Montáž PCB robotiky

Jaké vlastnosti by měla mít robotická PCBA?

PCBA (sestava desky s tištěnými spoji) může vykonávat výkonnější funkce než holá deska s tištěnými spoji (PCB) a podporovat provoz robotů. PCBA používané při výrobě robotů mají obvykle následující vlastnosti:

• Vysoká spolehlivost

  Roboti musí být schopni odolat drsným prostředím, jako jsou vibrace, nárazy, změny teploty a vlhkosti, prach a elektromagnetické rušení. To zJménoná, že PCBA musí být vysoce spolehlivé a odolné.

  Požadavky: přísný výběr materiálů (průmyslové a automobilové komponenty), vysoký standard výroby (IPC Třída3), komplexní testování spolehlivosti

• Vysoká hustota a miniaturizace
  

  Konstrukce robotů se stále více propracovává a miniaturizuje, zejména pro drony a servisní roboty, kde je omezený prostor pro obvodové desky a jsou vyžadovány menší PCBA.

  Požadavky: Vícevrstvé desky plošných spojů (technologie HDI), pouzdro BGA/QFN s přesnou roztečí, desky rigid-flex

• Integrita signálu a EMI/EMC
  

  Roboti jsou náchylní k rušení kvůli jejich složité konstrukci signálu, která zahrnuje různé interní signálové moduly, senzory atd.

  Požadavky: dobrý návrh rozložení PCB pro robotiku, přísná certifikace testu EMC/EMI, dobrý design uzemnění a stínění, kontrola impedance

• Manipulace s energií
  

  Vzhledem k tomu, že roboty jsou poháněny vysoce výkonnými motory, je pro zajištění výkonu vyžadována účinná řešení pro odvod tepla.

  Požadavky: Silná měděná vrstva, velké proudové obvody, efektivní tepelné řízení

• Robustní konektory a rozhraní
  

  Rozhraní robota se musí často vkládat a odpojovat, zatímco pohyblivé části kloubů vyžadují robustní rozhraní. Proto robotická PCBA vyžaduje použití vysoce kvalitních, odolných konektorů a také provedení odolné proti vibracím a proti uvolnění.

Klíčové komponenty používané v robotice PCBA

• Mikrokontroléry

  Mikrokontroléry jsou „mozkem“ robota, který je zodpovědný za zpracování vstupů a řízení jeho celkových operací. Hlavní funkcí mikrokontrolérů je kromě zpracování jakýchkoliv datových vstupů řídit všechny funkce robota.

• Ovladače motorů

  Motorové ovladače zabírají značný prostor v robotických systémech, jako jsou vestavěné ovladače, které řídí směr a rychlost motorů.

• Napájecí jednotka
  

  Napájí přímo desky plošných spojů a další součástky.

• Senzory a akční členy
  

  Úkolem senzorů je shromažďovat důležité informace potřebné z gyroskopů, kamer nebo akcelerometrů robota.

  Akční členy mají přenášet elektrickou energii do mechanických pohybů, ale za usnadnění příkazů přicházejících z mikrokontrolérů.

• Komunikační moduly
  

  Prostřednictvím některých bloků se robot bude moci snadno propojit s dalšími nástroji v robotu prostřednictvím sítí nebo softwaru, jako jsou ethernetové moduly, WiFi nebo Bluetooth.

• Podpůrný obvod
  

  Podpůrné obvody, jako jsou odpory a diody, pomáhají stabilizovat napětí a chrání integrované obvody a moduly.

Trendy osazování DPS v robotice

Robotika PCBA dozná v budoucnu dalších změn a vývoje:

• Prostřednictvím přímé integrace schopností edge computingu do PCBA umožňují čipy AI robotické upgrady návrhu PCBA.

• Vyšší stupeň modularity a integrace: Ke zjednodušení návrhu použijte aplikace SoM (System on Module).

• Bezdrátové připojení a flexibilita: Více bezdrátového připojení a flexibilní obvody ve speciálních oblastech, jako jsou klouby.

• UdržiTelná výroba: Zvýšená poptávka po materiálech a procesech šetrných k životnímu prostředí a také po recyklaci.