Una visión general de la industria de febrero de 2022 vinculó el crecimiento de IoT industrial, robots colaborativos, Ethernet, sensores y equipos automatizados con una mayor demanda de interconexiones de energía, señal y datos. Usó ejemplos de robots FANUC y ABB y discutió productos de TE Connectivity, Belden, Fischer y HARTING.
Las especificaciones del robot con nombre, las carteras de proveedores, las calificaciones de productos y los planes de desarrollo eran descripciones disponibles en ese momento. No son información actual de pedidos o prueba de que una marca es la mejor. Una arquitectura confiable de interconexión de robots comienza con el movimiento, el entorno, los datos, la energía, la seguridad, el mantenimiento y los requisitos de instalación.
Mapa del sistema completo de conexión del robot
Un robot puede necesitar potencia del motor, potencia de frenado, retroalimentación del codificador, circuitos de seguridad, sensores, cámaras, Ethernet industrial, bus de campo, conexión a tierra e interfaces de herramientas auxiliares. Las juntas internas, los paquetes de ropa, los cambiadores de herramientas, los conectores de base, los gabinetes de control y los enlaces externos de fábrica tienen diferentes restricciones.
Defina voltaje, corriente, protocolo, velocidad de datos, latencia, blindaje, movimiento, radio de curvatura, torsión, ciclos de acoplamiento, acceso al servicio y consecuencia de falla para cada enlace. Un conector híbrido puede reducir las interfaces, pero puede concentrar el riesgo eléctrico, térmico y de reparación.
Gabinete protegido versus máquina expuesta
La descripción general de 2022 contrastó las conexiones dentro de recintos protegidos con interfaces industriales expuestas. Una conexión IP20-style del gabinete puede ser apropiada donde el recinto controla el polvo y los líquidos. Una interfaz del lado de la máquina puede necesitar protección contra polvo, aceite, refrigerante, lavado, condensación o inmersión temporal.
Una clasificación IP aborda pruebas de ingreso definidas; no prueba por sí misma compatibilidad química, resistencia a la corrosión, estabilidad UV, lavado a presión, vibración o sellado a largo plazo. Revise la carcasa, el sello, la cubierta del cable, el sobremolde, la junta del panel, la condición de acoplamiento y el par de instalación como una barrera.
Utilice MICE como una conversación ambiental
El artículo discutió el marco MICE: mecánica, ingreso, climático y químico, y la gravedad electromagnética. Asoció ambientes protegidos más limpios con niveles más bajos y exposición severa de la fábrica con niveles más altos. Las clasificaciones exactas deben seguir los estándares de cableado y equipo aplicables utilizados por el proyecto.
MICE es útil porque evita un enfoque estrecho en la resistencia al agua. Una conexión puede pasar una prueba de ingreso y aún así fallar por vibración, fricción, ciclos de temperatura, ataque de aceite o ruido electromagnético. Documentar cada estrés y su evidencia de prueba.
El rendimiento de Ethernet depende de la instalación
Ethernet industrial puede conectar robots a gabinetes, controladores a máquinas y PLC a sensores, cámaras y actuadores. RJ45, M12 y otras interfaces pueden servir a diferentes zonas protegidas o expuestas. Los requisitos de protocolo y canal determinan la categoría, el recuento de pares, el blindaje, la impedancia, la pérdida de inserción, la pérdida de retorno, la diafonía y el alcance.
La descripción general destacó la terminación del conector como un punto débil y describió las soluciones instalables en el campo. La instalación en el campo puede reducir el inventario de cables y simplificar el enrutamiento, pero el rendimiento depende del pelado, desenroscar el par, la terminación del blindaje, el asiento del conductor, el estado de la herramienta, la inspección y la capacitación del instalador. Validar los ensamblajes realizados por técnicos representativos.
