Những công nghệ thiết yếu của Daifuku cho cơ sở hạ tầng xã hội Hệ thống sạc không dây D-PAD của chúng tôi kết hợp giữa tính nhỏ gọn và tính năng sạc nhanh
Điều cần thiết là phải tránh hết pin nếu bạn muốn đảm bảo hoạt động ổn định của AGV (phương tiện dẫn đường tự động) và AMR (robot di động tự động) cần thiết để tự động hóa các nhà máy và trung tâm phân phối. Việc tự động hóa công việc tính phí là một thách thức lớn khác khi tình trạng thiếu lao động tiếp tục xảy ra. Đó là lý do tại sao chúng tôi đã chế tạo hệ thống sạc không dây D‑PAD nhỏ hơn và nhẹ hơn nhiều để có thể sử dụng để sạc các thiết bị như AGV nền tảng thấp. Chúng tôi cũng ra mắt một mẫu máy có khả năng sạc nhanh lên tới 100 A. Nó cho phép sạc đầy thường xuyên giữa các tác vụ và giúp nâng cao hiệu quả công việc. Các nhà phát triển hệ thống, Makoto Nunoya, giám đốc Phòng Thiết bị Điện Hoạt động Sản xuất Bộ phận Phòng Sạch và đồng nghiệp Diazo Ninomiya đã kể cho chúng tôi biết thêm về nó.
D-PAD là loại hệ thống gì?
Đó là một hệ thống sạc pin tự động và không dây khi được gắn vào thiết bị như AGV hoặc AMR.
Điều cần thiết là ngăn không cho hết pin nếu bạn muốn đảm bảo AGV hoạt động ổn định. Tuy nhiên, cần có thời gian và công sức để thay thế chúng, đồng thời các nhà máy và trung tâm phân phối đang phải vật lộn với tình trạng thiếu lao động trong những năm gần đây, vì vậy nhu cầu về các hệ thống tự động hóa công việc ngày càng tăng. Các hệ thống sạc loại tiếp xúc với các bộ phận như phích cắm cũng đang được thương mại hóa, nhưng ngay cả một rung động nhỏ cũng có thể gây ra tia lửa trong quá trình sạc, có thể dẫn đến hỏa hoạn.
Hệ thống sạc không dây D-PAD giải quyết vấn đề đó. Khi sử dụng D-PAD, các trạm sạc sẽ được đặt ở những vị trí mà AGV dừng tạm thời, chẳng hạn như trong quá trình lắp ráp tại nhà máy hoặc quy trình lấy hàng ở trung tâm phân phối. Việc sạc đầy trong khi AGV đang tạm dừng đảm bảo không lo hết pin.
Những điểm mạnh kỹ thuật liên quan là gì?
D-PAD sử dụng mạch cộng hưởng để tạo ra năng lượng thông qua cảm ứng điện từ bởi cuộn dây và ferit để truyền điện đến pin một cách hiệu quả mà không cần tiếp xúc. Nguyên lý này đã được biết đến từ lâu, nhưng các hệ thống cảm ứng điện từ thông thường sử dụng cuộn dây tròn đòi hỏi kích thước lớn để truyền đi khoảng cách xa nên khó gắn chúng vào các thiết bị như AGV.
D-PAD khắc phục được nhược điểm này, điểm quan trọng nhất là việc sử dụng cuộn dây hình chữ D độc quyền của chúng tôi. Sử dụng cuộn dây hình chữ D giúp đạt được khoảng cách truyền dẫn xa hơn so với cuộn dây hình tròn có cùng kích thước. D-PAD đã có thể tăng gần gấp đôi khoảng cách truyền dẫn của các hệ thống có kích thước tương tự sử dụng cuộn dây tròn. Có thể sạc ngay cả với khoảng cách khoảng 3 cm (6 cm đối với kiểu 100 A) giữa tấm truyền điện được lắp trong trạm sạc và tấm thu được lắp trong AGV.
Khoảng cách truyền D-PAD (Phải) gấp đôi so với thiết bị thông thường (Trái)
Daifuku đã thương mại hóa hệ thống vận chuyển một ray điện khí hóa đầu tiên trên thế giới với nguồn điện không tiếp xúc
Xin vui lòng cho chúng tôi biết về quá trình phát triển.
