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作者：Art Pini 來源：DigiKey 智能工廠正在通過去中心化的智能和控制，利用模塊化機器人概念，不斷提高自動化程度。控制功能的這種物理分布要求通過電線和電纜進行連接，連接器要足夠可靠和安全，以與現(xiàn)代工廠的環(huán)境要求相匹配。這些連接器必須具有足夠低的阻抗、足夠大的接觸面積以應(yīng)對額定電流需要，并采用強大的鎖定機制以抵抗振動和沖擊。此外，它們必須易于組裝和改動，能夠快速進行更新和改造。 本文首先簡要介紹了工業(yè)機器人和工廠自動化的連接需求，然后介紹了 TE Connectivity AMP 的連接器系列，并展示了如何運用這些連接器的特性來支持這些應(yīng)用的電源、信號、可靠性和安全性需求。 什么是智能工廠？ 智能工廠是一種綜合設(shè)施，利用數(shù)字互聯(lián)的機器、機器人和本地傳感器進行控制、實時數(shù)據(jù)收集、分析和決策（圖 1）。這種工廠正變得越來越去中心化和模塊化，可以很容易地重新配置，以滿足不斷變化的生產(chǎn)需求。模塊化組織有利于本地控制和小型機器部署，以提高生產(chǎn)靈活性。 
圖 1：智能工廠采用聯(lián)網(wǎng)機器、機器人和互聯(lián)傳感器來確保高效運行。（圖片來源：TE Connectivity AMP） 這些設(shè)施使用模塊化工作站，配備獨立或協(xié)作機器人。有各式移動機器人，如自動導引車 (AGV) 或自主移動機器人 (AMR)，在工作站之間移動產(chǎn)品。與固定式機器人相比，AMR 和 AGV 的優(yōu)勢在于移動性強，可以在工作站之間旋轉(zhuǎn)和移動。通過 AGV、AMR 和協(xié)作機器人的協(xié)同工作，一條生產(chǎn)線可以在不同的單元內(nèi)執(zhí)行不同的任務(wù)。機器人可根據(jù)需要在工作站之間移動或重新分配，從而提高整體效率。這些工作站經(jīng)常位于惡劣的環(huán)境中，因此設(shè)計人員必須考慮到機器人和其他自動化機器可能會暴露在高溫、潮濕、灰塵、腐蝕性化學品以及沖擊和振動的環(huán)境中。 傳感器監(jiān)控所有操作。根據(jù)設(shè)計，傳感器可以是有線的，也可以是無線的。無線傳感器通常通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 連接。移動機器人也可使用 IIoT 進行監(jiān)控。 與典型的電子系統(tǒng)一樣，行業(yè)的發(fā)展趨勢是機器人、機器、傳感器和控制器的小型化。由于體積小、重量輕，因此電力需求更低，可用空間更大，從而提高了生產(chǎn)率。此外，印刷電路板的體積也更小，這就要求元件具有更高的體積效率。 靈活可靠的電源和信號連接器 無論是線對線、線對板還是線對面板，連接器都必須可靠地傳輸電力和控制信號。連接器越小，間距越近，導體間距也越細。 模塊化設(shè)計的目的就是獲得靈活性；因此，連接器解決方案必須與自動化系統(tǒng)具有同樣的適應(yīng)性。為了滿足靈活性的需要，連接器的設(shè)計必須確保能夠進行安全和方便的鎖定，以防止裝配時錯配以及因沖擊和振動造成意外拔出。 TE Connectivity AMP 的 Dynamic 系列連接器專為滿足需要高密度的工業(yè)信號和電源電路的需求而設(shè)計。這些連接器通過多個連接器系列滿足了這些要求，可處理的電流范圍為 2.6 至 100 安培 (A)，電壓范圍為 125 至 1000 伏特。根據(jù)額定電流和電壓的不同，這些連接器可提供高密度互連，導體間距從 1.8 毫米到 24.5 毫米 (mm) 不等。 最緊湊的 Dynamic 連接器是 Mini 系列。該系列適用于線對板應(yīng)用，觸頭間距為 1.8 mm，針數(shù)為 12、16 和 20�？山邮� 22 至 26 AWG 的導線，額定電壓為 250 伏 AC (VAC)，電流為 3 A。 例如，1-2834461-2（圖 2，上）是一種 12 觸頭插座外殼，觸頭呈雙列排列，列與列之間的間距為 2.75 mm。連接器長 19.3 mm，寬 15.7 mm，高 8.35 mm。
