Sissejuhatus

Aruka tootmise ja automatiseeritud logistikasüsteemide kiire arenguga on automatiseeritud juhitavad sõidukid (AGV) muutunud kaasaegse intralogistika ja materjalikäsitluse jaoks kriitiliseks seadmeks. AGV jõudlus, ohutus ja töökindlus sõltuvad suurel määral selle ajamisüsteemi konstruktsioonist, eelkõige AGV ajami mootori, pidurisüsteemi ja integreeritud AGV ajami valikust.

Valesti valitud ajamimootor võib põhjustada ebapiisava pöördemomendi, ebastabiilse töö, liigse energiatarbimise või seadme eluea lühenemise. Samamoodi võib ebapiisav pidurisüsteem kujutada endast ohutusriski, eriti suure-koormusega rakendustes, suure-täpsete positsioneerimisülesannete või rampide ja kallakutega keskkondades.

Sel põhjusel peaks AGV ajamisüsteemi projekteerimine põhinema süstemaatilistel tehnilistel arvutustel, mitte lihtsal empiirilisel valikul. Arvesse tuleb võtta selliseid põhiparameetreid nagu sõiduki mass, kandevõime, töökiirus, kiirendusomadused, põrandatingimused ja kaldenurk.

See insenerijuhend annab praktilise ülevaate:

AGV pidurimootori valiku põhimõtted

AGV ajami mootori võimsuse arvutamise meetodid

AGV ajami konfiguratsioon erinevatele AGV arhitektuuridele

Erilised töötingimuste kaalutlused

Need juhised võivad aidata AGV tootjatel, süsteemiintegraatoritel ja automaatikainseneridel kavandada turvalisemaid ja tõhusamaid AGV ajamisüsteeme.

1. AGV ajami mõistmine

Enne mootorite ja pidurisüsteemide valimist on oluline mõista tüüpilise konstruktsiooniAGV ajam.

Kaasaegne AGV-ajam ühendab mitu põhikomponenti kompaktsesse ja ülitõhusaks moodulisse, mille hulka kuuluvad tavaliselt:

AGV ajam (servomootor või PMSM mootor)

täppiskäigukast või reduktor

AGV veoratas

elektromagnetiline pidur

kodeerija või tagasisideseade

mootori kontrolleri liides

See integreeritud arhitektuur võimaldab ajamil pakkuda nii tõukejõudu kui ka mõne konstruktsiooni puhul roolivõimet. Paljudes mobiilsetes robotites ja AGV-des onAGV veorataste komplekttoimib peamise toitemoodulina, mis vastutab sõiduki liikumise eest.

Sõltuvalt AGV struktuurist kasutatakse tavaliselt mitut ajami konfiguratsiooni:

Diferentsiaalajam AGV

Kaks veoratast juhivad iseseisvalt liikumist ja rooli.

Veojõuga AGV

Veoajam tõmbab kärusid või kärusid.

Koormat{0}}kandev AGV

Sõiduk toetab lasti otse oma šassiile.

AGV alla sõita

AGV liigub riiulite või kärude alla, et neid tõsta ja transportida.

Rooliajam AGV

Kasutab igasuunaliseks liikumiseks juhitavaid veorattaid.

Iga konfiguratsioon nõuab erinevat pöördemomenti, võimsust ja pidurdustõhusust, mis mõjutavad otseselt AGV ajami mootori ja pidurisüsteemi valikut.

2. AGV pidurimootori valik: ohutus ennekõike

Pidurisüsteem on iga AGV ajamisüsteemi oluline komponent. Selle peamised funktsioonid on:

kiire seiskamise tagamine hädaolukordades

sõiduki liikumise takistamine, kui toide on välja lülitatud

positsioneerimise stabiilsuse säilitamine koormuse all

Paljudes AGV-ajamites on pidur integreeritud otse mootorisõlme.

