協働ロボット

最高レベルの機能安全性、モーター効率、接続性、コンプライアンスを備えた次世代協働ロボットを設計します。

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概要

協働ロボットは人と並んで作業するように設計されているため、安全性、効率性、知能は不可欠です。インフィニオンは、ISO TS 15066を含む業界の厳格な安全基準に適合した包括的な半導体およびセンサーソリューションを提供し、よりスマートで安全かつ高い接続性を備えた協働ロボットの構築を支援します。

利点

  • 最高の出力密度モータードライブ
  • より小さなサイズでより高いペイロード
  • 運用コストの削減
  • システムのコストとスペースの節約
  • 3D環境スキャンによる安全性
  • ダウンタイムの短縮
  • 安全なロボット操作/認証
  • 有線または無線で暗号化
  • ISO TS 15066

ブロック図

概要

より安全でスマートな協働ロボットを実現するための重要な構成要素は何ですか？

協働ロボットは、他のロボットよりも多くのことが求められます。人間の近くで安全に動作し、IoTに接続し、高精度で作業を行い、厳しい規制を満たす必要があります。インフィニオンは協働ロボットのあらゆる側面に対応し、サプライチェーンの効率化を支援するとともに、市場投入までの時間を短縮します。

システムレベルでの主なメリット:

  • 高出力密度モーター駆動: CoolGaN™ HEMTにより、インバーターの設置面積が小さくなり、損失と動作温度が低下します。それにより、制御ボックスをロボットの足に直接統合することが可能になり、外部制御ボックスが完全に不要になります。
  • 運用コストとシステムコストの削減: OptiMOS™とMOTIX™の効率的なモーター駆動ソリューションは、放熱量と全体的なエネルギー消費量を削減し、総所有コストを低減します。
  • 設計段階からの安全性: XENSIV™センサーは、人間とロボットの協働における安全性を最大限に高め、インテリジェントな障害物検知によりダウンタイムを削減します。
  • ロボットの安全な運用: OPTIGA™ TrustセキュリティICは、暗号化された有線および無線通信、デバイス認証、および保護されたソフトウェアアップデート用に IPを保護します。
  • 規制遵守: 協働ロボットの安全基準であるISO TS 15066に準拠するように設計されたソリューション
未来の工場はスマートです
インダストリー5.0が目前に迫っています
効率的なBLDCモーター制御は、協働ロボットの動作をどのように最適化できるのでしょうか？

協働ロボットが滑らかで応答性が高く、信頼性の高い動作を実現するには、正確なモーター制御が不可欠です。BLDCモーターを使用することで、協働ロボットは安全性を維持しながら、正確で再現性の高い動作を実行できます。インフィニオンのソリューションは、高い制御精度と機械的摩耗の低減を実現します。

主要な製品の組み合わせとそのシステム上の利点:

  • PSOC™ Control C3M MCU + MOTIX™ 6EDL7141ゲートドライバ + OptiMOS™ MOSFET: WBGスイッチングに最適化された専用ADCにより、高周波、低リップルのモーター駆動を実現します。
  • MOTIX™ IMD701A: XMC1404 MCUと6EDL7141 3相ゲートドライバを単一パッケージに統合し、スペースに制約のあるジョイント モジュールにおける部品点数と基板面積を削減します。
  • インバーター段にCoolGaN™ HEMTを採用することで、インバーターのフットプリントを小型化し、スイッチング損失と動作温度を低減できるため、ロボットのベース内に制御ボックスを組み込むという目標を直接的にサポートします。
  • XENSIV™ TLI/TLE位置・電流センサー: スムーズな磁界指向制御 (FOC) に必要な正確なロータ位置と電流フィードバックを提供し、トルクリップルを低減し、動作精度を向上させます。
PSOC™ Control MCUによるリアルタイム制御
MOTIX™モーター制御ソリューションをご覧ください
協働ロボットは、安全性と産業用入出力の信頼性をどのように実現できるのでしょうか？

協働ロボットにおいて、安全性は選択肢ではなく必須事項です。協働ロボットは、人間と作業空間を共有するため、マイクロコントローラーから入出力インターフェースに至るまで、制御アーキテクチャのあらゆる層において、信頼性が高く決定論的な動作が保証されなければなりません。

