作為向工業(yè)4.0過渡的一部分,制造商在工廠中使用的設(shè)備越來越多,而人員越來越少。機器人應(yīng)用,特別是自主移動機器人(AMR),在這個過程中發(fā)揮著重要作用。它們的使用通過無線充電得到了提升。
自主移動機器人是工業(yè)4.0的一個重要基礎(chǔ),在制造過程的自動化中發(fā)揮著重要作用。然而,這些移動機器人需要定期充電,這對工廠來說正成為一個越來越大的挑戰(zhàn)。無線充電方面的一些發(fā)展使這些機器人更加靈活,這反過來又提高了工廠的能力和效率。
通過元件選擇、線圈設(shè)計和卡片布局的正確組合,無線充電幾乎改變了制造業(yè)的游戲規(guī)則,對整個經(jīng)濟產(chǎn)生影響。
無線充電如何工作
最新的無線充電解決方案使用基于電磁感應(yīng)原理的技術(shù)。當交流電通過發(fā)射器一側(cè)的感應(yīng)線圈時,會產(chǎn)生一個振動的磁場。當這個振蕩磁場被耦合到接收器一側(cè)的感應(yīng)線圈時,接收器一側(cè)的線圈中就會產(chǎn)生一個交流電流。
無線充電系統(tǒng)需要一些組件,包括發(fā)射器線圈、電容器、線圈驅(qū)動器和接收器線圈。其他組件包括二極管整流器、轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器和接收器控制電路和算法,以及電池充電電路。
效益
無線自主機器人以各種方式提高生產(chǎn)力并降低制造成本。它們能夠在閑置充電的情況下連續(xù)運行,并且通過自動充電,它們還需要更少的人進行操作。通過消除對連接器和電纜的需求,維護成本也得到了降低,維護所需的人工干預(yù)最小,為全自動化工廠創(chuàng)造了潛力。
這些充電系統(tǒng)還通過減少短路的機會來提高安全性,因為這些解決方案能可靠地檢測到發(fā)射器和接收器線圈之間的金屬碎片和其他異物,而且不需要連接器。此外,充電器和機器人之間的安全認證可以輕松實現(xiàn),以避免未經(jīng)授權(quán)的訪問,充電期間的數(shù)據(jù)傳輸可用于預(yù)測性維護,以避免停機。
挑戰(zhàn)
除了好處之外,無線充電也有其挑戰(zhàn)。一個是與傳統(tǒng)的有線充電相比,實施充電基礎(chǔ)設(shè)施所需的投資相對較大。另一個是過熱的安全問題,這可能是由發(fā)射器和接收器線圈之間的異物引起的。
正確放置充電器部件可以防止幾個問題,但由于制造上的差異(即不是每個人都生產(chǎn)相同的線圈),線圈參數(shù)的變化也是一個挑戰(zhàn)。
安全問題可以通過各種檢測功能來解決,如果檢測到線圈之間有不適當?shù)臇|西,就會中斷灌裝過程。
系統(tǒng)開發(fā)商應(yīng)與供應(yīng)商合作,為其無線充電解決方案的使用提供詳細指導(dǎo),包括元件選擇、線圈設(shè)計和卡片布局。供應(yīng)商還應(yīng)該提供分步指導(dǎo),以確保最終產(chǎn)品的順利實施。有了這種方法,開發(fā)者可以節(jié)省時間,降低風險,并簡化其無線充電器的設(shè)計。
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