Akıllı fabrikalar, modüler robot konseptlerini kullanarak merkezi olmayan zeka ve kontrol yoluyla otomasyon seviyelerini sürekli olarak geliştiriyor. Kontrol fonksiyonlarının fiziksel dağıtımı, teller ve kablolar aracılığıyla bağlantı gerektirir ve konektörler, modern fabrikaların çevresel gereksinimlerini karşılayacak kadar güvenilir ve emniyetli olmalıdır. Bu konektörler, nominal akım gereksinimlerini karşılamak için yeterince düşük bir empedansa, yeterince geniş bir temas alanına sahip olmalı ve titreşime ve darbeye direnmek için güçlü bir kilitleme mekanizmasına sahip olmalıdır. Ayrıca montajı ve değiştirilmesi kolay olmalı, hızlı bir şekilde güncellenip değiştirilebilmelidir.
Bu makale öncelikle endüstriyel robotların ve fabrika otomasyonunun bağlantı gereksinimlerini kısaca tanıtıyor ve ardından TE Connectivity AMP konnektör serisini tanıtarak bu uygulamaların güç, sinyal, güvenilirlik ve güvenlik gereksinimlerini desteklemek için bu konnektörlerin özelliklerinin nasıl kullanılacağını gösteriyor.
Akıllı fabrika nedir?
Akıllı fabrika, kontrol, gerçek zamanlı veri toplama, analiz ve karar verme için dijital olarak birbirine bağlı makineler, robotlar ve yerel sensörler kullanan kapsamlı bir tesistir (Şekil 1). Bu tür fabrikalar giderek daha merkezi olmayan ve modüler hale geliyor, bu da sürekli değişen üretim taleplerini karşılamak için yeniden yapılandırılmayı kolaylaştırıyor. Modüler organizasyon, üretim esnekliğini artırmak için küçük makinelerin yerel kontrolünü ve dağıtımını kolaylaştırır.
Ağ bağlantılı makinelerin, robotların ve birbirine bağlı sensörlerin şematik diyagramı (büyütmek için tıklayın)
Şekil 1: Akıllı fabrikalar, verimli çalışmayı sağlamak için ağa bağlı makineler, robotlar ve birbirine bağlı sensörler kullanır. (Resim kaynağı: TE Connectivity AMP)
Bu tesisler, bağımsız veya işbirlikçi robotlarla donatılmış modüler iş istasyonlarını kullanır. Ürünleri iş istasyonları arasında hareket ettiren Otomatik Kılavuzlu Araçlar (AGV'ler) veya Otonom Mobil Robotlar (AMR'ler) gibi çeşitli mobil robot türleri vardır. Sabit robotlarla karşılaştırıldığında AMR ve AGV'nin avantajları, iş istasyonları arasında dönmelerine ve hareket etmelerine olanak tanıyan güçlü hareket kabiliyetlerinde yatmaktadır. AGV, AMR ve işbirlikçi robotların ortak çalışması sayesinde bir üretim hattı, farklı birimlerde farklı görevleri yerine getirebilir. Robotlar, genel verimliliği artırmak için gerektiğinde iş istasyonları arasında hareket edebilir veya yeniden dağıtabilir. Bu iş istasyonları genellikle zorlu ortamlarda bulunur; bu nedenle tasarımcılar, robotların ve diğer otomatik makinelerin yüksek sıcaklıklara, neme, toza, aşındırıcı kimyasallara, ayrıca darbe ve titreşime maruz kalabileceğini dikkate almalıdır.
Sensörler tüm işlemleri izler. Tasarıma göre sensörler kablolu veya kablosuz olabilir. Kablosuz sensörler genellikle Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) aracılığıyla bağlanır. Mobil robotlar IIoT kullanılarak da izlenebilir.
Tipik elektronik sistemler gibi endüstri eğilimi de robotların, makinelerin, sensörlerin ve kontrolörlerin minyatürleştirilmesi yönündedir. Küçük boyutu ve hafifliği nedeniyle elektrik talebi daha azdır ve kullanılabilir alan daha büyüktür, dolayısıyla üretkenlik artar. Ayrıca baskılı devre kartlarının hacmi de daha küçüktür, bu da bileşenlerin daha yüksek hacimsel verime sahip olmasını gerektirir.
