کارخانه های هوشمند به طور مداوم سطح اتوماسیون خود را از طریق هوش غیرمتمرکز و کنترل، با استفاده از مفاهیم روبات ماژولار بهبود می بخشند.توزیع فیزیکی عملکردهای کنترل نیاز به اتصال از طریق سیم ها و کابل ها دارد، و کانکتورها باید به اندازه کافی قابل اعتماد و ایمن باشند تا با الزامات زیست محیطی کارخانه های مدرن مطابقت داشته باشند. این کانکتورها باید دارای یک مانع به اندازه کافی کم باشند.یک منطقه تماس به اندازه کافی بزرگ برای برآورده کردن الزامات جریان نامی، و یک مکانیسم قفل قوی برای مقاومت در برابر لرزش و ضربه را اتخاذ کنند. علاوه بر این، آنها باید آسان برای جمع آوری و تغییر و قادر به به روز رسانی و تغییر سریع باشند.
این مقاله ابتدا به طور خلاصه نیازهای اتصال روبات های صنعتی و اتوماسیون کارخانه را معرفی می کند و سپس سری کانکتور های TE Connectivity AMP را معرفی می کند.نشان دادن نحوه استفاده از ویژگی های این کانکتورها برای پشتیبانی از قدرت، سیگنال، قابلیت اطمینان و ایمنی این برنامه ها.
یک کارخانه هوشمند چیست؟
یک کارخانه هوشمند یک تاسیسات جامع است که از ماشین آلات، روبات ها و سنسورهای محلی که به صورت دیجیتالی به یکدیگر متصل شده اند برای کنترل، جمع آوری داده ها در زمان واقعی، تجزیه و تحلیل و تصمیم گیری استفاده می کند (شکل 1).این نوع کارخانه ها به طور فزاینده ای غیرمتمرکز و ماژولار می شوند، و این امر باعث می شود که تنظیم مجدد آنها برای پاسخگویی به تقاضای تولید در حال تغییر آسان باشد.سازمان ماژولار کنترل محلی و استفاده از ماشین آلات کوچک را برای بهبود انعطاف پذیری تولید تسهیل می کند.
نمودار طرحی از ماشین های شبکه ای، روبات ها و سنسورهای متصل به هم (برای بزرگ تر کردن کلیک کنید)
شکل ۱: کارخانه های هوشمند از ماشین های شبکه ای، روبات ها و سنسورهای متصل به هم برای اطمینان از عملکرد کارآمد استفاده می کنند.
این امکانات از ایستگاه های کاری ماژولار مجهز به روبات های مستقل یا همکاری استفاده می کنند.مانند وسایل نقلیه هدایت شده خودکار (AGV) یا ربات های متحرک مستقل (AMR)در مقایسه با روبات های ثابت، مزایای AMR و AGV در تحرک قوی خود قرار دارند، که به آنها اجازه می دهد تا بین ایستگاه های کار چرخش و حرکت کنند.از طریق کار مشترک AGVدر یک خط تولید، ربات ها می توانند وظایف مختلفی را در واحدهای مختلف انجام دهند. ربات ها می توانند در صورت لزوم بین ایستگاه های کار حرکت کنند یا دوباره توزیع شوند تا بهره وری کلی را بهبود بخشند.این ایستگاه های کاری اغلب در محیط های خشن قرار دارند، بنابراین طراحان باید در نظر بگیرند که روبات ها و سایر ماشین های خودکار ممکن است در معرض دمای بالا، رطوبت، گرد و غبار، مواد شیمیایی خوردنی، و همچنین ضربه و ارتعاش باشند.
سنسورها تمام عملیات را نظارت می کنند. با توجه به طراحی، سنسورها می توانند سیم دار یا بی سیم باشند. سنسورهای بی سیم به طور معمول از طریق اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT) متصل می شوند.ربات های تلفن همراه نیز می توانند با استفاده از IIoT نظارت شوند.
مانند سیستم های الکترونیکی معمولی، روند صنعت به سمت کوچک سازی روبات ها، ماشین ها، سنسورها و کنترل کننده ها است.تقاضا برای برق کمتر است و فضای موجود بزرگتر استعلاوه بر این، حجم صفحه های مداری چاپی نیز کوچکتر است، که نیاز به اجزای دارای بهره وری حجمی بالاتر دارد.
