Выбор аккумуляторов для коллаборативных роботов (коботов)

При выборе аккумуляторов для вашего устройства вам приходится принимать множество решений. коллаборативные роботы. Соответствие характеристик аккумулятора, таких как напряжение, емкость и скорость разряда, потребностям кобота поможет вам добиться надежной автоматизации. Литий-ионные аккумуляторы и литий железо фосфат Аккумуляторы выделяются как высокопроизводительные аккумуляторы для робототехники. Вы получаете преимущества передовых технологий аккумуляторов, которые поддерживают накопление энергии, безопасную зарядку и эффективные системы управления аккумуляторами. Возможность перезарядки подходит для большинства применений. Твердотельные батареи обещают будущие улучшения. Переработка остаётся одной из проблем, стоящих перед рынком аккумуляторов для робототехники.

Основные выводы

• Выбирайте правильное напряжение и емкость аккумулятора, чтобы обеспечить эффективную работу коллаборативных роботов и избежать повреждений.

• Выбирайте аккумуляторы с подходящими скоростями разряда, чтобы удовлетворить пиковые потребности в мощности и предотвратить перегрев.

• Расставляйте приоритеты функции безопасности такие как тепловая защита и усовершенствованные системы управления аккумуляторами для защиты роботов от опасностей.

• Учитывайте вес и размер батарей, чтобы сохранить мобильность и эффективность коллаборативных роботов.

• Регулярно проверяйте состояние аккумулятора и строго соблюдайте график технического обслуживания, чтобы продлить срок его службы и сократить время простоя.

Часть 1: Критерии выбора аккумулятора

1.1 Напряжение и емкость

Выбор правильного напряжения и ёмкости аккумуляторов для коллаборативных роботов крайне важен для надёжной автоматизации. Характеристики аккумуляторов должны соответствовать требованиям к двигателям и эксплуатационным потребностям ваших коботов. Выбирая аккумуляторы с правильным напряжением, вы обеспечиваете эффективную работу двигателей робота и предотвращаете повреждения от недостаточного или избыточного напряжения. Ёмкость определяет продолжительность работы кобота без подзарядки, что напрямую влияет на производительность вашего предприятия.

Наконечник: Всегда проверяйте рекомендуемые производителем диапазоны напряжения и мощности для вашего батареи для робототехники. Это поможет вам избежать простоев и максимально эффективно хранить энергию.

Ниже представлена ​​таблица рекомендуемых характеристик для коллаборативных роботов:

Соответствие напряжения и ёмкости аккумулятора требованиям вашего кобота повышает эффективность его работы. Сильноточная зарядка постоянным током превращает роботов из плановых инструментов в постоянных участников интеллектуального производства. Системы должны обеспечивать профилирование напряжения/тока для различных химических составов, таких как LiFePO4, NMC, LCO, LMO, LTO и твердотельных аккумуляторов, с использованием логики CC/CV. Интеграция систем управления аккумуляторами позволяет регулировать параметры в режиме реального времени, что оптимизирует производительность и эффективность.

Зарядные станции должны обмениваться данными о состоянии заряда аккумулятора (SoC), температуре, количестве циклов, скорости зарядки, предполагаемом времени полной зарядки, кодах неисправностей, качестве контакта и предупреждениях о температуре. Этот обмен данными обеспечивает оптимальную работу ваших роботов и непрерывную автоматизацию.

1.2 Норма сброса (нормы C/E)

Скорость разряда, часто обозначаемая как C-rate или E-rate, показывает, насколько быстро аккумулятор может отдавать энергию. Вам необходимо выбирать аккумуляторы для робототехники со скоростью разряда, соответствующей пиковым потребностям вашего кобота. Если скорость разряда слишком низкая, ваш робот может терять заряд при выполнении тяжёлых задач. Если она слишком высокая, существует риск перегрева и сокращения срока службы аккумулятора.