安全性を重視したMCU:

  • PSOC™ 4、 PSOC™ 6、およびXMC™: 産業規格に準拠した安全性とHMI制御を実現するデュアルコア アーキテクチャとハードウェア セキュリティ

絶縁機能を備えた産業用I/O:

  • ISOFACE™出力スイッチ: ISO1H81xGなどの製品はIEC 61131-2に準拠したEMI対策が施されており、MCUとの容易な統合を可能にします。
  • ISOFACE™ デジタル入力: ISO1I81xTなどの製品は、ガルバニック絶縁機能を備えており、制御ロジックを産業ノイズから保護します。

システムレベルのメリット:

協働ロボットの設計者は、このセーフティMCUと絶縁型I/Oの組み合わせにより、EMI準拠や機能安全マージンを損なうことなく、既存の産業インフラとスムーズに統合できる制御アーキテクチャを構築できます。

XMC™産業用マイクロコントローラーの詳細
インフィニオンの絶縁型産業用インターフェース ソリューション
HMIと無線接続は、協働ロボットの統合をどのように改善できるのか？

協働ロボットには、直感的な操作インターフェース、遠隔監視機能、そしてシームレスなIoT統合がますます求められるようになっています。当社のHMIおよび接続性に関する製品群は、統一された製品エコシステムから、応答性の高いタッチスクリーン、信頼性の高い無線リンク、安全なデータ伝送を実現します。

HMI制御:

CAPSENSE™テクノロジーを搭載したPSOC™ 4/6 MCU: オペレーターパネルやティーチペンダント向けに、クラス最高レベルの静電容量式タッチセンシングを実現します。PSOC™ 6のデュアルコア アーキテクチャは、HMI処理と接続管理に同時対応し、追加コンポーネントの必要性を低減します。

ワイヤレス接続:

AIROC™ Wi-FiおよびBluetooth®コンボICとモジュール: 業界最高レベルのRF性能と相互運用性を提供し、Wi-Fi 4/5/6およびBluetooth® LEに対応することで、協働ロボットのリアルタイム監視、リモート設定、クラウド接続分析、共有ワークスペース内での位置認識を必要とする協働ロボット向けのBLE AoA/AoDサポートを実現します。

システムレベルのメリット:

PSOC™ 6とAIROC™接続を組み合わせることで、応答性の高いオペレーター インターフェースと信頼性の高い無線データ交換の両方を必要とする協働ロボット向けに、コンパクトで低消費電力のソリューションを提供し、リモート制御、予知保全、およびフリート管理のユースケースに対応します。

PSOC™ 4および6 MCUによる制御
AIROC™ Wi-FiとBluetooth® の組み合わせで接続
協働ロボットの安全性と認識能力を向上させるセンシング技術とは？

協働ロボットは、周囲の環境を正確に認識し、リアルタイムで反応する必要があります。当社のセンサー製品群は、関節位置やモーター電流から3次元空間認識まで、あらゆるセンシング要件に対応しています。

環境および安全に関するセンシング:

  • REAL3™ ToFソリューション: 障害物検知、衝突回避、および人間とロボットの安全な近接監視を行うため、3D環境スキャンを実現します。ロボットと人間のインテリジェントな連携により、予期せぬ停止が減り、稼働時間が全体的に向上します。
  • XENSIV™ 24 GHzおよび60 GHzレーダーセンサー: 広い検出範囲で信頼性の高い動きと距離を検出し、厳しい照明条件や粉塵環境下でも作業空間の監視をサポートします。

モーターと動作の検出:

  • XENSIV™角度センサー: 正確なトルク制御とスムーズなジョイント動作に必要な、高精度な電流フィードバックとローター位置データを提供します。
  • XENSIV™圧力センサー: 物理的な相互作用の検出が必要なアプリケーションにおいて、高さとタッチセンシングに対応します。

協働ロボットは、こうしたセンシング ソリューションを組み合わせることで、処理能力やシステム応答性を犠牲にすることなく、人々と安全に協働するのに必要な知覚能力を備えることができます。

ToF 3D画像センサー
XENSIV™センサー: あらゆるものを感知
システムレベルのメリット:

