緊湊型設計下實現工業(yè)機器人可靠運行的連接系統(tǒng)

電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）工業(yè)場景的自動化設備，工業(yè)機器人的應用數量一直在不斷增長。從汽車制造到物流到金屬加工行業(yè)等各行各業(yè)，新型工業(yè)機器人可以勝任更為復雜的任務，有著極高的自動化水準。

工業(yè)自動化率的提高和機器人技術的發(fā)展絕對有著直接的關系，目前，工業(yè)機器人需要處理任務的趨勢正在往高速處理和精確處理擴展，并推動了對多功能、靈活和智能末端工具的需求。機器人零部件，機器人芯片自然是機器人更新換代里的主角，但整個機器人的連接系統(tǒng)也不可忽視。

保障機器可靠運行的連接系統(tǒng)

想要設備安全平穩(wěn)地運行涉及整個機器人連接系統(tǒng)，在當下的工廠環(huán)境，連接系統(tǒng)要以盡可能快的速度收集和傳輸來自機器人及其制造環(huán)境的大量數據點。連接系統(tǒng)不僅需要快速的數據傳輸，其保護性更是實現整個機器人本體高可靠性的前提，可以說，機器人的連接系統(tǒng)是保護電力和數據流最堅實的后盾。

機器人的機械手臂，是可編程的由多軸組成的智能末端工具，這里面有著很多連接器的應用。機器人控制器，向尺寸更小、靈活性更高和模塊化設計發(fā)展的電源、數據和信號互連控制器，也需要關鍵和可靠的連接以精確控制機器人。I/O連接器、線對線連接器、圓形/矩形電機連接器、重載HDC、RJ45等等常見的連接器都在機器人連接中發(fā)揮著作用。

從應用方向來說，工業(yè)通訊連接是其中占比很大的一類連接方向。除了在工廠不同機器中傳輸數據互通信息外，這些信息還需要在整個生產環(huán)境中共享。選取更簡單、更快速和更經濟的機器人通訊協議是其中一個環(huán)節(jié)，這些通訊的穩(wěn)定實現必須建立在能夠抗高沖擊、抗高振動和抗EMI的連接器上。

機器人和電機二者密不可分，電機連接器也是輔助電機實現高性能的幫手。從電機的發(fā)展趨勢可以看到，機器人電機上現在搭載的功能越來越多，同時在體積上都強調一個緊湊型設計。功能越多，涉及的數據量就會不斷增加，因此以絕對可靠的傳輸連接來實現盡可能最高的電機運轉速度是至關重要的。不論是傳統(tǒng)的圓形/矩形電機連接器還是現在新興的將電源和制動器合二為一的伺服電機連接器，都在耐振動和耐沖擊能力上做得很高。

機器人傳感的無干擾傳輸

機器人的行為，需要收集傳感數據作為基礎，現在的工業(yè)機器人上可以配置各樣的傳感手段，增強機器人與環(huán)境之間的聯系。數據量顯而易見的增長，所以連接部件必須滿足在數據傳輸效率上的高要求。連接器在數據傳輸上的可靠高速幫助機器人能夠配合越來越多的傳感器對環(huán)境進行感知。

在傳感器接口選取上，傳統(tǒng)的M12 X編碼和RJ45是較為人熟知的，在很多工業(yè)場景中都有他們的身影。普通的RJ45可能在屏蔽上不是那么完美，但是現在經過優(yōu)化的RJ45，使用三線扼流圈（PoE 和信號之間沒有干擾），可以提供出色的信號完整性，可以防止飽和，大大減少了傳輸錯誤。

M12這種經典的連接不僅穩(wěn)定、牢固，還可以通過改變端子材料，來實現更高的傳導率，傳輸模擬信號、數字信號、低電壓信號和總線信號。屏蔽性上的增強，各廠商也都是不遺余力。

小型化模塊化的工業(yè)重載連接

重載連接，極為堅固的專為工業(yè)應用打造的連接器，被設計用來經受最為惡劣工業(yè)環(huán)境的考驗。在工業(yè)4.0普及以后，傳統(tǒng)接線端子的一些功能已經被重載連接器整合代替掉了，既提高了連接的可靠性，也減少很多不必要的安裝時間。

現在的緊湊型機器設計，也讓重載連接開始盡可能做得更小，盡可能做得更靈活。小型化和模塊化趨勢二者相互依存，在重載連接器領域發(fā)展得非?？?。模塊化的配置可以將RJ45、USB、光纖等各種電力、信號和數據傳輸技術組合在單個連接器中從而大大節(jié)省整個連接占用的空間。根據具體應用的需求，自由地選擇需要的模塊進行組合。

配置完全的重載連接器，其信號端子可多達數百個引腳，高密度不言而喻。在高自由度組合下，機器人連接從幾安到幾百安的電流范圍都能輕松應對。

小結

機器人連接系統(tǒng)的高傳輸速率，高帶寬這些指標其實并不用太多關心，重要的是如何在保護、節(jié)省空間、高密度插拔上實現更穩(wěn)定的連接效果。機器人在工業(yè)場景穩(wěn)定可靠的長期運行才是最重要的。