Mayor potencia y miniaturización en las bodegas automatizadas
La miniaturización es clave en la conectividad industrial. Nuestras soluciones ofrecen señales confiables, gran capacidad de datos y alta potencia en diseños compactos y resistentes.
Soluciones para los retos de densidad de potencia ante la creciente demanda de componentes miniaturizados
La miniaturización es una megatendencia en todos los aspectos de la conectividad, tanto industrial como no industrial. Al analizar esta tecnología con más detalle, es posible clasificar cualquier tipo de conexión en datos, señales y potencia según la aplicación y el mercado. Cada una de estas áreas tiene requisitos especiales para los componentes que se utilizan. Por ejemplo, en las aplicaciones de bodegas automatizadas, es necesario combinar las nuevas tecnologías de comunicación y transmisión de energía con los avances en miniaturización. En las bodegas inteligentes, dos nuevas aplicaciones importantes son los vehículos autoguiados (AGV) y los robots móviles autónomos (AMR). Los AGV se guían mediante señales externas, como una cinta magnética colocada en el piso. Los AMR cuentan con sensores adicionales integrados para la navegación, como los escáneres láser. Ambos enfrentan un reto similar: integrar componentes de alto rendimiento en un espacio muy limitado. Pero, ¿qué significa esto exactamente para una aplicación y los retos de desarrollo que conlleva? Analicemos esto con más detalle.
LA MINIATURIZACIÓN COMO REQUISITO FUNDAMENTAL
Los fabricantes buscan una señal de alta confiabilidad, gran capacidad de datos y alta potencia en la presentación más pequeña posible. Para satisfacer estas exigencias, los componentes miniaturizados son fundamentales y deben cumplir requisitos cada vez más estrictos de rendimiento y confiabilidad. El creciente número de AGV y AMR que se utilizan en las bodegas automatizadas y en el sector de la logística impulsa la necesidad de miniaturización, además de la demanda de mejoras en densidad de potencia, rendimiento y comunicaciones confiables. Estos vehículos son muy compactos e incorporan varios subsistemas electrónicos, los cuales deben caber en un espacio muy limitado. Ambas soluciones móviles requieren numerosos sensores para la navegación, un sistema de manejo de batería y carga, así como motores y componentes electrónicos internos, lo que implica la necesidad de cientos de componentes para su funcionamiento y conectividad. Para que todas estas soluciones técnicas puedan satisfacer los requisitos de aplicaciones cada vez más exigentes, es necesario superar numerosos obstáculos técnicos. La densidad es un factor clave para ayudar a resolver estos retos. Todo comienza con los conectores para PCB, que satisfacen las necesidades de alimentación interna del dispositivo y permiten la transmisión de señales. Dado que los fabricantes de equipos buscan soluciones más compactas que puedan ofrecer mayor conectividad de alta velocidad y mayor potencia, los ingenieros están recurriendo a nuevas
tecnologías para ayudar a resolver los retos que plantea maximizar la densidad de potencia en un vehículo miniaturizado. Para ayudar a satisfacer la necesidad de componentes miniaturizados que combinen una transmisión confiable de señales y datos con capacidades de alta potencia, TE Connectivity ofrece una amplia gama de componentes. A continuación se ofrece información sobre la gama de conectores de TE Connectivity , la cual es muy específica y detallada y, por lo tanto, cumple con los requisitos de libertad de diseño.
El tamaño del componente debe reducirse sin sacrificar potencia ni funcionalidad. De hecho, los diseñadores desean que su rendimiento sea incluso mejor que el de la versión más grande.
- Manuel Rüter,
- Director principal de Normalización y consorcios para Soluciones industriales en TE Connectivity
¿QUÉ IMPULSA ESTA DEMANDA Y CÓMO SE RESUELVEN LOS RETOS RELACIONADOS CON LA DENSIDAD DE POTENCIA?