圖 2：所示為 12 針 Dynamic Mini 線對板插座（上）和針座（下）的元件。（圖片來源：TE Connectivity AMP） 插座外殼裝有 TE Connectivity AMP 2834464-5 插座觸頭。這些是鍍錫銅合金壓接導線端子，可接受 26 AWG 導線。其額定電流為 3 A，工作電壓為 250 VAC 或 125 VDC。每個觸頭都使用一個鎖緊片將自己固定在外殼中。此外，外殼還配有嵌入式副鎖，為觸頭端子的鎖定機構(gòu)提供額外的安全保護。 插座與 1-2834465-2 連接，這是一個 12 針表面貼裝針座（圖 2，下）。針座的長度為 19.3 mm，寬 12.3 mm，高僅 8.7 mm。針座包括方形截面鍍錫觸針，采用全遮罩結(jié)構(gòu)。 這個連接器對帶有鍵控，可防止錯誤插入，并配有一個鎖定閂，在插座和針座完全接合時提供聲音和觸覺反饋。鎖閂設(shè)在連接器頂部下方凹陷處，以防止意外解鎖。側(cè)釘為針座提供機械支撐。 Mini 系列連接器尺寸更小、可靠性更高，不僅能滿足工業(yè)環(huán)境的要求，還能滿足機器人和汽車等對抗振性要求更高的其他應(yīng)用。 用于更大電流的連接器 只有增加連接器的尺寸才能處理更大的電流。Dynamic D1000 Slim 連接器（圖 3）填補了更大電流范圍的空白。例如，1-2366600-4 是一種雙列四針位插頭外殼，觸頭間距為 2.7 mm，列間距為 2 mm。該插頭外殼可與 1-2366515-4 插座外殼配合使用，實現(xiàn)線對線直插連接。與 Mini 系列連接器一樣，D1000 包括一個具有聲音和觸覺反饋的閂鎖，以確保有效咬合。插座和凸片壓接觸頭均可提供，可連接導線規(guī)格從 22 AWG 到 30 AWG 不等。D1000 連接器的最大額定電流為 8.3 A，具體取決于所選線規(guī)。
圖 3：所示為一個四針位 D1000 Slim 線對線連接器組件。（圖片來源：TE Connectivity AMP） 外殼有水平或垂直鍵位可供選擇，以確保正確配接。配套連接器組的長度為 21.5 mm，寬為 7.2 mm，高為 8.9 mm。外殼上清楚地標有列標識和鍵類型，以最大限度地減少配置和接線錯誤（圖 4）。
圖 4：所示為用于 D1000 Slim 外殼的列標識和鍵方向標記。（圖片來源：TE Connectivity AMP） 現(xiàn)場安裝 Dynamic 系列除壓接式連接器外，還包括多種類型的連接器。如 D-2970 系列（圖 5）籠式或彈簧夾式連接器。與壓接觸頭連接器不同，彈簧夾連接器易于現(xiàn)場安裝或改造。將去掉末端絕緣層的導線插入連接器主體的導線入口，彈簧夾就會夾住導線并將其鎖定。通過釋放按鈕可以取出插入的導線。無需工具即可完成連接器接線或拆線。
圖 5：線對板 D-2970 系列連接器無需工具，只需將剝皮后的導線插入導線入口即可完成接線。（圖片來源：TE Connectivity AMP） D-2970 系列包括 2336491-4 四觸頭單列針座，可與 2336488-4 四針位插座連接器配接，用于線對板組件。該連接器對的觸頭間距為 5 mm，可容納 14 至 24 AWG 導線，根據(jù)所選導線規(guī)格，最大可處理 14 A 的電流。其額定電壓最高可達 300 V。 針座寬 22 mm、深 34 mm、高 18.7 mm，插座寬 24.9 mm、深 14.8 mm、高 9.8 mm。 結(jié)語 用于機器人和工廠自動化的工業(yè)電源和信號連接器必須經(jīng)過精挑細選，以確�？煽啃�、安全性、靈活性和信號完整性。TE Connectivity AMP Dynamic 系列連接器為設(shè)計人員提供了廣泛的引腳配置選擇，具有高密度、鍵控外殼、清晰標記、鎖定功能、抗沖擊和振動以及緊湊尺寸等多種特性。 |
