A medida que la automatización en fábricas crece, el límite mecánico/eléctrico se convierte en un factor clave para mejorar la inteligencia. El movimiento repetitivo requiere una interfaz electromecánica que sea confiable y que, a su vez, pueda transferir potencia a la carga y datos a una tasa rápida. Además, las fábricas necesitan una flexibilidad programable para modificar tiradas de producción sobre la marcha.
El movimiento repetitivo requiere una interfaz electromecánica que sea confiable y que, a su vez, pueda transferir potencia a la carga y datos a una tasa rápida. Además, las fábricas necesitan una flexibilidad programable para modificar tiradas de producción sobre la marcha. La implementación de software a través de canales de comunicación como Ethernet y PnP mejora la capacidad de adaptación. Los datos y la potencia necesitan transferirse a través de esta interfaz electromecánica mientras la máquina está en constante movimiento. Hasta ahora, esto ha sido un problema que ha generado movimiento limitado, mantenimiento adicional y una confiabilidad reducida. Una solución para transferir datos y potencia mediante una interfaz que no dependa de una conexión mecánica llegó en la forma de ARISO Contactless Connectivity (Conectividad sin contacto ARISO) de TE Connectivity (TE). Este sistema proporciona una combinación híbrida única de tecnologías que utiliza la comunicación por radiofrecuencia y la transferencia de potencia magnética para una conectividad sin contacto.
Los anillos colectores son un recurso tecnológico común para transferir potencia y datos. Utilizan una interfaz mecánica que puede generar problemas, como un cortocircuito o el desgaste del anillo. Además, los mazos de cables asociados con los anillos colectores pueden limitar la movilidad.
En la búsqueda por superar la conexión directa a través de anillos colectores, se emplean comúnmente cuatro tecnologías en una interfaz electromecánica. Estas tecnologías incluyen acoplamiento óptico, acoplamiento capacitivo, acoplamiento por radiofrecuencia y acoplamiento magnético. Para aplicaciones como funciones de transporte de materiales, brazos robóticos y cargas de herramientas, existen más limitaciones. Estas limitaciones a menudo se intensifican más en entornos con agua, humedad, suciedad o incluso paredes que separan los componentes de la fábrica inteligente. Hay soluciones para combatir las limitaciones de las cuatro tecnologías y generar un avance en la tecnología de fábrica inteligente.
El acoplamiento óptico ofrece un aislamiento y una solución de interfaz de alta velocidad. Esta tecnología es valiosa en el entorno de fábrica para muchas aplicaciones. Sin embargo, la alineación de las secciones de transmisión y recepción es crucial. Esta interfaz debe permanecer libre de obstrucciones como polvo, líquidos y estructuras opacas, como paredes o divisores de compartimientos. Asimismo, el acoplamiento óptico tiene una capacidad de transferencia de potencia limitada. Por último, los LED se degradan con el tiempo, lo que reduce la capacidad general del sistema.
El acoplamiento capacitivo es una excelente opción para transferir datos y potencia en un entorno estacionario. Sin embargo, el punto de transferencia debe tener una distancia fija con poca desalineación. Esta restricción limita el acoplamiento capacitivo a tal punto que deja de ser una alternativa viable para una máquina giratoria con una interfaz electromecánica.
El acoplamiento por radiofrecuencia es un método popular para la transferencia de datos. Las comunicaciones de campo cercano (NFC) transfieren datos en etiquetas de radiofrecuencia y con otros métodos que mejoran la fábrica inteligente. La transmisión por NFC es inmune a los líquidos, el polvo y cualquier material de barrera utilizado para paredes y compartimientos. No obstante, la tecnología NFC no transmite bien la potencia.
El acoplamiento magnético también es un gran método para transferir potencia y datos entre interfaces. El acoplamiento magnético es inmune al polvo, la luz, los líquidos y muchos tipos de materiales de barrera. Sin embargo, el ancho de banda del acoplamiento magnético es limitado. Esto reduce significativamente las tasas de transmisión de datos.
La tecnología ARISO Contactless Connectivity supera muchas barreras de diseño
En la búsqueda por mejorar las capacidades de la fábrica inteligente, las ventajas de la transferencia de potencia magnética y la comunicación por radiofrecuencia se combinaron en una sola solución reforzada denominada ARISO Contactless Connectivity (Conectividad sin contacto ARISO), que permite establecer conexiones de contactos ilimitadas y libertad de movilidad en una interfaz electromecánica. Además, esta opción no requiere mantenimiento y, a su vez, es inmune a la mayoría de los factores ambientales. La primera variante está diseñada para una aplicación de sensor y admite hasta 8 canales PnP y hasta 12 vatios a 24 voltios.