کانکتورهای قدرت و سیگنال انعطاف پذیر و قابل اعتماد
این که آیا سیم به سیم، سیم به تخته، یا سیم به پانل، کانکتورها باید به طور قابل اعتماد انتقال قدرت و سیگنال های کنترل.و هرچه فاصله ی هدایت کننده ی تر باشد.
هدف از طراحی ماژولار، دستیابی به انعطاف پذیری است؛ بنابراین، راه حل های کانکتور باید همان انعطاف پذیری سیستم های اتوماسیون را داشته باشند.طراحی کانکتورها باید قفل امن و راحت را تضمین کند تا از عدم تطابق در طول مونتاژ و کشیدن تصادفی ناشی از ضربه و لرزش جلوگیری شود..
کانکتورهای سری دینامیک TE Connectivity AMP برای پاسخگویی به نیازهای مدارهای سیگنال و قدرت صنعتی با چگالی بالا طراحی شده اند.این کانکتورها این الزامات را از طریق چندین سری کانکتور برآورده می کنند، قادر به تحمل جریان های از 2.6 تا 100 آمپر (A) و ولتاژ های از 125 تا 1000 ولت است. بسته به جریان نامی و ولتاژ،این کانکتورها می توانند اتصال متقابل با چگالی بالا را با فاصله هادی از 1 فراهم کنند.8 میلی متر تا 24.5 میلی متر (ملی متر)
فشرده ترین کانکتور دینامیک سری مینی است. این سری برای کاربردهای سیم به صفحه مناسب است، با فاصله تماس 1.8 میلی متر و شماره پین 12، 16 و 20.سیم های قابل قبول 22 تا 26 AWG با ولتاژ نامی 250 ولت AC (VAC) و جریان 3 A.
به عنوان مثال، 1-2834461-2 (شکل 2، بالا) یک محفظه سوکت 12 تماس با تماس ها در ردیف های دوگانه ترتیب داده شده است، با فاصله 2.75 میلی متر بین ستون ها. کانکتور 19.3 میلی متر طول دارد، 15.7 میلی متر عرض دارد،و 8.35 ميلي متر ارتفاع
نمودار طرحی از اتصال TE 12 پین دینامیک سیم مینی به سوکت هیئت مدیره و قطعات دارنده پین
شکل 2: اجزای سیم 12 پین Dynamic Mini به سوکت (بالا) و حامل سوزن (پایینی) نشان داده شده است.
محفظه سوکت مجهز به تماس های سوکت TE Connectivity AMP 2834464-5 است. این سیم های سیم پیچ شده آلیاژ مس است که می توانند 26 سیم AWG را بپذیرند.جریان نامی آن 3 A است و ولتاژ کار آن 250 VAC یا 125 VDC است. هر تماس با استفاده از یک صفحه قفل برای امن خود را در خانه. علاوه بر این,محفظه مجهز به قفل ثانویه ای است که حفاظت ایمنی اضافی برای مکانیسم قفل کردن پایانه های تماس را فراهم می کند..
سوکت به 1-2834465-2 متصل می شود که یک حامل سوزن 12 پین است (شکل 2 ، پایین). طول حامل سوزن 19.3 میلی متر ، عرض 12.3 میلی متر و ارتفاع فقط 8 است.7 میلی مترنگهدارنده سوزن شامل پین های تماسی مسطح است و یک ساختار کاملا پوشیده را اتخاذ می کند.
این کانکتور دارای یک کنترل کلید برای جلوگیری از قرار دادن نادرست است و مجهز به یک قفل قفل برای ارائه بازخورد صوتی و لمسی است که وقتی سوکت و سوکت سوزن به طور کامل درگیر می شوند.قفل در حفره زیر بالای کانکتور قرار دارد تا از باز شدن تصادفی جلوگیری شود. ناخن جانبی پشتیبانی مکانیکی از محور سوزن را فراهم می کند.
کانکتورهای سری مینی ابعاد کوچکتر و قابلیت اطمینان بیشتری دارند که نه تنها می توانند نیازهای محیط های صنعتی را برآورده کنند،اما همچنین کاربردهای دیگر با الزامات ضد ارتعاش بالاتر مانند روبات ها و خودروها.