Примечание: Всегда проверяйте требования к току разряда для вашего приложения. Для высокопроизводительных аккумуляторов номинальный ток разряда должен быть не менее 27 А, а максимальный — 47 А.

Передовые аккумуляторные технологии Такие как LiFePO4 и NMC, обеспечивают стабильные скорости разряда и поддерживают быструю зарядку, что крайне важно для автоматизации промышленных предприятий.

1.3 Вес и размер

Вес и размер аккумулятора влияют на конструкцию и мобильность коллаборативных роботов. Необходимо сбалансировать ёмкость аккумулятора с потребностью в лёгких и маневренных коботах. Увеличение ёмкости аккумулятора увеличивает вес, что влияет на мобильность и энергопотребление. Для баланса ёмкости аккумулятора и мобильности робота необходимы компромиссы в конструкции.

Ниже представлена ​​таблица, показывающая, как грузоподъемность соотносится с областями применения и основными характеристиками:

• Облегченная конструкция литиевых аккумуляторов значительно повышает мобильность роботов.

• За счет снижения общего веса эти батареи повышают маневренность и энергоэффективность.

• Это особенно важно в случаях, когда требуется частое перемещение, например, при оказании медицинской помощи или проведении промышленных проверок.

В настоящее время изучаются стратегии энергосбережения с целью повышения эффективности рынка аккумуляторов для робототехники.

1.4 Функции безопасности

Функции безопасности в аккумуляторах защищают ваших коллаборативных роботов от теплового разгона, возгорания и других опасностей. Вам следует выбирать улучшенные конструкции аккумуляторных батарей, которые минимизируют накопление и распространение тепла. Важнейшее значение имеют правильное расположение элементов, теплоизоляция и механизмы отвода тепла.

Современные системы управления аккумуляторами контролируют напряжение, ток и температуру. Эти системы принимают меры для предотвращения условий, которые могут привести к тепловому пробою. Более безопасные химические составы аккумуляторов, такие как LiFePO4, обеспечивают более высокую термостабильность и меньший риск возгорания.

• Газовые датчики обеспечивают раннее обнаружение теплового разгона.

• Системы обнаружения теплового разгона предупреждают вас до возникновения неисправностей.

• В твердотельных батареях жидкие электролиты заменены твердыми негорючими материалами, что повышает безопасность.

Вы можете узнать больше об устойчивом развитии и безопасных методах использования аккумуляторов на рынке аккумуляторов для робототехники. здесь.

1.5 Долговечность и срок службы

Прочность и срок службы — ключевые факторы при выборе аккумуляторов для коллаборативных роботов. аккумуляторы для роботов Обеспечивают от 4 до 10 часов работы на одной зарядке. Срок службы аккумулятора робота обычно составляет от 500 до 3,000 циклов зарядки. Рекомендуется выбирать высокопроизводительные аккумуляторы с длительным сроком службы и стабильной работой.

• Стоимость высокопроизводительных аккумуляторов для роботов значительна, что может ограничивать их применение, особенно для малого бизнеса.

• Аккумуляторы роботов имеют ограниченный срок службы и требуют регулярной замены, что увеличивает общую стоимость владения.

• Проблемы безопасности, связанные с отказами аккумуляторов, могут привести к увеличению эксплуатационных расходов и усложнить внедрение коллаборативных роботов.

Переработка аккумуляторов по окончании срока их службы помогает снизить воздействие на окружающую среду и способствует устойчивому развитию рынка аккумуляторов для робототехники.

1.6 Бренд и стоимость

Репутация бренда и стоимость играют важную роль при выборе аккумулятора. Рекомендуется выбирать бренды, известные своим качеством, надёжностью и поддержкой на рынке аккумуляторов для робототехники. Высокопроизводительные аккумуляторы могут стоить дороже, но обеспечивают большую надёжность, безопасность и эффективность. Инвестиции в передовые технологии аккумуляторов и возможность их перезарядки могут со временем снизить общую стоимость владения.

