工場の自動化が進むにつれて、機械的/電気的境界がインテリジェンスを向上させる重要な要素になります。反復動作には、信頼性が高く、負荷とデータに高速で電力を転送できる電気機械インターフェースが必要です。さらに、工場では生産工程をその場で変更できるプログラム可能な柔軟性も必要です。
反復動作には、信頼性が高く、負荷とデータを高速で転送できる電気機械インターフェースが必要です。さらに、工場では、生産工程をオンザフライで変更するためのプログラム可能な柔軟性が必要です。イーサネットやPNPなどの通信チャネルを介したソフトウェア実装により、適応性が向上します。機械が絶えず動いている間、データと電力の両方をこの電気機械インターフェースを介して転送する必要があります。これまで、これが問題となり、動きが制限され、メンテナンスが増え、信頼性が低下していました。機械的な接続のないインターフェースを介してデータと電力を転送するソリューションが、TE Connectivity (TE) のARISO Contactless Connectivityの形で登場しました。ARISO Contactless Connectivityは、非接触型接続にRF通信と磁気電力転送を利用する独自のハイブリッド技術の組み合わせを提供します。
スリップリングは電力とデータを転送するための一般的な技術であり、機械的なインターフェースを必要としますが、これがショートやリングの摩耗などの問題につながる可能性があります。さらに、スリップリングに関連する配線ハーネスにより、可動性が制限される可能性があります。
スリップ リングを介した直接接続を克服するために、電気機械インターフェースでは4つのテクノロジが一般的に採用されています。これらのテクノロジには、光結合、静電容量結合、RF結合、磁気結合が含まれます。材料搬送機能、ロボット アーム、ツール充電などのアプリケーションでは、追加の制限が適用されます。これらの制限は、水、湿気、汚れ、さらにはスマート ファクトリーのコンポーネントを隔てる壁がある環境では、さらに厳しくなることがよくあります。スマート ファクトリーのテクノロジを進歩させるための4つのテクノロジの制限に対処するソリューションが存在します。
光結合は、高速インターフェース ソリューションと分離を提供します。このテクノロジーは、多くのアプリケーションで工場環境で役立ちます。ただし、送信セクションと受信セクションの位置合わせは非常に重要です。このインターフェースには、ほこり、液体、壁や区画の仕切りなどの不透明な構造物などの障害物がないようにする必要があります。さらに、光結合では電力伝送能力が限られています。最後に、LEDは時間の経過とともに劣化し、最終的にはシステム全体の能力が低下します。
静電容量結合は、静止した環境でデータと電力の両方を転送するための優れた選択肢です。ただし、転送ポイントは、ずれがほとんどない固定距離である必要があります。この制限により、静電容量結合は、電気機械インターフェースを備えた回転機械にとって実行可能な代替手段ではないという点に制限されます。
RFカップリングは、データ転送の一般的な方法です。近距離無線通信 (NFC) は、RFタグでデータを転送するほか、スマート ファクトリーを強化する他の方法も使用します。NFC送信は、液体、ほこり、壁や区画に使用される多くのバリア材料の影響を受けません。ただし、NFCは電力の送信には適していません。
磁気カップリングも、インターフェイス間で電力とデータを転送する優れた方法です。磁気結合は、ほこり、光、液体、および多くの種類のバリア材料の影響を受けません。ただし、磁気結合の帯域幅は限られています。これにより、データ転送速度が大幅に低下します。
ARISO非接触接続技術は多くの設計上の障壁を克服します
スマート ファクトリーの機能向上を目指して、RF通信と磁気電力伝送の利点が、電気機械インターフェース全体で無制限の接触接続と移動の自由度を可能にするARISO非接触接続と呼ばれる単一の堅牢なソリューションに統合されました。さらに、このオプションはメンテナンスが不要で、ほとんどの環境要因の影響を受けません。最初のバリアントはセンサー アプリケーション用に設計されており、最大8つのPNPチャネルと24Vで最大12Wをサポートします。
ARISO非接触接続のハイブリッド技術は、ICPT非接触接続を介して近距離場アンテナと共振電力接続を組み合わせたものです。
電力とデータは非接触接続を介して伝送され、摩耗や劣化なしに無制限の接続を可能にします。
自動車工場には、100,000個ものデータ インターフェース ノードがあります。これらのインターフェースの多くは、回転や振動の激しい環境で使用されます。これらのインターフェースの多くでは、接触ベースの接続は役に立ちません。モーターや機械式アクチュエータなどの多くのセンサーや負荷は、動作するために電力とデータの両方を必要とします。この転送は、摩耗、分離、機械のたわみを考慮して、位置合わせと距離の点で柔軟でなければなりません。TEのARISO非接触接続技術は、360度以上の動きを実現しながらこの問題を解決します。密閉されたソリューションは環境の影響を受けず、スリップ リング技術の摩耗を排除します。0 ～ 7 mmの分離距離で分離が実現され、さまざまな角度で動作できるため、位置ずれの要因が軽減されます。°
Ref [1] ARISO非接触接続技術は、非接触接続を介して電力と通信を可能にしながら、調整要件を緩和します。
ARISOコンタクトレス コネクティビティは、AC電力伝送に加えて、さらなる利点も採用しています。LC共振技術を採用することで、発熱が少なく、ノイズ干渉が低減する効率的な電力伝送が可能になります。共振電力システムは、ハード スイッチング コンバータによって生成されるリンギング ノイズのないソフト スイッチングを提供します。共振周波数を制御することで、調整されたインターフェイスが作成されます。
ARISOコンタクトレス コネクティビティは、RFと磁気カップリング技術の両方の利点を備えています。これらを1つの製品に組み合わせることで、多彩なオプションが生まれます。パッケージ化されたソリューションは、他のオプションを妨げる多くの環境要因の影響を受けず、堅牢かつ効果的です。
参考文献[3] ARISO非接触接続ソリューションは、磁気電力とRFアンテナデータ転送技術を組み合わせた堅牢なパッケージを提供します。
この技術の利点は、次のような多くの工場負荷に適用できます。
TEのARISO非接触接続は、次のアプリケーションで標準接続またはアクセサリとして使用できます。
- 充填・包装機械
- 工作機械センター
- コンベアベルトと組立システム
- 食品と飲料
- 真空チャンバー
- ロボット工学：システムインテグレーター
- インテリジェントツールとワークピースホルダー
- パッシブ配電ボックス、リモートIO、センサーを接続
TEのARISO非接触接続は、次の機器に合わせてカスタマイズおよび設計することもできます。
- ロボット工学：ロボット本体
- 回転ユニット/グリッパー
- ツールチェンジャー
- ハンドリング機器
- 回転ユニット
あらゆるテクノロジーと同様に、実用アプリケーションに製品を実装する能力は、NRE時間を短くして実装するために不可欠です。ARISO非接触接続は、TEから直接、またはTEの販売パートナーを通じて入手できます。
まとめ
スマート ファクトリーが柔軟性と効率性を維持するには、電力と通信が必要です。効率的なデータ転送により、応答時間が向上します。たとえば、信頼性の高い非接触接続を介して、簡単なオンザフライ プログラミングにより、プリンター ドラム アプリケーションで製品の色を数秒で変更できます。また、サンプルが仕様を満たさない場合、許容値を即座に調整して無駄を減らすことができます。ARISO非接触接続テクノロジにより、これまで制限されていた障壁を越えながら、これらやその他の多くのオプションを工場で実現できます。工場全体の効率と柔軟性が向上し、メンテナンスや過酷な環境による制限などの要因が軽減または排除されます。