模块化工业机器人

机器人电源系统

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挑战
  • 智能工厂需要非常灵活的生产工具
  • 机器人必须小巧轻便,便于运输、配置和重新编程,以便用于其他生产区域

解决方案
  • 紧凑型 AC/DC 电源解决方案
  • 轻松进行热管理
  • 经批准可用于所有工业领域
  • 经过工业认证的电源

应用要求
  • 由单相交流电网供电
  • 电机需要由 48 V 电压供电,峰值功率高达 1000 W
  • 尺寸至关重要,因为电源单元必须安装在底座单元中
  • 客户需要能够轻松进行热管理,最好不使用风扇
  • 必须满足 EN60204-1 规定的 4 kV 增强隔离要求
  • 采用基板冷却型 100 W DC/DC 转换器生成 24 V 工业级输出电压

引言

智能工厂要实现诸多目标,其中之一是保证生产线要非常灵活且易于配置,以便生产不同产品或同一产品的不同变体。传统机器人往往专为特定任务而设计,并非智能工厂的理想选择,智能工厂需要的是灵活、模块化、易于配置的解决方案。阅读本文,了解 RECOM 如何支持客户设计具有革命性的模块化工业机器人。

应用案例概述

工业 4.0 是工业领域的第四次革命,采用现代的通信、数字化、云集成和人工智能技术进一步优化工业生产。其带来的一大优势是,生产线将变得更加灵活,能够在同一条生产线上生产同一产品的不同变体,甚至生产完全不同的产品,而无需对生产线进行复杂的重新配置。

机器人必须具备灵活性,要能够在生产线上的不同位置处理不同的任务。这就需要配备易于运输的模块化系统,而且要求这些系统可以在几分钟内完成连接和重新编程,以执行另一项任务。

该客户设计了一款非常灵活的模块化机器人系统,其中包括手臂、关节、夹爪、钻头和其他工具,并且这些工具的连接和重新配置可以在几分钟内完成。模块化软件包用于快速对机器人进行重新编程以执行新任务。对于第一版原型,使用实验室电源以高达 800 W 的功率驱动 48 V 电机。

对于最终版本,客户需要的是尺寸极其小巧、热管理非常简便的解决方案,并且适合在 DIN EN60204-1 环境中使用(如果是工业机械环境,满足 4 kV 增强隔离要求,则可安全运行)。

标准工业电源可以满足其中一些要求,但最大的挑战是电源单元的尺寸要极其小巧,能够装入机器人基座单元的可用空间内,并可以进行传导冷却,从而避免风扇带来的噪声和可靠性问题。

RECOM 能够提供理想的解决方案。这是一款极为小巧且采用传导冷却的 AC/DC 电源,采用无风扇设计,可以安装在基座单元的机箱中,并且完全通过自然对流冷却,可连续输出最高 1000 W 的功率和 1200 W 的峰值功率(持续 10 秒)。

该单元可由全球各种交流电网供电,并通过了工业和医疗标准认证,能够满足 4 kV 增强隔离要求。因此,适用于要求符合 DIN EN60204-1 标准的工业应用。

机器人工业控制器单元所需的 24 V/100 W 工业电源来自 RECOM 小型工业 DC/DC 转换器的 48 V 输出。该转换器还像 AC/DC 电源一样具有基板冷却功能,可以安装在底座单元的机箱中,无需任何风扇即可提供全功率。因此,非常适用于客户的应用。

为了保证系统在所有条件下都能安全启动,采用 AC/DC 单元的 5 V 备用输出为机器人控制系统内的内部事务管理和启动功能供电。

这种独特的 AC/DC 电源甚至具有 12 V/1 A 可调节辅助输出,可用于为风扇供电。虽然在正常工作条件下不使用风扇,但客户可以使用风扇来防止系统在异常工作条件下出现过热。例如,如果有人意外阻挡了自然对流,风扇就会开始工作,以免系统过热,并发出声/光警告信号通知操作人员。

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