Sissejuhatus
Kaasaegsetes AGV- ja AMR-süsteemides on veoratas üks kriitilisemaid komponente, mis määrab süsteemi jõudluse. Kiirendusvõime kandevõime, pöördestabiilsus ja pikaajaline töökindlus on kõik otseselt mõjutatud ajamisüsteemi konstruktsioonist.
Paljude inseneriprojektide puhul põhineb mootorite valik endiselt sõiduki kaalul või empiirilisel kogemusel. Diferentsiaalveoratas AGV töötab aga mitmetes dünaamilistes tingimustes ja iga tingimus seab mootori pöördemomendi ja inertsi sobitamisele erinevad nõuded.
Täielik disain peab arvestama sirge liikumisega kõvera liikumisega ja kohas pöörlemisega. Nendest töötingimustest nõuab koha pöörlemine tavaliselt suurimat pöördemomenti ja muutub mootori suuruse määramisel võtmeteguriks.
See artikkel pakub Plutoolsi ja Yikong Intelligent Equipmenti välja töötatud praktilist insenerimeetodit pöördemomendi arvutamiseks ja inertsi sobitamiseks diferentsiaalveoratastega AGV-dele.
Diferentsiaali veoratta süsteemi struktuur
Diferentsiaalveoga AGV koosneb tavaliselt kahest jõuajamiga veorattast ja mitmest toestusrattast.
Sõiduki liikumist juhitakse vasaku ja parema veoratta kiiruse erinevuse reguleerimisega.
Võrdse kiiruse tulemuseks on sirge liikumine
Erinevad kiirused annavad kõvera liikumise
Vastupidine suund põhjustab koha pöörlemise
Seda archiPLTture'i kasutatakse selle lihtsa struktuuri ja suure töökindluse tõttu laialdaselt tööstuslikes AGV-de AMR-i puksiirisüsteemides ja automatiseeritud materjalikäitlusplatvormidel.
Liikumiskindluse mudel
Kogu sõidutakistus koosneb kolmest põhikomponendist
Veeretakistus
F_rull=(m - m_draiv) * g * mu
m on sõiduki kogumass
m_drive on veorataste poolt toetatud koormus
mu on veeretakistuse koefitsient, mis sõltub põranda tingimustest
Kiirendusjõud
F_acc=m * a
a on sõiduki kiirendus
See on dünaamilise jõudluse võtmetegur, eriti kiirete AMR-rakenduste puhul
Hinnete vastupidavus
F_aste=m * g * sin(teeta)
teeta on kaldenurk
Tasapinnaliste siserakenduste puhul on see väärtus null
Kogu liikumapanev jõud
F_kokku=F_roll + F_acc + F_grade
Seda väärtust kasutatakse kõigi pöördemomendi arvutuste aluseks
Sirge töö pöördemoment
Sirgel liikumisel jagavad mõlemad veorattad koormust võrdselt
Jõud ratta kohta
F_sirge=F_kokku / 2
Ratta pöördemoment
T_sirge=F_sirge * (D / 2)
D on veoratta läbimõõt
Seda tingimust kasutatakse mootorisüsteemi pideva töövõime ja termilise stabiilsuse kontrollimiseks
Koha pöörlemise kriitiline seisund
Kohapeal pöörlemine on diferentsiaali veoratastega AGV-de jaoks kõige nõudlikum töötingimus
Selle liikumise ajal pöörleb üks veoratas ettepoole, teine aga tagurpidi
Rattad tekitavad maksimaalse roolitakistuse, mis suurendab märkimisväärselt pöördemomendi vajadust
Pöörlemistakistuse tehniline lähendus
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W on veorataste vahe
L on sõiduki kere pikkus
Nõutav pöördemoment
T_spin=F_spin * (D / 2)
Enamikus tööstuslikes AGV rakendustes on paigal oleva pöörlemismoment tavaliselt kaks kuni viis korda suurem kui sirgjooneline pöördemoment
See tingimus on enamiku projektide puhul mootorivaliku esmane viide
Kumera liikumise seisund
Reaalsetes töökeskkondades veedavad AGVd suurema osa ajast kõverjoonelises liikumises
Rataste kiirused on erinevad ja ratastel on roolitakistus
Pöördemomendi suhe
T_sirge < T_kõver < T_spin
Kõverat liikumist kasutatakse peamiselt liikumise stabiilsuse kontrollimiseks ja juhtimissüsteemi häälestamiseks
Koormuse inerts ja ülekandearvu sobitamine
Inertsi sobitamine mängib kriitilist rolli liikumise jõudluses ja juhtimise stabiilsuses
Ekvivalent koormuse inerts ratta poolel
J_load=(m / 2) * (D / 2) * (D / 2)
Mootoripoolne inerts pärast käigukasti vähendamist
J_mootor=J_koormus / (i * i)
i on ülekandearv
Soovitatavad inertsisuhte juhised
Servosüsteem alla 5 kuni 1
Stepper süsteem alla 10 kuni 1
Õige inertsi sobitamine parandab kiirendusreaktsiooni positsioneerimise täpsust ja süsteemi stabiilsust
Veoratta valiku tehnilised kaalutlused
Tõelise AGV süsteemi puhul ei piisa ainult pöördemomendi arvutamisest
Arvesse tuleb võtta ka järgmisi tegureid
veojõudlus ratta ja põranda vahel
käigukasti eluiga ja termiline käitumine
pidev töövõime
põranda seisukorra erinevus
koormuse jaotus ja raskuskeskme nihe
Nende tegurite eiramine võib põhjustada rataste libisemise ülekuumenemise või ebastabiilse liikumisjuhtimise
PLT seeria diferentsiaali veoratta lahendused
Plutools ja Yikong Intelligent Equipment pakuvad PLT-seeria diferentsiaali veorataste süsteeme integreeritud lahendustena AGV tootjatele
PLT-seeria integreerib madalpinge servomootorite täppiskäigukastid ja tööstusliku kvaliteediga veorattad kompaktsesse moodulsüsteemi
Tüüpiliste mudelite hulka kuuluvad PLT85 PLT240 ja PLT550, mis katavad laia kandevõimet erinevate AGV rakenduste jaoks
Neid tooteid kasutatakse laialdaselt
lao AGV-d
autonoomsed mobiilsed robotid
puksiirid AGV-d
tööstuslikud mobiiliplatvormid
raskeveokite logistikasüsteemid
Integreeritud veorataste lahendusi kasutades saavad tootjad oluliselt vähendada arenduse keerukust, parandada süsteemi töökindlust ja lühendada projekti arendustsükleid
Järeldus
Diferentsiaali veoratta AGV mootorite suurus peab põhinema täielikul mitme seisukorra mudelil, mitte lihtsustatud kaaluhinnangul
Sirge liikumine määrab pideva pöördemomendi nõude
Kõver liikumine kinnitab süsteemi stabiilsust
Kohapealne pöörlemine määrab maksimaalse pöördemomendi nõude
Kombineerides pöördemomendi arvutamise inertsi sobitamist ja praktilisi tehnilisi piiranguid, saavad AGV arendajad saavutada stabiilse tõhusa ja usaldusväärse süsteemi jõudluse tööstuskeskkonnas