Ethernet de par único requiere la planificación del sistema
El artículo de 2022 describió Ethernet de un solo par como una forma de reducir el tamaño y la masa del cable para algunos dispositivos y citó un concepto M8 con contactos de alimentación adicionales. Esas declaraciones eran descripciones de proveedores y tendencias en ese momento. Deben verificarse el protocolo actual, la alimentación, el conector, el cable y la compatibilidad estándar.
Un cable más pequeño puede mejorar el movimiento del robot, pero la resistencia del conductor, la caída de voltaje, el aumento de temperatura, EMC, la topología y el comportamiento de falla siguen siendo importantes. Los planes de migración deben incluir conmutadores, PHYs, diagnósticos, herramientas y piezas de repuesto, no solo conectores.
El cable flexible no está definido por la suavidad
El cable del robot puede doblarse repetidamente, torcerse a través de juntas, acelerar y frotar contra las guías. Especifique el tipo de flexión, el radio de plegado, el ángulo de torsión, el recuento de ciclos, la velocidad, la aceleración, la temperatura y la configuración del haz. Un cable clasificado para flexión continua en una cadena de arrastre no puede ser clasificado para torsión.
La terminación del conector debe evitar que el movimiento alcance los contactos. Revise el alivio de tensión, la abrazadera, el sobremolde, la transición del escudo, la fatiga del conductor y el enrutamiento del paquete de vestidos. Pruebe el conjunto de cable completo bajo movimiento combinado representativo y carga eléctrica.
El blindaje necesita un camino completo
Motores, unidades, soldadura, suministros de conmutación y contactores crean ruido electromagnético. Una terminación de protección de 360 grados puede reducir la impedancia en comparación con una coleta larga, pero la unión de la carcasa, la preparación del panel, la trenza del cable, la referencia de PCB y la conexión a tierra determinan el rendimiento del sistema.
Mida las comunicaciones durante el funcionamiento del motor, frenado, soldadura y condiciones de falla. Verifique la descarga electrostática, transitorio rápido, sobretensión e inmunidad de radiofrecuencia cuando corresponda. La continuidad por sí sola no demuestra el margen del canal de datos.
Mantenga las funciones de seguridad identificables
La parada de emergencia, la parada protectora, la activación, el freno y otros circuitos relacionados con la seguridad deben seguir la arquitectura de seguridad y el plan de validación de la máquina. Las claves, la codificación, la separación, el diagnóstico y el reemplazo controlado pueden ayudar a prevenir las conexiones erróneas. Una calificación de conector por sí sola no establece la seguridad funcional; el circuito completo, los diagnósticos, el software, los supuestos de falla y la verificación determinan si se logra la reducción de riesgo requerida.
Un flujo de trabajo de selección y validación
- Asigne cada conexión interna, móvil, herramienta, gabinete y red de fábrica.
- Definir los requisitos eléctricos, de protocolo, de movimiento, ambientales, de seguridad y de servicio.
- Seleccione conector, cable, terminación, blindaje, enchapados y montaje como un ensamblaje.
- Construir arneses representativos de producción y terminaciones de campo.
- Pruebe el margen eléctrico, el movimiento, la vibración, la temperatura, el ingreso, los líquidos, EMC, y vida de acoplamiento.
- Validar la instalación, torque, enrutamiento, inspección, diagnóstico, reemplazo y reparación.
- Materiales de control, chapado, cable, herramientas, sitio, firmware y cambios de proceso.
Producto útil-puntos de partida de la familia
Para conexiones de datos robustas, revise Conectores de datos WLconnectivity M12. Para los conjuntos móviles integrados, el Descripción general del conjunto de cables y mazos de cables Puede apoyar el trabajo temprano de la arquitectura antes de la calificación robot-específica.
La visión general de 2022 enfatizó correctamente la miniaturización, la confiabilidad, la robustez, la flexibilidad, la facilidad de uso y la instalación. El mejor conector es aquel cuyo cable completo y la evidencia del sistema coinciden con la zona real del robot, el movimiento, la red y el plan de mantenimiento.
