Teknologi Penting Daifuku untuk Infrastruktur Sosial Sistem Pengisian Nirkabel D-PAD kami Menggabungkan Kekompakan dan Pengisian Cepat

  • Inovasi

Penting untuk mencegah kehabisan baterai jika Anda ingin memastikan pengoperasian AGV (kendaraan berpemandu otomatis) dan AMR (robot bergerak otonom) yang stabil yang diperlukan untuk mengotomatisasi pabrik dan pusat distribusi. Otomatisasi pengisian pekerjaan merupakan tantangan besar lainnya karena kekurangan tenaga kerja terus terjadi. Itulah sebabnya kami membuat sistem pengisian daya nirkabel D‑PAD jauh lebih kecil dan ringan sehingga dapat digunakan untuk mengisi daya peralatan seperti AGV platform rendah. Kami juga meluncurkan model yang mampu melakukan pengisian daya cepat hingga 100 A. Model ini memungkinkan pengisian daya secara berkala di antara tugas-tugas dan membantu meningkatkan efisiensi kerja. Pengembang sistem, Makoto Nunoya, manajer Departemen Perangkat Listrik Operasi Produksi Divisi Cleanroom, dan rekannya Diazo Ninomiya memberi tahu kami lebih banyak tentang hal itu.

Sistem seperti apa D-PAD itu?

Ini adalah sistem yang secara otomatis dan nirkabel mengisi daya baterai saat dipasang ke peralatan seperti AGV atau AMR.

Sangat penting untuk mencegah baterai habis jika Anda ingin memastikan pengoperasian AGV yang stabil. Namun, butuh waktu dan usaha untuk menggantinya, dan pabrik serta pusat distribusi telah berjuang dengan kekurangan tenaga kerja dalam beberapa tahun terakhir, jadi ada permintaan untuk sistem yang mengotomatisasi tugas tersebut. Sistem pengisian tipe kontak dengan komponen seperti colokan juga sedang dikomersialkan, tetapi bahkan getaran kecil dapat menyebabkan percikan api selama pengisian, yang dapat mengakibatkan kebakaran.

Sistem pengisian daya nirkabel D-PAD memecahkan masalah tersebut. Saat D-PAD digunakan, stasiun pengisian ditempatkan di lokasi di mana AGV berhenti sementara, seperti saat proses perakitan di pabrik atau proses pengambilan di pusat distribusi. Mengisi ulang daya saat AGV dihentikan memastikan tidak ada kekhawatiran baterai akan habis.

Apa kekuatan teknis yang terlibat?

D-PAD menggunakan sirkuit resonansi untuk daya yang dihasilkan melalui induksi elektromagnetik oleh kumparan dan ferit untuk menyalurkan listrik secara efisien ke baterai tanpa kontak. Prinsip ini telah dikenal sejak lama, namun sistem induksi elektromagnetik konvensional yang memanfaatkan kumparan melingkar memerlukan ukuran yang besar agar dapat mentransmisikan dalam jarak yang jauh, sehingga sulit untuk dipasang pada peralatan seperti AGV.

D-PAD mengatasi kelemahan ini, poin terpentingnya adalah pemanfaatan koil berbentuk D milik kami. Penggunaan kumparan berbentuk D memungkinkan tercapainya jarak transmisi yang lebih jauh dibandingkan kumparan melingkar dengan ukuran yang sama. D-PAD mampu menggandakan jarak transmisi dibandingkan sistem berukuran serupa yang menggunakan kumparan melingkar. Pengisian daya dapat dilakukan bahkan dengan jarak sekitar 3 cm (6 cm untuk model 100 A) antara bantalan transmisi daya yang dipasang di stasiun pengisian daya dan bantalan penerima yang dipasang di AGV.

(1) Kumparan (2) Ferit (3) Fluks magnet (4) Jarak transmisi
Jarak transmisi D-PAD (Kanan) dua kali lipat dari perangkat konvensional (Kiri)

Daifuku mengkomersialkan sistem angkut monorel listrik pertama di dunia dengan catu daya non-kontak

Tolong beritahu kami tentang proses pengembangan.