Наконечник: Сравнивайте бренды по гарантии, поддержке и проверенной производительности в приложениях автоматизации и совместной работы.

Вам также следует принять во внимание наличие программ переработки и приверженность бренда принципам устойчивого развития.

Часть 2: Типы аккумуляторов для робототехники

2.1 Литий-ионные батареи

Ты находишь литий-ионные аккумуляторы В центре рынка аккумуляторов для робототехники. Эти аккумуляторы обеспечивают высокую плотность энергии и лёгкую конструкцию, что делает их идеальным выбором для коллаборативных роботов. Литий-ионные аккумуляторы, такие как NMC, LCO, LMO и LTO, поддерживают напряжение платформы от 3.6 до 3.7 В на элемент. Вы получаете преимущество в виде длительного срока службы, часто достигающего 1,000–2,000 циклов. Быстрая зарядка и надёжная работа помогают поддерживать автоматизацию в сложных условиях. Литий-ионные аккумуляторы остаются предпочтительным выбором для большинства аккумуляторов робототехники благодаря балансу мощности и эффективности.

2.2 Литий-железо-фосфат

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи Отличаются безопасностью и долговечностью. Вы получаете надёжную работу при высоких температурах и в сложных условиях. Аккумуляторы LiFePO4 обладают стабильным химическим составом и не горят и не взрываются при повреждении. Эти аккумуляторы обеспечивают напряжение около 3.2 В на элемент и ресурс более 2,000 циклов. Вы также поддерживаете экологичность, поскольку аккумуляторы LiFePO4 нетоксичны и не содержат тяжёлых металлов. Длительный срок службы и устойчивость к тепловому разгону делают их лучшим выбором на рынке аккумуляторов для робототехники.

Наконечник: Аккумуляторы LiFePO4 помогают снизить риск и повысить надежность в коллаборативных робототехнических приложениях.

• Аккумуляторы LiFePO4 признаны на рынке экологичными.

• Вы можете узнать больше об устойчивом развитии и переработке аккумуляторов для робототехники. здесь.

2.3 NiMH и свинцово-кислотные

В устаревших системах могут встречаться никель-металлгидридные (NiMH) и свинцово-кислотные аккумуляторы. NiMH-аккумуляторы доступны по цене и безопасны, но обладают меньшей плотностью энергии и меньшим сроком службы. Свинцово-кислотные аккумуляторы обеспечивают надёжное и экономичное решение, но они тяжелее и имеют меньший ресурс заряда/разряда. Эти типы аккумуляторов реже используются в современных робототехнических системах из-за ограничений по плотности энергии и весу.

2.4 Сравнение плюсов и минусов

Ниже представлена ​​таблица сравнения основных типов аккумуляторов, используемых на рынке аккумуляторов для робототехники:

Выбирайте аккумуляторы с учетом потребностей вашего предприятия, требований безопасности и общей стоимости владения. Аккумуляторы с передовой технологией обеспечивают автоматизацию и устойчивое развитие в рынок аккумуляторов для робототехники.

Часть 3: Потребности применения коллаборативных роботов

3.1 Рабочая среда

Вы должны учитывать рабочую среду, когда выбор аккумуляторов для коллаборативных роботовКоботы работают в самых разных условиях, включая медицинские учреждения, промышленные предприятия, системы безопасности, транспортную инфраструктуру и сборочные линии бытовой электроники. Каждая среда предъявляет уникальные требования к литиевым аккумуляторным батареям. Например, для медицинских применений требуется чистая, бесшумная работа и надежное хранение энергии. Промышленным отраслям нужны аккумуляторы, устойчивые к пыли, вибрации и перепадам температур. Системы безопасности нуждаются в стабильном питании для непрерывного мониторинга. Транспортная инфраструктура нуждается в надежных аккумуляторах, обеспечивающих мобильность и автоматизацию в поездах или интеллектуальных системах дорожного движения. Вам следует подобрать химический состав аккумулятора, например, LiFePO4 или NMC, в соответствии с конкретными требованиями вашего приложения.