Esnek ve güvenilir güç ve sinyal konnektörleri
İster kablodan kabloya, ister kablodan panele, ister kablodan panele olsun, konektörler güç ve kontrol sinyallerini güvenilir bir şekilde iletmelidir. Konektör ne kadar küçük olursa, aralık o kadar yakın ve iletken aralığı da o kadar ince olur.
Modüler tasarımın amacı esneklik sağlamaktır; Bu nedenle konnektör çözümlerinin otomasyon sistemleriyle aynı uyarlanabilirliğe sahip olması gerekir. Esneklik ihtiyacını karşılamak amacıyla, konektörlerin tasarımı, montaj sırasındaki uyumsuzlukları ve darbe ve titreşim nedeniyle kazara dışarı çıkmayı önlemek için güvenli ve rahat kilitleme sağlamalıdır.
TE Connectivity AMP'nin Dynamic serisi konnektörleri, yüksek yoğunluklu endüstriyel sinyal ve güç devrelerinin ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmıştır. Bu konnektörler, 2,6 ila 100 amper (A) aralığındaki akımları ve 125 ila 1000 volt aralığındaki voltajları idare edebilen birden fazla konnektör serisi aracılığıyla bu gereksinimleri karşılar. Nominal akım ve gerilime bağlı olarak bu konnektörler, 1,8 milimetre ila 24,5 milimetre (mm) arasında değişen iletken aralıklarıyla yüksek yoğunluklu ara bağlantı sağlayabilir.
En kompakt Dinamik konnektör Mini serisidir. Bu seri, 1,8 mm kontak aralığı ve 12, 16 ve 20 pin numaraları ile kablodan karta uygulamalar için uygundur. 250 volt AC (VAC) nominal voltajı ve 3 A akım ile 22 ila 26 AWG kabul edilebilir kablolar.
Örneğin, 1-2834461-2 (Şekil 2, üst), sütunlar arasında 2,75 mm aralık olacak şekilde çift sıra halinde düzenlenmiş kontaklara sahip 12 kontaklı bir soket yuvasıdır. Konektör 19,3 mm uzunluğunda, 15,7 mm genişliğinde ve 8,35 mm yüksekliğindedir.
TE Connectivity 12 pinli Dynamic Mini kablodan karta soket ve pin tutucu bileşenlerinin şematik diyagramı
Şekil 2: 12 pinli Dynamic Mini kablodan karta soket (üst) ve iğne tutucunun (altta) bileşenleri gösterilmektedir. (Resim kaynağı: TE Connectivity AMP)
Soket muhafazası TE Connectivity AMP 2834464-5 soket kontaklarıyla donatılmıştır. Bunlar 26 AWG kabloyu kabul edebilen kalay kaplı bakır alaşımlı kıvrımlı tel terminallerdir. Nominal akımı 3 A ve çalışma voltajı 250 VAC veya 125 VDC'dir. Her kontak kendisini muhafazaya sabitlemek için bir kilitleme plakası kullanır. Ek olarak kasa, kontak terminallerinin kilitleme mekanizmasına ek güvenlik koruması sağlamak üzere gömülü bir ikincil kilitle donatılmıştır.
Soket, 12 pimli yüzeye monte iğne tutucusu olan 1-2834465-2'ye bağlanır (Şekil 2, alt). İğne tutucunun uzunluğu 19,3 mm, genişliği 12,3 mm ve yüksekliği yalnızca 8,7 mm'dir. İğne tutucu, kare kesitli kalay kaplı kontak pimleri içerir ve tamamen kapalı bir yapıya sahiptir.
Bu konnektör, yanlış yerleştirmeyi önleyen bir anahtar kontrolüne sahiptir ve soket ile iğne soketi tamamen birbirine geçtiğinde sesli ve dokunsal geri bildirim sağlamak için bir kilitleme mandalıyla donatılmıştır. Mandal, kilidin kazara açılmasını önlemek için konektörün üst kısmının altındaki girintide bulunur. Yan çivi iğne göbeği için mekanik destek sağlar.
Mini serisi konnektörler daha küçük boyutlara ve daha yüksek güvenilirliğe sahip olup, yalnızca endüstriyel ortamların gereksinimlerini karşılamakla kalmaz, aynı zamanda robotlar ve otomobiller gibi titreşim önleme gereksinimlerinin daha yüksek olduğu diğer uygulamaların gereksinimlerini de karşılar.