机器人及自动化领域连接器-电子与电气的挑战

随着工业物联网(IIoT)的不断扩展,越来越多的机器人和自动化设备进入工厂车间,其挑战在于如何保护敏感的电子设备免受暴露于工厂环境中灰尘,碎屑,油污,振动,温度等影响。

例如,FANUC在2019年末推出的新型协作弧焊机器人可提供更高的有效载荷和完整的六轴联动方案,使机器人具有更大的灵活性。这种组合使他们可以加工各种零件,占地面积小和无需安全防护设备也成为另一个不小的优势。
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FANUC的CR-15iA提供15kg的有效载荷和1441mm的作用范围。这种组合可以加工各种零件,也可以用于更新的应用中,例如电弧增材制造。

ABB的小型YuMi系列,它的七个轴具有更大的灵活性,可以模仿类人的动作,从而满足小零件组装过程的生产需求,例如在消费电子产品制造中遇到的那些需求。
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工业机器人和机械设备已连接到IIoT网络中种类繁多的设备。这意味着所有这些设备之间的通信要求也在增加,甚至更加强调了连接器和电缆在保持整个工业网络连接和运行中所起的关键作用。

TE Con​​nectivity工业业务部门的标准化和联盟全球负责人Guenter Feldmeier说,通信功能因此变得与电源和信号接口同等重要。这就是为什么以太网技术变得非常重要的原因:以太网技术在工业通信中的不同层次上使用,例如机器人与其控制柜之间或柜体子系统与工厂自动化设备之间的通信。

TE用于工业和自动化设备的产品适用于机器人和工业机械,以及电机,伺服驱动器和工业通信,并包括机器人和其他机器之间的互连以及外部接口以及这些设备之间的所有连接性,其中传感器也起到很重要的作用。
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百通公司工业数据和连接性产品线经理Sylvia Feng表示,百通的工业数据和连接性通信连接器是为工业工厂自动化通信协议(例如工业以太网和现场总线)设计的。以太网电缆连接到机器上的不同终端设备,例如在PLC与传感器,摄像机,执行器或任何其他利用数据的设备之间,由于连接器包含在外壳中,并且已经受到保护,因此不需要密封,因此其防护等级为IP20。
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MICE分类系统是用于描述在工业环境中所需要的不同的保护电平之一事实上的行业标准。干净,有地毯的办公室是MICE 1环境,MICE 2环境需要IP20级保护,MICE 3环境需要IP67级保护。“在MICE 1中,您可以使用最便宜的非屏蔽塑料连接器,因为它不会移动并且不需要加固。” Feng说。“在MICE 3中,可能会有油和其他液体飞溅,温度循环,电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI),因此您可能需要多种保护措施。”

TE的Feldmeier列举了影响互连要求的工业机器人和机械的六个总体系统级需求:小型化,可靠性,坚固性,灵活性,易用性和易于安装性。

小型化主要适用于互连系统,以实现更小的尺寸和更高的封装密度,而可靠性需求则主要涉及最大50g的振动和物理冲击。坚固性包括从-40°C到+ 85°C的非常宽的工业工作温度范围。数据端对EMI尤其敏感,因此360°固态金属屏蔽就显得很重要了。灵活性意味着在工业领域中的几件事。布线必须非常灵活,并支持现场安装,因此连接器必须易于现场安装。比如说10Gb / s以太网非常敏感,网络故障的最薄弱环节是每条以太网电缆的末端,一个RJ45连接器与其他设备建立连接。连接质量取决于连接器质量及其安装程度。

为了简化安装过程并在不同级别的安装者体验中保持一致,Belden开发了新的DataTuff工业REVConnect RJ45现场终端连接器。新生产线提供了适用于Cat 5e,Cat 6,Cat 6a,UTP和STP应用的连接器,电缆套件和配件,并且解决了将笨重的工业级连接器安装到工厂车间狭窄空间中的问题。
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REVConnect RJ45现场端接连接器,这是最简单,安装最快的端接连接器之一。获得专利的REVConnect设计最初应用于IT领域。

Belden开发了绑定对电缆技术,以提高高可用性环境中以太网电缆的性能。无论如何安装,它都能将电缆的双绞线保持在一起,因此阻抗始终是一致的。机械强度提高了60%,抗扰性大大降低。

Fischer连接器最近在其薄型,坚固耐用的LP360连接系统中增加了更多的连接器尺寸和材料类型,其中包括连接器,电缆组件和工业应用的有源设备。
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浩亭的RJ工业以太网数据接口范围包括RJI MF RJ45 Cat 6A插头,带IDC端接的弯角连接器,可提供IP20防护等级。它专为要求数据速率高达10Gb / s的工业应用中的数据网络布线而设计。关键因素是IP保护,插件可靠性,抗振性和EMC安全性。
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TE还在开发单对以太网产品,该技术已被集成到新一代汽车中,以取代CAN和其他总线系统。单对以太网M8连接器具有符合IEC 63171-6的附加电源引脚,是为此技术趋势而开发的新产品。
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TE的M12 X编码连接器可实现工业设备中的可靠通信,易于安装,可支持高达10 Gbps的更高带宽需求,并提供IP67 / 68等级的环境保护。

TE的M12 X代码和Mini I/O连接器系统是专门为工业机器人和机械而设计的两种产品,它们具有非常小,非常坚固的连接以实现机器人和其他机器的小型化,迷你I / O已被IEC 采纳为国际标准IEC61076-3-122,该标准为工业应用连接器提供了最低行业要求。
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【摘自Bishop杂志,作者:Ann Thryft , February 18, 2020】

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