Совет: для сред с высокой температурой или риском возгорания выбирайте батареи с расширенными функциями безопасности и терморегулирования.

3.2 Модели использования

Режимы использования влияют на износ аккумулятора и общую производительность. Необходимо отслеживать частоту зарядки, разрядки и работы коботов под высокими нагрузками. Аналитика данных и мониторинг ячеек помогают прогнозировать необходимость технического обслуживания и оптимизировать срок службы аккумулятора. В таблице ниже показано, как различные факторы влияют на состояние аккумулятора коллаборативных роботов:

Продлить срок службы аккумулятора можно, используя интеллектуальные стратегии зарядки и системы мониторинга. Эти методы способствуют устойчивому развитию аккумуляторов для робототехники.

3.3 Мобильность и интеграция

Мобильность и интеграция представляют собой сложные задачи при использовании аккумуляторов в коллаборативных роботах. Для обеспечения эффективной работы коботов в таких областях, как доставка лекарств, промышленный контроль и сборка бытовой электроники, необходимо обеспечить баланс между накоплением энергии и лёгкостью конструкции. Интеграция литиевых аккумуляторов требует внимания к стоимости, логистике и безопасности:

• Стоимость: Первоначальная стоимость литиевых аккумуляторов может затруднить внедрение мобильных роботов.

• Логистика: Транспортировка этих аккумуляторов требует строгих мер безопасности из-за риска возгорания и теплового выхода.

• Вопросы безопасности: для обеспечения безопасной эксплуатации необходимо контролировать такие проблемы, как короткие замыкания, перенапряжение и перегрев.

Вам следует выбирать батареи, которые поддерживают бесшовную интеграцию с системами автоматизации и контроллерами робототехники. Усовершенствованная литиевая химия, такие как LiFePO4 и NMC, обеспечивают надежную работу мобильных коботов в сложных условиях.

Часть 4: Безопасность и соответствие требованиям

4.1 Отраслевые стандарты

При выборе аккумуляторов для коллаборативных роботов необходимо соблюдать строгие отраслевые стандарты. Такие стандарты, как IEC 62133, UL 2054 и UN 38.3, устанавливают требования к литиевым аккумуляторным батареям, используемым в системах автоматизации и промышленности. Эти стандарты регламентируют электрические, термические и механические опасности. Вы гарантируете соответствие требованиям, выбирая аккумуляторы, протестированные на короткое замыкание, перезарядку и падение. Производители на рынке предоставляют документацию, подтверждающую соблюдение этих стандартов. Вам также необходимо ознакомиться с заявлением поставщика о конфликтных минералах, чтобы подтвердить этичность поставок. Прочитайте заявление о конфликтных минералах.

4.2 Обращение и хранение

Вы защищаете своих коллаборативных роботов, следуя передовым методам обращения с батареями и их хранения. Оценка рисков охватывает весь жизненный цикл, от установки до окончания срока службы. Опасности могут возникать даже тогда, когда роботы не работают. Вам следует:

• Перед хранением или транспортировкой отсоедините, извлеките или разрядите батареи.

• Храните батареи отдельно от роботов, в вентилируемых контейнерах с контролируемой температурой.

• Соблюдайте правила обращения с опасными материалами для литиевых аккумуляторных батарей.

Вы обеспечиваете максимальную безопасность, размещая батареи вдали от источников тепла и влаги. Вы также поддерживаете устойчивое развитие, перерабатывая батареи по окончании срока их службы. Узнайте больше об устойчивом развитии в управлении аккумуляторами.

Управление рисками 4.3

Вы управляете рисками, выявляя опасности и применяя стратегии их минимизации. К распространённым опасностям относятся электрические (короткое замыкание, перезаряд), термические (пожар, повышенная температура), механические (удар, падение) и системные сбои. Вы снижаете риск следующим образом:

1. Поддерживайте батареи заряженными или заменяйте их по мере необходимости.