Pada tahun 1992, Daifuku membentuk aliansi dengan Universitas Auckland di Selandia Baru mengenai teknologi pasokan listrik nirkabel, dan pada tahun 1993 kami mengkomersialkan sistem pengangkutan monorel berlistrik pertama di dunia dengan pasokan listrik non-kontak. Daifuku menerapkan teknologi catu daya nirkabel tersebut untuk mengembangkan sistem pengisian daya D-PAD. Konfigurasi D-PAD adalah sebagai berikut. Saat perangkat dihentikan di stasiun pengisian daya, arus listrik frekuensi tinggi mengalir dari inverter D-PAD (1) ke bantalan transmisi daya (2). Induksi elektromagnetik digunakan untuk mengirimkan daya ke bantalan penerima (3). Pengontrol pengisian daya (4) menggunakan daya tersebut untuk mengisi daya sistem penyimpanan seperti baterai.

Kami mulai memasarkan sistem ini untuk AGV besar pada tahun 2013, dan mengembangkan D-PAD yang lebih ringkas untuk AGV biasa pada tahun 2016. Pengontrol pengisian daya D-PAD telah dibuat jauh lebih ringkas pada model baru yang diluncurkan pada bulan April 2019. Dengan dimensi sekitar 17 x 23 x 7 cm, volumenya kira-kira 60% lebih kecil dibandingkan model sebelumnya. Ini juga sekitar 70% lebih ringan.

(1) Inverter D-PAD (2) Bantalan transmisi daya (3) Bantalan penerima (4) Pengontrol pengisian daya
Struktur sistem pengisian nirkabel D-PAD

Mengapa Anda membuatnya lebih kompak?

Dalam beberapa tahun terakhir AGV dan AMR platform rendah digunakan secara luas di pabrik dan pusat distribusi, jadi kami membuat model yang lebih ringkas agar kompatibel dengannya.

Untuk memanfaatkan D-PAD, bantalan penerima harus dipasang pada permukaan AGV atau AMR, dan pengontrol muatan dipasang di dalamnya. Namun tidak banyak ruang kosong di dalam perangkat angkut kecil seperti AGV dan AMR platform rendah, jadi sulit untuk memasang pengontrol muatan di dalamnya. Kami membuat charge controller lebih ringkas sehingga dapat dipasang tanpa harus melakukan perubahan desain pada AGV dan AMR yang sudah ada.

D-PAD dipasang di AGV. Pengontrol muatan yang dipasang di AGV telah dibuat volumenya sekitar 60% lebih kecil dibandingkan model sebelumnya, yang berarti pengontrol tersebut juga dapat dipasang di AGV platform rendah.

Apa yang Anda lakukan untuk membuat perangkat lebih ringkas?

Kami datang dengan berbagai ide, salah satunya adalah memodifikasi sistem pendingin. Pengontrol muatan menghasilkan banyak panas, jadi sistem pendingin sangat penting.

Model sebelumnya dirancang dengan asumsi akan digunakan di ruangan bersih, seperti di pabrik semikonduktor, dan dipasang dengan sistem pendingin yang menggunakan sirip agar tidak mengaduk udara di dalam ruangan. Model baru, bagaimanapun, menargetkan perangkat seperti AGV dan AMR yang beroperasi di pabrik dan pusat distribusi biasa, jadi kami mengubah ke sistem pendingin yang menggunakan kipas. Penyempurnaan lainnya, seperti menggunakan komponen elektronik khusus, telah memungkinkan kami membuat pengontrol muatan jauh lebih ringkas.

Tolong beri tahu kami tentang kekuatan fungsional pengontrol muatan.

Beragam baterai digunakan di AGV, jadi kami memungkinkan pengguna menyesuaikan pengaturan pengisian daya di komputer dan membuat sistem kompatibel dengan berbagai voltase, arus, dan jenis baterai.