協働ロボットの設計者は、AC入力からモーター駆動出力までを網羅するインフィニオンのエンドツーエンドの電源製品群により、電力チェーン全体にわたって効率を最適化し、運用コストを削減し、熱管理要件を最小限に抑え、協働ロボットに求められるコンパクトで高集積な設計を実現できます。

インフィニオンCoolMOS™ MOSFET 500～950 V
インフィニオンCoolSiC™ SiC MOSFET
より安全でスマートな協働ロボットを実現するための重要な構成要素は何ですか？

協働ロボットは、他のロボットよりも多くのことが求められます。人間の近くで安全に動作し、IoTに接続し、高精度で作業を行い、厳しい規制を満たす必要があります。インフィニオンは協働ロボットのあらゆる側面に対応し、サプライチェーンの効率化を支援するとともに、市場投入までの時間を短縮します。

システムレベルでの主なメリット:

  • 高出力密度モーター駆動: CoolGaN™ HEMTにより、インバーターの設置面積が小さくなり、損失と動作温度が低下します。それにより、制御ボックスをロボットの足に直接統合することが可能になり、外部制御ボックスが完全に不要になります。
  • 運用コストとシステムコストの削減: OptiMOS™とMOTIX™の効率的なモーター駆動ソリューションは、放熱量と全体的なエネルギー消費量を削減し、総所有コストを低減します。
  • 設計段階からの安全性: XENSIV™センサーは、人間とロボットの協働における安全性を最大限に高め、インテリジェントな障害物検知によりダウンタイムを削減します。
  • ロボットの安全な運用: OPTIGA™ TrustセキュリティICは、暗号化された有線および無線通信、デバイス認証、および保護されたソフトウェアアップデート用に IPを保護します。
  • 規制遵守: 協働ロボットの安全基準であるISO TS 15066に準拠するように設計されたソリューション
未来の工場はスマートです
インダストリー5.0が目前に迫っています
効率的なBLDCモーター制御は、協働ロボットの動作をどのように最適化できるのでしょうか？

協働ロボットが滑らかで応答性が高く、信頼性の高い動作を実現するには、正確なモーター制御が不可欠です。BLDCモーターを使用することで、協働ロボットは安全性を維持しながら、正確で再現性の高い動作を実行できます。インフィニオンのソリューションは、高い制御精度と機械的摩耗の低減を実現します。

主要な製品の組み合わせとそのシステム上の利点:

  • PSOC™ Control C3M MCU + MOTIX™ 6EDL7141ゲートドライバ + OptiMOS™ MOSFET: WBGスイッチングに最適化された専用ADCにより、高周波、低リップルのモーター駆動を実現します。
  • MOTIX™ IMD701A: XMC1404 MCUと6EDL7141 3相ゲートドライバを単一パッケージに統合し、スペースに制約のあるジョイント モジュールにおける部品点数と基板面積を削減します。
  • インバーター段にCoolGaN™ HEMTを採用することで、インバーターのフットプリントを小型化し、スイッチング損失と動作温度を低減できるため、ロボットのベース内に制御ボックスを組み込むという目標を直接的にサポートします。
  • XENSIV™ TLI/TLE位置・電流センサー: スムーズな磁界指向制御 (FOC) に必要な正確なロータ位置と電流フィードバックを提供し、トルクリップルを低減し、動作精度を向上させます。
PSOC™ Control MCUによるリアルタイム制御
MOTIX™モーター制御ソリューションをご覧ください
協働ロボットは、安全性と産業用入出力の信頼性をどのように実現できるのでしょうか？

協働ロボットにおいて、安全性は選択肢ではなく必須事項です。協働ロボットは、人間と作業空間を共有するため、マイクロコントローラーから入出力インターフェースに至るまで、制御アーキテクチャのあらゆる層において、信頼性が高く決定論的な動作が保証されなければなりません。

安全性を重視したMCU:

  • PSOC™ 4、 PSOC™ 6、およびXMC™: 産業規格に準拠した安全性とHMI制御を実現するデュアルコア アーキテクチャとハードウェア セキュリティ

絶縁機能を備えた産業用I/O:

  • ISOFACE™出力スイッチ: ISO1H81xGなどの製品はIEC 61131-2に準拠したEMI対策が施されており、MCUとの容易な統合を可能にします。
  • ISOFACE™ デジタル入力: ISO1I81xTなどの製品は、ガルバニック絶縁機能を備えており、制御ロジックを産業ノイズから保護します。