2. Сохранение дистанции между роботами и препятствиями.

3. Обеспечение безопасного форм-фактора робота.

4. Использование устойчивых поверхностей грунта.

5. Ограничение скорости и силы/крутящего момента.

6. Активация автоматического тормоза в случае потери управления.

Вы повышаете безопасность и надежность на рынке, используя передовые литиевые аккумуляторы, такие как LiFePO4 и NMC. Эти аккумуляторы поддерживают автоматизацию и отвечают требованиям промышленного применения.

Часть 5: Техническое обслуживание и замена

5.1 Мониторинг и диагностика

Вам необходимо следить за состоянием аккумуляторов, чтобы обеспечить эффективную работу коллаборативных роботов на вашем предприятии. Системы предиктивного мониторинга используют данные систем управления аккумуляторами (BMS) для отслеживания производительности и раннего выявления проблем. Эти системы работают как с отдельными роботами, так и с парками, помогая вам управлять несколькими устройствами на всех этапах работы. Производители предлагают платформы управления несколькими роботами, которые интегрируются с BMS для более точной диагностики. Подробнее о Возможности BMS и интеграция здесь.

• Системы прогностического мониторинга анализируют напряжение, температуру и количество циклов.

• Инструменты для управления несколькими роботами помогут вам оптимизировать накопление энергии и сократить время простоя.

• Раннее обнаружение неисправностей позволяет планировать техническое обслуживание до возникновения неполадок.

Совет: Регулярная диагностика увеличивает срок службы аккумулятора и способствует устойчивому развитию рынка.

5.2 График технического обслуживания

Для обеспечения оптимальной работы литиевых аккумуляторов необходимо строго соблюдать график технического обслуживания. Регулярные проверки и своевременная замена предотвращают непредвиденные сбои и дорогостоящие простои. Рекомендуемый график для коллаборативных роботов:

• Плановая замена аккумулятора позволяет поддерживать роботов в рабочем состоянии и готовностью к работе.

• Пренебрежение техническим обслуживанием может привести к потере позиционных данных и необходимости дополнительных работ по повторной калибровке.

5.3 Рекомендации по замене

Для поддержания надёжности работы на рынке необходимо заменять аккумуляторы в соответствии с рекомендациями производителя. Правильная замена аккумуляторов имеет решающее значение. Пропуск или задержка замены аккумуляторов грозит потерей критически важных данных и увеличением времени простоя.

• Заменяйте батареи ежегодно или после 3840 часов работы.

• Для сохранения заводских настроек меняйте резервные батареи каждые 1.5 года (5760 часов).

• Всегда следуйте правильной процедуре, чтобы избежать потери данных о положении и выравнивании.

Примечание: Регулярная замена поддерживает эффективность накопления энергии и позволяет вашим роботам работать с максимальной производительностью.

Часть 6: Контрольный список выбора аккумуляторов

6.1 Пошаговый процесс

Вы можете оптимизировать выбор аккумуляторов для коллаборативных роботов, следуя чёткой процедуре. Этот подход поможет вам сопоставить технические потребности с эксплуатационными целями:

1. Выбрать химию: Определите оптимальный химический состав аккумулятора для вашего применения, например, LiFePO4, NMC или NiMH. Учитывайте безопасность, плотность энергии и срок службы.

2. Проверьте номинальное напряжение: Выберите аккумулятор с правильным номинальным напряжением, чтобы обеспечить оптимальную производительность двигателя.

3. Определить емкость: Рассчитайте необходимую мощность, чтобы ваш робот работал в течение желаемого периода без перерывов.

4. Проверьте совместимость с зарядкой: Используйте интеллектуальное зарядное устройство, соответствующее выбранному вами химическому составу и конфигурации аккумулятора.

