EN
Liên kết nhanh
Là một nhánh quan trọng của robot công nghiệp, robot cộng tác đã nhanh chóng phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu trong những năm gần đây. Với những ưu điểm như tính linh hoạt cao, độ an toàn tốt hơn và thân thiện với người dùng, chúng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, y tế và sản xuất - trở thành một lực lượng chủ chốt thúc đẩy tự động hóa công nghiệp và phát triển thông minh.
1. Robot Cộng tác là gì?
Việc nâng cấp trí tuệ nhân tạo cho robot là một đặc trưng tiêu biểu của cuộc cách mạng công nghiệp mới. Tuy nhiên, sự tham gia của con người vẫn không thể thay thế trong một số lĩnh vực sản phẩm và dây chuyền sản xuất cụ thể. Chẳng hạn, trong việc lắp ráp các linh kiện có độ chính xác cao hay thực hiện các công việc đòi hỏi tính linh hoạt lớn, robot cộng tác làm việc song song cùng các nhân viên vận hành để tối ưu hóa hiệu suất của robot và trí tuệ con người. So với robot công nghiệp truyền thống, chúng mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn, mức độ an toàn tốt hơn và sự tiện lợi vượt trội — thúc đẩy mạnh mẽ quá trình phát triển của các doanh nghiệp sản xuất.
Các Tính Năng Chính Của Robot Cộng Tác:
◾ Nhẹ ký: Cải thiện khả năng điều khiển và độ an toàn.
◾ Thiết kế thân thiện với người dùng: Thiết kế bề mặt và khớp nối trơn mịn, không có cạnh sắc hay khe hở có thể gây tổn thương cho người vận hành.
◾ Nhận Thức Môi Trường: Có khả năng cảm nhận môi trường xung quanh và điều chỉnh hành động dựa trên các thay đổi từ môi trường.
◾ Hợp Tác Giữa Người Và Robot: Được trang bị phản hồi lực nhạy bén; dừng ngay lập tức khi đạt đến ngưỡng lực cài đặt trước, cho phép hợp tác an toàn giữa người và robot—thậm chí không cần rào chắn an toàn trong một số tình huống.
2. Xu hướng trong các hệ thống cấp nguồn cho hệ thống động cơ robot cộng tác
Robot tích hợp nhiều thành phần chức năng—như kết nối, nhận diện hình ảnh, cảm biến vị trí và điều khiển động cơ—dựa trên ứng dụng và chức năng của chúng. Chúng cũng bao gồm nhiều hệ thống phụ về điện khác nhau, bao gồm chuyển đổi AC-DC, quản lý pin, chuyển đổi DC-DC, bộ chuyển đổi đa pha, cảm biến và bộ điều khiển động cơ. Trong số những thành phần này, hệ thống truyền động động cơ là trung tâm của robot cộng tác, chủ yếu đảm nhận vai trò điều khiển chuyển động khớp nối chính xác và cung cấp điện năng.
Các hệ thống truyền động động cơ truyền thống đã lâu nay dựa vào các giải pháp 12V. Sự phát triển của hệ thống 48V bắt nguồn từ việc 48V là mức điện áp an toàn cao nhất được công nhận rộng rãi. So với các thiết bị được cấp điện trực tiếp từ lưới điện, các kỹ sư phần cứng có thể đơn giản hóa thiết kế bảo vệ hệ thống, giảm kích thước sản phẩm, từ đó làm giảm trọng lượng, chi phí và tổn thất điện năng. Động cơ được cấp điện trực tiếp bởi 48V thường nhỏ gọn hơn, cho phép các khớp nối thiết kế nhỏ hơn và nhẹ hơn — tăng hiệu suất năng lượng, tính linh hoạt và độ tin cậy, đồng thời giảm trọng lượng và chi phí. Điều này mở ra những khả năng mới cho các ứng dụng robot và thúc đẩy tự động hóa công nghiệp.
3. Lựa chọn cuộn cảm cho hệ thống nguồn động cơ 48V
Các cảm biến (inductor) là thành phần quan trọng trong hệ thống truyền động động cơ 48V, chủ yếu được sử dụng trong các bộ chuyển đổi DC-DC (ví dụ: mạch Buck, Boost và Buck-Boost). Các chức năng chính của chúng bao gồm lưu trữ năng lượng, lọc điện, ngăn chặn nhiễu và đảm bảo độ ổn định của hệ thống. Việc lựa chọn cảm biến có tổn hao thấp, dòng bão hòa cao và dòng điện cao có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và độ ổn định của hệ thống. Ngoài ra, cảm biến còn cung cấp khả năng giảm nhiễu điện từ (EMI) mạnh mẽ, làm giảm ảnh hưởng của tiếng ồn chuyển mạch DC-DC đến các mạch nhạy cảm khác.
