Компоненты Panasonic для промышленной робототехники: Решение ключевых проблем автоматизации

Дизайнеры и производители контроллеров промышленных роботов сталкиваются с множеством сложных задач. Panasonic предлагает инновационные компоненты, которые соответствуют даже самым строгим требованиям клиентов.

Автоматизация развивается благодаря технологическому прогрессу, социальным изменениям и росту мирового населения. Промышленные роботы стали неотъемлемой частью производственных и логистических процессов.

Для минимизации отказов, максимизации производительности и оптимизации эффективности (как по экологическим, так и по экономическим причинам) необходимы компоненты, адаптированные к специфическим требованиям промышленных приложений. В этой статье мы рассмотрим ключевые проблемы производителей электронных схем для управления и мониторинга автоматизации и сравним их с характеристиками специализированных компонентов Panasonic.

Что вы узнаете из этой статьи:

• Роль пассивных компонентов в схемах автоматизации
• Сложные условия эксплуатации электроники
• Оптимизация размера и веса в робототехнике
• Характеристики специализированных компонентов Panasonic
• Ключевые особенности конденсаторов для промышленных приложений
• Сокращение площади, занимаемой MLCC
• Защита конденсаторов от вибраций
• Промышленная робототехника и высокие температуры
• Преимущества конденсаторов CP-Cap, POSCAP и OS-CON
• Конструкция индуктивных элементов с металлическим композитом
• Ограничение негативных последствий скин-эффекта
• Измерение тока с использованием резисторов с низким сопротивлением
• Влияние сульфидов на компоненты SMD
• Феномен тепловой деградации конденсаторов

Автоматизация и проблемы для электроники

Ключевые функции автоматизации и робототехники связаны с интенсивной эксплуатацией: непрерывная работа 24/7, выполнение повторяющихся задач, высокая точность и максимальная производительность. Это создает технические проблемы не только в механике, но и в электрике и электронике. Основные факторы риска: высокая температура, влажность, удары и вибрации. Кроме того, промышленные роботы должны быть компактными для работы в ограниченном пространстве.

Давайте изучим специфику этих условий.

Контроллеры промышленных роботов подвергаются воздействию различных неблагоприятных факторов окружающей среды.

Вредная рабочая среда

Компоненты Panasonic тестируются на деградацию из-за длительной эксплуатации и сложных условий окружающей среды. В ассортименте есть продукты для специфических приложений, например, устойчивые к химическим факторам или механическим перегрузкам. Многие из них демонстрируют термическую стабильность.

Снижение веса

Один из лучших способов повысить эффективность систем – миниатюризация. Снижение веса уменьшает потребление энергии, снижает инерцию и риск повреждения печатных плат. Компоненты должны быть компактными, легкими и высокопроизводительными.

Компоненты Panasonic для автоматизации

Рассмотрим ассортимент компонентов Panasonic для трех основных типов элементов: конденсаторы, индукторы и резисторы.

Конденсаторы

Полимерные конденсаторы Panasonic характеризуются низким ESR и оптимальным поведением на высоких частотах, обеспечивая стабильную работу независимо от температуры или начальной поляризации. Они превосходят электролитические и керамические решения.

Конденсаторы Panasonic

Миниатюризация

В контексте миниатюризации часто используются MLCC элементы. Однако они имеют недостатки: падение емкости под воздействием постоянного напряжения и снижение емкости при высоких и низких температурах. Panasonic предлагает миниатюрные тантал-полимерные SMD конденсаторы, которые не демонстрируют таких проблем. Например, 10 MLCC элементов 22µF можно заменить одним полимерным конденсатором 47µF, что сокращает занимаемое место.

Устойчивость к вибрациям

Гибридные (алюминиевые) конденсаторы Panasonic выдерживают ускорения до 30G без дополнительного крепления. Они предлагают широкий выбор емкостей и способствуют минимизации веса системы.

Стабильная работа при высоких температурах

Panasonic предлагает три инновационные семьи конденсаторов с исключительной термостойкостью:

• SP-Cap: Алюминиево-полимерные электролитические конденсаторы с сроком службы до 5500 часов при 135°C.
• POSCAP: Полимер-танталовые конденсаторы, работающие не менее 1000 часов при 125°C.
• OS-CON: Алюминиевые конденсаторы с проводящим полимером, срок службы до 20000 часов при 105°C.

Конденсаторы SP-Cap

Конденсаторы POSCAP

Конденсаторы OS-CON характеризуются очень низким ESR и доступны в емкостях до 2.7mF, что позволяет сократить количество элементов.

Конденсаторы OS-CON

Индукторы

Силовые индукторы типа Metal Composite (MC) используют композитное ядро от Panasonic. Они обладают отличными параметрами при небольших размерах, а также устойчивостью к теплу и вибрациям.

График сравнивает падение индуктивности под воздействием температуры и постоянного тока. Видны различия между проводными индукторами на ферритовом ядре (синие и темно-синие линии) и типа Metal Composite (зеленая линия).

Элементы типа MC не демонстрируют быстрого насыщения, а термические условия минимально влияют на их параметры.

Индукторы от Panasonic

Разработаны для автомобильной промышленности

Индукторы MC проходят строгие испытания: срок службы не менее 2,000 циклов резких изменений температуры (от -40°C до 150°C) и работа при 150°C в течение 2000 часов.

Резисторы

Panasonic предлагает специализированные резисторы, адаптированные к специфическим функциям и различным рабочим средам.

Низкое сопротивление шунтирующих резисторов

Использование резисторов для измерения тока необходимо в контроллерах. Чем ниже сопротивление, тем лучше. Panasonic разработал SMD резисторы с очень низкими параметрами, что снижает нагрев схем.

Устойчивость к серным соединениям

Сера и ее соединения вредны для электроники. Panasonic предлагает резисторы серий ERJS (с золотыми электродами) и ERJU (с серебряно-палладиевым сплавом), устойчивые к сульфидам.

Электроника, работающая рядом с интенсивным уличным движением, подвергается воздействию серных соединений.

В тестах серия ERJU выдерживала более 3000 часов погружения в серосодержащее масло, а ERJS не показала изменений в сопротивлении.

Стабильная работа и ограничение дерейтинга

Серия резисторов ERJH устойчива к температурам до 175°C, что позволяет использовать их в высокомощных цепях.

Резисторы ERJH

Резюме

Пассивные компоненты играют ключевую роль в автоматизации и робототехнике. Правильный выбор конденсаторов, индукторов и резисторов обеспечивает долговечность установок. Решения Panasonic помогают строить более долговечные и эффективные промышленные устройства, снижая риск отказов и оптимизируя использование пространства и ресурсов.

Предложение компонентов Panasonic