Selain itu, pengontrol muatan juga dilengkapi dengan fitur yang mencegah kerusakan baterai akibat perubahan arus pengisian, seperti perubahan fluks magnet secara tiba-tiba karena transmisi daya dan bantalan penerima terlalu berdekatan atau bergeser keluar. keselarasan.

Basis pelanggan seperti apa yang Anda bayangkan?

Daripada menjual AGV kami dengan D-PAD terpasang, kami menjual sistem pengisian daya secara terpisah. Alat ini dapat dipasang pada AGV dan AMR yang sudah beroperasi, jadi kami akan memasarkannya kepada pengguna akhir alat angkut tersebut.

Pengembangan model kami dengan kapasitas daya 100 A yang lebih tinggi membantu menghemat sumber daya

Bagaimana model 100 A muncul?

Dalam beberapa tahun terakhir orang sudah mulai menggunakan AMR dengan fungsi yang lebih kompleks yang membutuhkan lebih banyak listrik untuk beroperasi. Hal ini menyebabkan masalah berikut: tingkat pengoperasian akan menurun jika AMR harus sering berhenti mengisi daya, dan stasiun pengisian daya akan terisi terlalu lama jika AMR membutuhkan waktu lama untuk mengisi daya. Akibatnya, ada kebutuhan yang meningkat untuk pengisian ulang yang sering ketika perangkat berhenti untuk melakukan transfer atau pekerjaan pengambilan. Jadi, untuk memastikan pengisian daya yang cukup di antara tugas, kami telah mengembangkan model dengan kapasitas daya lebih tinggi 100 A yang dapat menghasilkan pengisian cepat.

Tantangan apa yang Anda hadapi dalam proses pengembangan?

Pengisian ulang yang sering di antara tugas berarti, di sisi transmisi, lusinan AGV dibebankan di satu lokasi ribuan kali sehari. A 100 A saat ini berada di sisi besar untuk keperluan industri, dan ketika arus seperti itu dihasilkan berulang kali, ada risiko kontraksi termal yang menyebabkan bantalan transmisi retak atau menyebabkan masalah isolasi. Ini memperumit desain, tetapi kami menggunakan semikonduktor dengan struktur sederhana, dan menambahkan atau memodifikasi bahan isolasi untuk mengatasi kontraksi termal.

Selain itu, AMR sendiri juga bergetar saat lengan robotnya bergerak, sehingga terjadi fluktuasi besar pada daya yang diterima karena jarak saat pengisian daya menjadi lebih jauh atau lebih dekat. Selanjutnya, gerakan lengan menyebabkan beban listrik berfluktuasi. Sementara itu, keluaran pengisian daya ke baterai litium perlu dibuat sangat presisi, dan arus pengisian daya terkadang dapat terputus secara tiba-tiba untuk melindungi baterai litium yang dipasang di peralatan tersebut. Oleh karena itu kami menemukan cara untuk memastikan respons yang cepat dan kontrol arus dan voltase yang tepat.

Baterai sering diisi dengan pengisian ulang sehingga dapat digunakan dengan kedalaman pengosongan yang rendah. Ini berarti kapasitas pengisian/pengosongan seumur hidup baterai dapat digunakan secara efisien, sehingga membantu menghemat sumber daya. Dengan cara seperti ini, Daifuku berkomitmen untuk membantu menciptakan masyarakat yang berkelanjutan melalui produk dan sistemnya.

  • * Artikel ini didasarkan pada konten "Info Menarik dari Pengembang tentang Teknologi Baru" yang ditampilkan dalam DAIFUKU NEWS No. 224 (diterbitkan Juli 2019) dan wawancara baru.

Melihat

Informasi yang akan Anda akses bukan untuk dirilis, dipublikasikan, atau didistribusikan di Amerika Serikat. Dengan melanjutkan mengakses informasi, Anda menyetujui dan mengonfirmasi bahwa Anda tidak berada di Amerika Serikat.