Trong hệ thống nguồn động cơ 48V, hiệu suất của cuộn cảm trực tiếp ảnh hưởng đến độ ổn định, hiệu quả và độ tin cậy của toàn hệ thống. Do đó, việc lựa chọn cuộn cảm phù hợp là yếu tố then chốt đối với các kỹ sư phần cứng. Các thông số chính cần được cân nhắc cẩn thận bao gồm giá trị độ tự cảm, dòng điện bão hòa, điện trở một chiều và tần số hoạt động.
Các Thông Số Lựa Chọn Cuộn Cảm Chính:
◾ Độ tự cảm: Xác định mức độ gợn sóng dòng điện và khả năng lưu trữ năng lượng. Giá trị độ tự cảm phù hợp giúp làm phẳng gợn sóng dòng điện và nâng cao độ ổn định hệ thống.
◾ Dòng điện bão hòa: Là dòng điện một chiều tại đó lõi từ bị bão hòa. Việc lựa chọn vật liệu có điểm bão hòa cao và tính ổn định nhiệt vượt trội sẽ đảm bảo hoạt động ổn định.
◾ Điện Trở Một Chiều (DCR): DCR thấp giúp giảm tổn thất công suất và cải thiện hiệu suất. Cấu trúc khối dây phẳng cân bằng giữa DCR thấp và mật độ công suất cao.
◾ Tần số hoạt động: Nhờ ứng dụng các chất bán dẫn có dải băng tần rộng (SiC, GaN), tần số chuyển mạch đã tăng lên đến mức MHz. Các cuộn cảm công suất có kích thước nhỏ gọn, dòng điện cao, hoạt động ở tần số cao là yếu tố thiết yếu để hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định.
4. Codaca Giải pháp cuộn cảm
Thông qua nghiên cứu độc lập và đổi mới công nghệ, CODACA cung cấp đầy đủ các giải pháp cuộn cảm cho hệ thống nguồn động cơ 48V trong các robot cộng tác, hỗ trợ phát triển tự động hóa công nghiệp. Công ty cung cấp nhiều chủng loại và mẫu mã sản phẩm khác nhau, mỗi sản phẩm đều có đặc tính điện riêng biệt nhằm đáp ứng các yêu cầu hiệu suất cao của hệ thống.
4.1 Cuộn cảm công suất dòng cao
Sử dụng lõi bột từ với cuộn dây dạng dẹt, sở hữu đặc điểm dòng điện bão hòa cao, tổn hao thấp, hiệu suất chuyển đổi cao và dải nhiệt độ hoạt động rộng. Phù hợp cho các bộ chuyển đổi DC-DC 48V yêu cầu dòng điện cao, tổn hao thấp và mật độ công suất cao.
Được đúc từ vật liệu lõi bột tổn hao thấp với cấu trúc hoàn toàn được che chắn, mang lại khả năng chống nhiễu điện từ (EMI) mạnh, điện trở một chiều (DC) thấp, khả năng chịu dòng cao và tổn hao lõi thấp. Đáp ứng các yêu cầu của hệ thống về kích thước nhỏ gọn, dòng điện cao và hiệu suất EMI ổn định.
4.3 Các linh kiện cảm ứng điện áp SMD
Tích hợp các lõi từ tính tần số cao và tổn hao thấp, dẫn đến tổn hao tần số cao tối thiểu. Kích thước nhỏ gọn của chúng phù hợp với việc lắp đặt mật độ cao, và thiết kế che chắn từ tính cung cấp khả năng chống nhiễu điện từ mạnh – khiến chúng trở nên lý tưởng cho các hệ thống nguồn nhỏ gọn, hiệu suất cao.
Khi các robot cộng tác mở rộng sang nhiều ngành công nghiệp, hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống nguồn động cơ 48V trở nên ngày càng quan trọng. Việc lựa chọn cẩn thận cuộn cảm—xem xét độ tự cảm, dòng điện bão hòa, điện trở một chiều và tần số hoạt động—sẽ đảm bảo hoạt động ổn định, hiệu quả và có hiệu suất cao. Nhờ những giải pháp đổi mới từ các nhà cung cấp như CODACA, các robot cộng tác có thể đạt được hiệu suất năng lượng cao hơn, độ chính xác và độ tin cậy lớn hơn, thúc đẩy làn sóng tiếp theo của tự động hóa công nghiệp và sản xuất thông minh.