Pidurimootori valik sõltub mitmest tehnilisest tegurist:

sõiduki kogumass

kandevõime

AGV konstruktsiooniprojekt

positsioneerimise täpsuse nõuded

tegevuskeskkond

Tüüpilised pidurimootori valiku juhised

Kerged{0}}veoautod (alla 300 kg)

Tasasel põrandal töötavad väikesed allasõiduautod võivad töötada ilma pidurimootoriteta, kui mootori juhtimissüsteem tagab piisava elektroonilise pidurdamise.

Keskmise{0}}veojõuga AGV-d (300–800 kg)

Koormust{0}}kandvate AGV-de või diferentsiaalveo-robotite puhul soovitatakse üldiselt pidurimootoreid, et parandada peatumise stabiilsust ja positsioneerimise täpsust.

Rasked{0}}veoautod (üle 800 kg)

Pidurimootorid muutuvad süsteemi suurenenud inertsi tõttu hädavajalikuks.

Täppis{0}}veoautod

Rakendused, mis nõuavad positsioneerimistäpsust ±10 mm või paremat, nõuavad tavaliselt pidurimootoreid, et tagada korduv peatumine.

Pidurimootori kohustuslik paigaldamine

Sõltumata kandevõimest tuleks pidurimootorid alati paigaldada, kui:

AGV-d kasutavad ohutuslaserskannereid või hädaseiskamisahelaid

süsteem nõuab ranget peatumisteekonda

AGV töötab kaldteedel või kallakutel

AGV transpordib hapraid või ohtlikke materjale

Nendes stsenaariumides annab mehaaniline pidurdus lisaks elektroonilisele pidurijuhtimisele täiendava turvakihi.

3. Pidurdusjõu arvutamine

Vajalikku pidurdusjõudu saab hinnata järgmise tehnilise võrrandi abil:

Fb Suurem või võrdne (mAGV + mload) × g × (μ × cosθ + sinθ)

Kus:

Fb=pidurdusjõud (N)
mAGV=AGV sõiduki mass (kg)
mload=kasulik koormus (kg)
g=gravitatsioonikiirendus (9,81 m/s²)
μ=põranda hõõrdetegur
θ=kaldenurk

Tavaliste betoonpõrandate jaoks:

μ = 0.6 – 0.8

Ohutu töö tagamiseks rakendavad insenerid tavaliselt pidurdusohutustegurit:

Fdesign=1.5 – 2,0 × Fb

4. AGV ajami mootori võimsuse valik

Õige valimineAGV ajami mootori võimsuson sõiduki stabiilse liikumise ja energiatõhususe tagamiseks ülioluline.

Mootori nõutav võimsus sõltub mitmest mehaanilisest parameetrist:

sõiduki kogumass

kandevõime

sõidukiirus

veeretakistus

jõuülekande efektiivsus

kiirenduse jõudlus

Enamiku tööstuslike AGVde tüüpilised töökiirused jäävad vahemikku:

30 – 60 m/min

Tüüpilised mootori võimsusvahemikud

Kuigi on soovitatav teha üksikasjalikud arvutused, on tüüpilised AGV mootorite võimsusvahemikud järgmised:

Diferentsiaalveoga{0}}veoautod nõuavad üldiselt suuremat mootorivõimsust, kuna iga veoratas peab tagama nii jõu- kui ka roolipöördemomendi.

5. AGV ajami võimsuse põhiarvutus

Pideva{0}}kiirusega liikumiseks vajalikku mootori võimsust saab hinnata, kasutades:

P = (F × v) / η

Kus:

P=vajalik mootori võimsus
F=sõidutakistus (N)
v=sõiduki kiirus (m/s)
η=jõuülekande efektiivsus

Tüüpiline AGV jõuülekande efektiivsus:

η = 0.85 – 0.95

6. Kallaku võimsusnõue

Kui AGV-d töötavad rampidel, peab mootor ületama täiendava gravitatsioonitakistuse.

Kalduvus=(mAGV + mload) × g × v × sinθ

Kus:

Kall=tõusujõud
θ=kaldenurk

Isegi väike kalle võib märkimisväärselt suurendada raskete{0}}veoautode võimsusvajadust.