Năm 1992, Daifuku thành lập liên minh với Đại học Auckland ở New Zealand về công nghệ cung cấp điện không dây, và vào năm 1993, chúng tôi đã thương mại hóa hệ thống vận chuyển đường ray đơn điện khí hóa đầu tiên trên thế giới với nguồn điện không tiếp xúc. Daifuku đã áp dụng công nghệ cung cấp điện không dây đó để phát triển hệ thống sạc D-PAD. Cấu hình D-PAD như sau. Khi một thiết bị dừng ở trạm sạc, một dòng điện tần số cao sẽ chạy từ biến tần D-PAD (1) đến tấm truyền điện (2). Cảm ứng điện từ được sử dụng để truyền tải điện tới bộ thu (3). Bộ điều khiển sạc (4) sử dụng nguồn điện đó để sạc hệ thống lưu trữ như pin.
Chúng tôi bắt đầu tiếp thị hệ thống dành cho AGV lớn vào năm 2013 và phát triển D-PAD nhỏ gọn hơn cho AGV thông thường vào năm 2016. Bộ điều khiển sạc D-PAD đã được thiết kế nhỏ gọn hơn nhiều trong mẫu mới ra mắt vào tháng 4 năm 2019. Với kích thước xấp xỉ 17 x 23 x 7 cm, nhỏ hơn khoảng 60% so với mẫu trước đó. Nó cũng nhẹ hơn khoảng 70%.
Cấu trúc của hệ thống sạc không dây D-PAD
Tại sao bạn làm cho nó nhỏ gọn hơn?
Trong những năm gần đây, AGV và AMR nền tảng thấp được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy và trung tâm phân phối, vì vậy chúng tôi đã tạo ra một mẫu nhỏ gọn hơn để tương thích với chúng.
Để sử dụng D-PAD, một miếng đệm thu phải được gắn vào bề mặt của AGV hoặc AMR và bộ điều khiển sạc được lắp bên trong. Nhưng không có nhiều không gian trống bên trong các thiết bị vận chuyển nhỏ như AGV và AMR nền tảng thấp, vì vậy rất khó để lắp bộ điều khiển sạc vào chúng. Chúng tôi đã làm cho bộ điều khiển sạc nhỏ gọn hơn để có thể lắp đặt mà không cần phải thay đổi thiết kế đối với AGV và AMR hiện có.
Một D-PAD được cài đặt trong AGV. Bộ điều khiển sạc được cài đặt trong AGV có kích thước nhỏ hơn khoảng 60% so với mẫu trước đó, điều đó có nghĩa là nó cũng có thể được cài đặt trong AGV nền tảng thấp.
Bạn đã làm gì để thiết bị nhỏ gọn hơn?
Chúng tôi đã đưa ra nhiều ý tưởng khác nhau, một trong số đó là sửa đổi hệ thống làm mát. Bộ điều khiển sạc tạo ra rất nhiều nhiệt, vì vậy hệ thống làm mát là rất cần thiết.
Mẫu trước đó được thiết kế dựa trên giả định rằng nó sẽ được sử dụng trong phòng sạch, chẳng hạn như trong các nhà máy bán dẫn và được lắp đặt hệ thống làm mát sử dụng cánh tản nhiệt để không khuấy động không khí trong phòng. Tuy nhiên, mô hình mới nhắm mục tiêu đến các thiết bị như AGV và AMR hoạt động trong các nhà máy và trung tâm phân phối thông thường, vì vậy chúng tôi đã thay đổi thành hệ thống làm mát sử dụng quạt. Các cải tiến khác, chẳng hạn như sử dụng các linh kiện điện tử đặc biệt, đã cho phép chúng tôi làm cho bộ điều khiển sạc nhỏ gọn hơn đáng kể.
Vui lòng cho chúng tôi biết về điểm mạnh chức năng của bộ điều khiển sạc.