5. Оценить скорость сброса: Убедитесь, что аккумулятор способен выдержать непрерывную разрядку вашего робота.

Совет: структурированный процесс снижает риски и повышает надежность ваших проектов автоматизации.

6.2 Вопросы поставщикам

При поиске аккумуляторов для коллаборативных роботов следует задавать поставщикам конкретные вопросы, чтобы гарантировать качество и поддержку:

• Какой у вас опыт работы с литиевыми аккумуляторными батареями для автоматизации?

• Как оптимизировать конструкцию изделия с точки зрения технологичности?

• Можете ли вы помочь повысить эффективность производства и сократить затраты?

• Каким сертификатам и стандартам безопасности соответствует ваша продукция?

• Как вы поддерживаете инициативы в области устойчивого развития и переработки?

  Дополнительную информацию об устойчивом управлении аккумуляторными батареями см. наш подход к устойчивому развитию.

Документация 6.3

Вам необходима полная документация для обеспечения соответствия и прослеживаемости:

• Технические характеристики системы с указанием напряжения, тока, мощности и эксплуатационных параметров

• Схемы электропроводки, показывающие все электрические соединения и защитные устройства

• Планы управления тепловыми режимами, подробно описывающие системы теплогенерации и охлаждения

• Механические чертежи с указанием материалов корпуса и деталей крепления

• Отчеты по анализу безопасности, охватывающие виды отказов и меры по их устранению

• Спецификация материалов с сертификацией компонентов

• Спецификации программного обеспечения для систем управления батареями

• Оценки электромагнитной совместимости

• Документы с контролируемыми версиями, подписанные квалифицированными инженерами

• Цифровой паспорт продукта (DPP) с уникальным идентификатором продукта в соответствии со стандартом ISO/IEC 15459:2015 и машиночитаемыми данными для прозрачности цепочки поставок

Примечание: правильное документирование способствует соблюдению нормативных требований и укрепляет доверие заинтересованных сторон.

При выборе аккумуляторов для коллаборативных роботов необходимо учитывать напряжение, ёмкость и безопасность. Контрольный список поможет вам сделать уверенный выбор для ваших проектов автоматизации. Литий-ионные и литий-железо-фосфатные аккумуляторы обеспечивают высокую производительность и надёжность для коллаборативных роботов в промышленных условиях. Проконсультируйтесь с поставщиками для получения индивидуальных решений и изучите методы управления аккумуляторами, основанные на принципах устойчивого развития.

FAQ

Какой химический состав аккумулятора лучше всего подходит для коллаборативных роботов?

Для большинства случаев следует выбирать LiFePO4 или NMC. коллаборативные роботыЭти химические составы обеспечивают высокую безопасность, длительный срок службы и стабильную плотность энергии. LiFePO4 обеспечивает стабильную работу в сложных условиях. NMC поддерживает лёгкую конструкцию и быструю зарядку.

Как часто следует заменять литиевые аккумуляторные батареи в коботах?

Литиевые аккумуляторы следует заменять ежегодно или каждые 3840 часов работы. Регулярная замена обеспечивает эффективную работу роботов и предотвращает внезапные простои. Для достижения наилучших результатов всегда следуйте рекомендациям производителя.

На какие функции безопасности следует обращать внимание батареи для робототехники?

Ты должен искать передовые системы управления батареями, термозащита и стабильные химические вещества, такие как LiFePO4Эти функции помогают предотвратить перегрев, возгорание и сбои в электроснабжении. Надлежащие функции безопасности защищают ваших роботов и ваше предприятие.

Как вы обеспечиваете экологичность при выборе аккумуляторов?

Выбирайте аккумуляторы с длительным сроком службы и из материалов, подлежащих переработке. Уточняйте у поставщиков информацию о программах переработки и экологических сертификатах.

Можете ли вы сравнить химические составы литиевых аккумуляторов для коботов?