La miniaturización no es una tendencia nueva en el mundo de las fuentes de alimentación, pero la demanda de componentes miniaturizados está creciendo a medida que se buscan formas de mejorar eficiencia, reducir costos y optimizar operaciones en bodega. Los AGV y los AMR se fabrican en diferentes plataformas, desde pequeñas hasta grandes. Requieren componentes de amplia capacidad que proporcionen la potencia y la conectividad necesarias en un amplio rango —a menudo con aún más funcionalidades y un mejor rendimiento y confiabilidad—.
Los ingenieros han trabajado durante años para mejorar la densidad de potencia. Los límites de la densidad de potencia dependen del producto específico de que se trate. Además de las limitaciones de los materiales y las especificaciones de homologación, existen limitaciones físicas, tales como la tecnología de contacto y el espesor para cumplir con los requisitos de transmisión, las distancias de aislamiento y de distancia de fuga, la facilidad de procesamiento de las PCB y las diferentes
opciones de fabricación.
La elección del material depende de las distancias de aire y de fuga, y la tecnología de contacto óptima se logra mediante una conectividad para PCB más pequeña y preparada para el futuro, lo cual facilita aplicaciones confiables y entornos robustos. En los AGV y los AMR, la carga de gran volumen, la transmisión inalámbrica de datos para el control de la flotilla y el suministro de sensores y actuadores requieren, en todos los casos, transmisiones de potencia superiores a 10 A. La tendencia actual consiste en el movimiento preciso de cargas pesadas mediante operaciones inteligentes en vehículos de menor tamaño. En este entorno, la resistencia a la temperatura, la solidez mecánica y la capacidad de blindaje eléctrico son fundamentales. Un buen ejemplo es el impacto de los factores ambientales en la transmisión de datos y señales, y cómo el blindaje ayuda a resolver este problema. Las velocidades de transmisión de datos más altas, de varios miles de megabits, requieren una frecuencia de transmisión elevada. Cuanto mayor es la frecuencia de transmisión, más susceptible es la conexión de datos a las interferencias. El blindaje contribuye a garantizar una integridad confiable, lo que constituye un ejemplo exitoso de la experiencia en ingeniería.
¿Qué es la densidad de potencia?
La densidad de potencia es la medida de cuánta potencia se puede procesar dentro de un espacio determinado. Se cuantifica como la cantidad de potencia procesada por unidad de volumen, expresada en vatios por metro cúbico (W/m³). La reducción del tamaño de los componentes de un robot o un AGV es un factor importante que contribuye a mejorar la densidad de potencia.
REQUISITOS DE CONFIABILIDAD PARA SOLUCIONES MINIATURIZADAS
A medida que se miniaturizan más componentes en las bodegas automatizadas, otro reto que hay que tener en cuenta es el tema del mantenimiento y las reparaciones. A medida que las partes se vuelven más pequeñas y los componentes se agrupan cada vez más, puede resultar difícil acceder a la conexión o al componente que requiere mantenimiento o reparación en el interior de los AMR y los AGV. La falla de un solo conector puede requerir el desmontaje de todo el sistema de la bodega, y las bodegas no pueden permitirse interrupciones prolongadas por mantenimiento. Los productos se someten a pruebas de conformidad con las normas que se aplican generalmente cuando los productos se utilizan en condiciones rigurosas. Los requisitos de ingeniería se basan en las necesidades de los clientes y del mercado, en las normas y en las exigencias físicas de los materiales y del entorno. En ocasiones, es necesario cumplir con requisitos de los clientes que superan los estándares del mercado (como el VW75174, anteriormente conocido como LV214 para aplicaciones automotrices). En esos casos, es necesario cumplir con expectativas más exigentes en cuanto a la solidez o la durabilidad de los materiales para evitar fallas. Por ello, es especialmente importante que los fabricantes inviertan en componentes miniaturizados que no solo ofrezcan un alto rendimiento, sino que también sean sumamente confiables y duraderos. Entre los ejemplos de soluciones de conexión eléctrica que satisfacen estas exigencias para aplicaciones industriales se encuentran los conectores ERNI MaxiBridge, MicroBridge, MiniBridge y SMC. ueden confiar en TE Connectivity por la uniformidad, calidad, precisión y confiabilidad de sus productos, así como en la experiencia y el soporte de su equipo de expertos en ingeniería.