Nhiều loại pin được sử dụng trong AGV, vì vậy chúng tôi đã giúp người dùng có thể điều chỉnh cài đặt sạc trên máy tính và làm cho hệ thống tương thích với các loại điện áp, dòng điện và pin khác nhau.
Hơn nữa, bộ điều khiển sạc cũng được trang bị một tính năng ngăn không cho pin bị hỏng do thay đổi dòng điện sạc, chẳng hạn như từ trường thay đổi đột ngột do từ thông do các miếng đệm truyền và nhận quá gần nhau hoặc dịch chuyển ra ngoài. của sự liên kết.
Bạn hình dung loại cơ sở khách hàng nào?
Thay vì bán AGV có lắp D-PAD, chúng tôi bán riêng hệ thống sạc. Nó có thể được trang bị thêm cho các AGV và AMR đã hoạt động, vì vậy chúng tôi sẽ tiếp thị nó cho người dùng cuối của các thiết bị vận chuyển đó.
Sự phát triển của chúng tôi về một kiểu máy có công suất cao hơn 100 A giúp tiết kiệm tài nguyên
Mô hình 100 A ra đời như thế nào?
Trong những năm gần đây, người ta bắt đầu sử dụng AMR với các chức năng phức tạp hơn, cần nhiều điện hơn để hoạt động. Điều này dẫn đến các vấn đề sau: tốc độ hoạt động sẽ giảm nếu AMR phải dừng thường xuyên để sạc và trạm sạc sẽ bị chiếm dụng quá lâu nếu AMR mất nhiều thời gian để sạc. Do đó, nhu cầu nạp tiền thường xuyên ngày càng tăng khi các thiết bị ngừng thực hiện công việc chuyển hoặc lấy hàng. Vì vậy, để đảm bảo sạc đầy đủ giữa các tác vụ, chúng tôi đã phát triển một kiểu máy có công suất điện cao hơn 100 A để có thể sạc nhanh.
Những loại thách thức nào bạn đã gặp phải trong quá trình phát triển?
Việc nạp tiền thường xuyên giữa các tác vụ có nghĩa là, về phía đường truyền, hàng chục AGV được sạc tại một địa điểm hàng nghìn lần mỗi ngày. Dòng điện 100 A là dòng điện lớn đối với các mục đích công nghiệp và khi dòng điện như vậy được tạo ra nhiều lần, sẽ có nguy cơ co nhiệt làm cho đệm truyền động bị nứt hoặc dẫn đến các vấn đề về cách điện. Điều này làm phức tạp thiết kế, nhưng chúng tôi sử dụng chất bán dẫn có cấu trúc đơn giản và các vật liệu cách điện được bổ sung hoặc sửa đổi để giải quyết hiện tượng co nhiệt.
Ngoài ra, bản thân AMR cũng rung khi cánh tay robot của nó di chuyển, do đó, sẽ có những dao động lớn về nguồn điện nhận được khi khoảng cách trong quá trình sạc trở nên xa hơn hoặc gần hơn. Hơn nữa, các chuyển động của cánh tay làm cho tải điện dao động. Trong khi đó, đầu ra sạc cho pin lithium cần phải được thực hiện với độ chính xác cao và dòng điện sạc đôi khi có thể bị cắt đột ngột để bảo vệ pin lithium được lắp trong thiết bị đó. Do đó, chúng tôi đã nghĩ ra một cách để đảm bảo vừa đáp ứng nhanh vừa kiểm soát chính xác dòng điện và điện áp.
Pin được sạc thường xuyên với sạc bổ sung nên có thể được sử dụng với độ sâu xả thấp. Điều này có nghĩa là khả năng sạc/xả trong suốt thời gian sử dụng của pin có thể được sử dụng hiệu quả, từ đó giúp tiết kiệm tài nguyên. Bằng những cách như vậy, Daifuku cam kết giúp tạo ra một xã hội bền vững thông qua các sản phẩm và hệ thống của mình.
- * Bài viết này dựa trên nội dung "Thông tin thú vị từ các nhà phát triển về công nghệ mới" đăng trên TIN TỨC DAIFUKU số 224 (xuất bản tháng 7 năm 2019) và một bài phỏng vấn mới.