システムレベルのメリット:

協働ロボットの設計者は、このセーフティMCUと絶縁型I/Oの組み合わせにより、EMI準拠や機能安全マージンを損なうことなく、既存の産業インフラとスムーズに統合できる制御アーキテクチャを構築できます。

XMC™産業用マイクロコントローラーの詳細
インフィニオンの絶縁型産業用インターフェース ソリューション
HMIと無線接続は、協働ロボットの統合をどのように改善できるのか？

協働ロボットには、直感的な操作インターフェース、遠隔監視機能、そしてシームレスなIoT統合がますます求められるようになっています。当社のHMIおよび接続性に関する製品群は、統一された製品エコシステムから、応答性の高いタッチスクリーン、信頼性の高い無線リンク、安全なデータ伝送を実現します。

HMI制御:

CAPSENSE™テクノロジーを搭載したPSOC™ 4/6 MCU: オペレーターパネルやティーチペンダント向けに、クラス最高レベルの静電容量式タッチセンシングを実現します。PSOC™ 6のデュアルコア アーキテクチャは、HMI処理と接続管理に同時対応し、追加コンポーネントの必要性を低減します。

ワイヤレス接続:

AIROC™ Wi-FiおよびBluetooth®コンボICとモジュール: 業界最高レベルのRF性能と相互運用性を提供し、Wi-Fi 4/5/6およびBluetooth® LEに対応することで、協働ロボットのリアルタイム監視、リモート設定、クラウド接続分析、共有ワークスペース内での位置認識を必要とする協働ロボット向けのBLE AoA/AoDサポートを実現します。

システムレベルのメリット:

PSOC™ 6とAIROC™接続を組み合わせることで、応答性の高いオペレーター インターフェースと信頼性の高い無線データ交換の両方を必要とする協働ロボット向けに、コンパクトで低消費電力のソリューションを提供し、リモート制御、予知保全、およびフリート管理のユースケースに対応します。

PSOC™ 4および6 MCUによる制御
AIROC™ Wi-FiとBluetooth® の組み合わせで接続
協働ロボットの安全性と認識能力を向上させるセンシング技術とは？

協働ロボットは、周囲の環境を正確に認識し、リアルタイムで反応する必要があります。当社のセンサー製品群は、関節位置やモーター電流から3次元空間認識まで、あらゆるセンシング要件に対応しています。

環境および安全に関するセンシング:

  • REAL3™ ToFソリューション: 障害物検知、衝突回避、および人間とロボットの安全な近接監視を行うため、3D環境スキャンを実現します。ロボットと人間のインテリジェントな連携により、予期せぬ停止が減り、稼働時間が全体的に向上します。
  • XENSIV™ 24 GHzおよび60 GHzレーダーセンサー: 広い検出範囲で信頼性の高い動きと距離を検出し、厳しい照明条件や粉塵環境下でも作業空間の監視をサポートします。

モーターと動作の検出:

  • XENSIV™角度センサー: 正確なトルク制御とスムーズなジョイント動作に必要な、高精度な電流フィードバックとローター位置データを提供します。
  • XENSIV™圧力センサー: 物理的な相互作用の検出が必要なアプリケーションにおいて、高さとタッチセンシングに対応します。

協働ロボットは、こうしたセンシング ソリューションを組み合わせることで、処理能力やシステム応答性を犠牲にすることなく、人々と安全に協働するのに必要な知覚能力を備えることができます。

ToF 3D画像センサー
XENSIV™センサー: あらゆるものを感知
システムレベルのメリット:

協働ロボットの設計者は、AC入力からモーター駆動出力までを網羅するインフィニオンのエンドツーエンドの電源製品群により、電力チェーン全体にわたって効率を最適化し、運用コストを削減し、熱管理要件を最小限に抑え、協働ロボットに求められるコンパクトで高集積な設計を実現できます。

インフィニオンCoolMOS™ MOSFET 500～950 V
インフィニオンCoolSiC™ SiC MOSFET
ドキュメント

デザイン リソース

パートナー ソリューション

開発者コミュニティ

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