, corrente de saturação, resistência CC e frequência de operação.
Parâmetros-chave na seleção de indutores:
◾ Indutância: Determina a magnitude da corrente de ripple e capacidade de armazenamento de energia. Valores adequados de indutância suavizam o ripple de corrente e melhoram a estabilidade do sistema.
◾ Corrente de Saturação: A corrente CC na qual o núcleo magnético se satura. Selecionar materiais com pontos altos de saturação e excelente estabilidade térmica garante operação estável.
◾ Resistência CC (DCR): Valores mais baixos de DCR reduzem perdas de potência e melhoram a eficiência. Estruturas monolíticas com fio plano equilibram baixo DCR com alta densidade de potência.
◾ Frequência de Operação: Com a adoção de semicondutores de banda larga (SiC, GaN), as frequências de comutação aumentaram para a faixa de MHz. Indutores de potência de alta frequência, compactos e de alta corrente são essenciais para uma operação eficiente e estável do sistema.
4. Codaca Soluções de Indutores
Por meio de pesquisa e desenvolvimento independentes e inovação tecnológica, a CODACA oferece uma ampla gama de soluções em indutores para sistemas de alimentação de 48V em robôs colaborativos, apoiando o avanço da automação industrial. A empresa fornece diversas categorias e modelos de produtos, cada um com características elétricas únicas para atender aos requisitos de alto desempenho desses sistemas.
4.1 Indutores de potência de alta corrente
Utiliza núcleos de pó magnético com bobinagem de fio plano, apresentando alta corrente de saturação, baixas perdas, alta eficiência de conversão e ampla faixa de temperatura de operação. Ideal para conversores CC-CC de 48V que exigem alta corrente, baixas perdas e alta densidade de potência.
4.2 De potência superior a 50 W
Moldado a partir de materiais de núcleo em pó de baixa perda, com estrutura totalmente blindada, oferecendo forte resistência à EMI, baixa resistência CC, alta capacidade de corrente e baixa perda no núcleo. Atende aos requisitos do sistema quanto a tamanho compacto, alta corrente e desempenho robusto contra EMI.
Incorporam núcleos magnéticos de alta frequência e baixa perda, resultando em mínimas perdas de alta frequência. Seu tamanho compacto é adequado para montagem de alta densidade, e o design com blindagem magnética proporciona forte resistência à EMI — tornando-os ideais para sistemas de energia compactos e de alto desempenho.
À medida que os robôs colaborativos se expandem por diversos setores industriais, o desempenho e a confiabilidade dos seus sistemas de alimentação de motores em 48V tornam-se cada vez mais críticos. A seleção cuidadosa dos indutores — considerando indutância, corrente de saturação, resistência em corrente contínua e frequência de operação — garante uma operação estável, eficiente e de alto desempenho. Com soluções inovadoras de fornecedores como a CODACA, os robôs colaborativos podem alcançar maior eficiência energética, precisão e confiabilidade, impulsionando a próxima fase de automação industrial e manufatura inteligente.