7. Kiirenduse võimsuse nõue

Sõiduki käivitamisel on kiirendamiseks vaja lisavõimsust.

Pacc=(mAGV + mload) × v² / (2 × t)

Kus:

Pacc=kiirendusvõimsus
v=sihtkiirus (m/s)
t=kiirendusaeg (s)

Tavaline AGV kiirendusaeg:

t = 3 – 5 s

8. Mootori võimsuse lõplik valik

Valitud mootori võimsus peaks rahuldama:

Pmootor suurem või võrdne K × (Prun + Pslope + Pacc)

Kus:

Pmootor=mootori nimivõimsus
Kärbi=konstantse kiirusega võimsust
Kall=tõusujõud
Pacc=kiirendusvõimsus
K=ohutustegur

Tüüpiline inseneri ohutustegur:

K = 1.2 – 1.5

9. AGV-ajamite konstruktsiooni erilised kaalutlused

Teatud rakenduste puhul ei pruugi standardsed mootorivaliku juhised kehtida.

Täiendav tehniline analüüs on vajalik, kui:

Mitu-käru vedavad AGV-d

Kui üks AGV tõmbab mitut vankrit, suurenevad veojõud ja pöördetakistus märkimisväärselt.

Väljas{0}}keskmised laadimised

Kui koormakese nihkub sõiduki keskjoonest eemale, on vaja täiendavaid pöördemomendi arvutusi.

Kiired{0}}autod

Eespool töötavad AGVd:

80 m/min

kogevad suuremat dünaamilist koormust ja võivad vajada suuremat{0}}võimsust.

Karmid tööstuskeskkonnad

Äärmuslikud temperatuurid, tolm või niiskus võivad nõuda:

kõrgemad IP-kaitse reitingud

mootori tühjendamise kaalutlused

spetsiaalsed tihendusdisainid

10. AGV ajamisüsteemi tehniline valideerimine

Pärast AGV ajami mootori ja pidurisüsteemi valimist tuleks läbi viia valideerimiskatse.

Tüüpilised insenerikatsed hõlmavad järgmist:

Nimikoormuse pideva töö katse

Töötage nimikoormusel 4 tundi ja jälgige mootori temperatuuri.

Ülekoormuse test

Käivitage süsteem aadressil:

120% nimikoormus

üheks tunniks.

Hädapidurduse katse

Kontrollige pidurdusteekonda ja pidurdustõhusust.

Vastupidavuse test

Tehke korduvaid käivitus{0}}seiskamistsükleid:

Rohkem kui 1000 tsüklit või sellega võrdne

pikaajalise töökindluse{0}}hinnanguks.

Järeldus

Usaldusväärse AGV-ajami projekteerimine nõuab mehaaniliste arvutuste, insenerikogemuse ja ohutuskaalutluste tasakaalustatud kombinatsiooni.

Hästi{0}}konstrueeritud AGV-ajamisüsteem peaks järgima mitmeid põhiprintsiipe.

seadke pidurimootori konfiguratsioonis esikohale ohutus

arvutada mootori võimsus tegelike töötingimuste alusel

keeruliste rakenduste jaoks spetsiaalse analüüsi läbiviimine

kontrollige jõudlust tehniliste testide abil

Järgides neid tehnilisi juhiseid, saavad AGV tootjad ja süsteemiintegraatorid kavandada turvalisemaid, tõhusamaid ja vastupidavamaid AGV ajamisüsteeme, mis vastavad kaasaegsete automatiseeritud logistikakeskkondade nõudmistele.

Integreeritud AGV ajami näide

Kaasaegsed AGV süsteemid kasutavad sageli integreeritudAGV ajamidmis ühendavad mootori, käigukasti, piduri jaAGV veorataskompaktseks mooduliks. Need integreeritud ajamid lihtsustavad paigaldamist ja parandavad süsteemi töökindlust.

Siin saate tutvuda erinevat tüüpi AGV ajamitega:

Sisemise lingi näide

AGV ajam

AGV veoratas

Diferentsiaali veoratas AGV jaoks