La tecnología híbrida de ARISO Contactless Connectivity combina una antena de campo cercano y una conexión de potencia resonante en la conexión sin contacto de la Transferencia de potencia con acoplamiento inductivo (ICPT)
La potencia y los datos pasan a través de una conexión sin contacto que permite conexiones ilimitadas sin desgaste ni degradación
Las fábricas automotrices tienen unos 100 000 nodos de interfaz de datos. Muchas de estas interfaces tienen lugar en entornos con una importante rotación o vibración. Las conexiones basadas en contactos no son útiles para muchas de estas interfaces. Los diversos sensores y cargas, como motores y activadores mecánicos, necesitan potencia y datos para poder operar. Esta transferencia debe ser flexible en cuanto a alineación y distancia por el desgaste, el aislamiento y la movilidad de la máquina. La tecnología ARISO Contactless Connectivity de TE resuelve el problema mientras proporciona un movimiento superior a los 360°. La solución sellada es inmune a los efectos ambientales y elimina el desgaste de la tecnología de anillo colector. Las distancias de separación de 0 a 7 mm proporcionan aislamiento mientras los factores de desalineación se reducen debido a la capacidad de funcionar en una amplia gama de ángulos.
ref [1] La tecnología ARISO Contactless Connectivity elimina los requisitos de alineación y permite que la potencia y la comunicación pasen a través de una conexión sin contacto
La tecnología ARISO Contactless Connectivity emplea una transferencia de potencia de CA junto con ventajas adicionales. El método elegido de tecnología resonante LC permite una transferencia de potencia eficaz que genera un calentamiento reducido y disminuye la interferencia por ruidos. Los sistemas de potencia resonantes ofrecen un cambio sutil sin el ruido generado por los convertidores de conmutador físico. Al controlar la frecuencia resonante, se crea una interfaz mejorada.
La tecnología ARISO Contactless Connectivity debe sus ventajas a las tecnologías de acoplamientos magnético y por radiofrecuencia. Cuando se combinan en un solo producto, se crean opciones versátiles. La solución conjunta es sólida y eficaz, y a su vez inmune a los diversos factores ambientales que inhiben otras opciones.
referencia [3] La solución ARISO Contactless Connectivity proporciona un paquete reforzado que combina una tecnología de transferencia de datos con antena de radiofrecuencia y de potencia magnética
Las ventajas de esta tecnología son aplicables a muchas cargas de fábrica, incluidas las siguientes:
ARISO Contactless Connectivity de TE se puede utilizar como conectividad estándar o accesorio en las siguientes aplicaciones:
- Máquinas de llenado y empaquetado
- Centros de máquinas
- Sistemas de montaje y cintas transportadoras
- Alimentos y bebidas
- Cámaras de vacío
- Robótica: integradores de sistemas
- Herramientas inteligentes y soportes de piezas de trabajo
- Conexión de cajas de distribución pasiva, E/S remotas y sensores
ARISO Contactless Connectivity de TE también se puede personalizar y diseñar en el siguiente equipo:
- Robótica: cuerpo del robot
- Unidades giratorias/de sujeción
- Cambiador de herramientas
- Equipo de manipulación
- Unidades giratorias y rotativas
Como sucede con cualquier tecnología, la capacidad de implementar el producto en una aplicación en funcionamiento es crucial para permitir la implementación con poco tiempo de NRE (Non-Recurring Engineering, Ingeniería No Recurrente). ARISO Contactless Connectivity está disponible a través de TE directamente y de socios de distribución de TE.
Resumen
La fábrica inteligente necesita potencia y comunicación para permanecer flexible y eficaz. La transferencia de datos eficaz mejora el tiempo de respuesta. Por ejemplo, el color de un producto se puede cambiar en segundos en una aplicación de tambor de impresora con una programación simple sobre la marcha a través de una conexión confiable sin contacto. Las tolerancias se pueden ajustar inmediatamente para reducir los desechos cuando las muestras no cumplen con la especificación. La tecnología ARISO Contactless Connectivity permite esto y muchas más opciones para su fábrica mientras cruza las barreras que una vez generaban límites. La eficacia y flexibilidad generales de la fábrica mejoran mientras los factores como el mantenimiento y las limitaciones generados por entornos rigurosos se reducen o eliminan.