1. Sissejuhatus
Logistika automatiseerimisseadmete valdkonnas on all{0}}automaatsõidukid (Automated Guided Vehicles) muutunud üheks kõige laialdasemalt kasutatavaks materjaliveo lahenduseks. AGV ajamisüsteem mängib otsustavat rolli selle liikumisvõime, rakendusstsenaariumide, töötõhususe ja pikaajaliste{2}}hoolduskulude määramisel.
Praegu kasutatakse -allasõitvates AGV-des tavaliselt kahte peamist ajamikonfiguratsiooni:diferentsiaalajamjarooliajam. Need kaks lähenemisviisi erinevad oluliselt konstruktsiooni ülesehituse, liikumisjuhtimise põhimõtete, süsteemiintegratsiooni ja tehniliste toimingute poolest.
See artikkel pakub mõlema ajami konfiguratsiooni tehnilist analüüsi struktuurilise koostise, liikumispõhimõtete, peamiste jõudlusnäitajate ja praktiliste rakenduspiirangute vaatenurgast. Eesmärk on pakkuda kasulikke viiteid AGV-süsteemide projekteerimiseks, komponentide valikuks ja insenerirakenduseks.
2. Kahe ajamisüsteemi struktuur ja liikumispõhimõtted
2.1 Diferentsiaalajam: Modulaarne liikumisarhitektuur
Diferentsiaalajam koosneb tavaliselt sõltumatutest juhtimismoodulitest, mis genereerivad sõiduki liikumist mitme ratta koordineeritud juhtimise kaudu. Juhtimine saavutatakse läbikiiruse erinevus vasaku ja parema veoratta vahel, mis järgib klassikalist diferentsiaaljuhtimise põhimõtet, mida kasutatakse paljudes mobiilsetes robotplatvormides.
Kui aüks diferentsiaalajamkasutatakse, koosneb see tavaliselt paarist veoratastest koos vastava mootori, ülekandemehhanismi ja konstruktsiooni toega. Selle konfiguratsiooni suhteliselt suure rattavahe tõttu suudab AGV tavaliselt toimidaedasiliikumine ja põhilised pöördemanöövrid, kuid liikumisvõime jääb piiratuks. Seetõttu kasutatakse seda konfiguratsiooni peamiselt lihtsate ühesuunaliste{1}}materjali transporditoimingute puhul.
Millalkaks diferentsiaalajamiton paigaldatud AGV-le, koordineeritud juhtimine esi- ja tagamooduli vahel võimaldab sõidukil saavutadakahesuunaline liikumine ja pööramine. Roolimise tekitavad siiski rataste kiiruste erinevused, mis tähendab, et sõiduk järgib alati akõver trajektoor. Selle tulemusena ei ole võimalik saavutada külgsuunalist liikumist või mitmesuunalist liikumist.
Diferentsiaalajami pöördekäitumise määrab vasaku ja parempoolse ratta lineaarkiiruse erinevus. Fikseeritud teljevahe korral annab suurem kiiruste erinevus väiksema pöörderaadiuse. Kuigi see põhimõte on lihtne ja usaldusväärne, seab see kiiruse reguleerimise täpsusele kõrgemad nõudmised, eriti suurematel töökiirustel.
2.2 Rooliajam: integreeritud mehhatrooniline lahendus
Rooliajam ühendab mõlemadveo- ja roolifunktsioonidühte mehhatroonikamoodulisse. Erinevalt diferentsiaalisüsteemidest kasutavad rooliajamidSõltumatud mootorid juhtimiseks ja juhtimiseks, mis võimaldab ratta orientatsiooni aktiivselt juhtida.
See konstruktsioon välistab vajaduse juhtida ratta kiiruste erinevusi. Selle asemel pöörleb ratas ise enne veojõu tekitamist soovitud asendisse. Selle tulemusena muutub liikumise juhtimine otsesemaks ja täpsemaks.
Rooliajamiga AGV-süsteemid järgivad tavaliselt järgmistkolme-punkti tugipõhimõte, mis tagab sõiduki stabiilse konstruktsiooni ja koormuse jaotuse. Enamiku konstruktsioonide puhul eemaldab see konfiguratsioon vajaduse täiendavate vedrustussüsteemide järele.
Kui aühe rooliajamiga ajamkasutatakse, suudab AGV juba saavutada nii edasi-tagasi liikumist kui ka pööramist. Võrreldes diferentsiaalajamisüsteemidega on roolile reageerimine otsesem, kuna rataste orientatsiooni juhitakse aktiivselt, mitte kiiruse erinevuste kaudu passiivselt.
Millalkaks rooliajamiton paigaldatud, võimaldab rataste orientatsiooni ja kiiruse koordineeritud juhtimine AGV-l toimidamitmesuunaline liikumine, sealhulgas edasiliikumine, tagurpidi liikumine, -koha pööramine ja külgsuunaline liikumine. See parandab oluliselt manööverdusvõimet kitsastes vahekäikudes ja suure{2}}tihedusega laokeskkondades.
Selliste süsteemide juhtimise täpsuse määrab tavaliseltkodeerija eraldusvõime ja ülekandearvkasutatakse roolimehhanismis. Täpse anduri tagasiside ja mehaaniliste reduktsioonisüsteemide abil on võimalik saavutada -täpne roolinurga juhtimine, mis parandab oluliselt AGV positsioneerimistäpsust.
3. Tehniliste põhiomaduste võrdlus
Inseneri vaatenurgast on diferentsiaali- ja rooliajamisüsteemidel märkimisväärsed erinevused mitmes peamises jõudluse aspektis.
Seosesstruktuurne suurusDiferentsiaalajamisüsteemid toetuvad mitmele sõltumatule moodulile ja täiendavatele kinnituskonstruktsioonidele, mis üldiselt toob kaasa suurema paigaldusruumi vajaduse. Rooliajamid seevastu integreerivad ajamimootori, roolimehhanismi, käigukasti ja rattakoostu ühte kompaktsesse moodulisse, mille tulemuseks on kompaktsem üldine disain.
Seoseskahesuunalise liikumise võime, vajavad diferentsiaalajamid sageli kahte ajamimoodulit, et võimaldada tõhusat edasi- ja tagasiliikumist. Rooliajamid saavutavad selle lihtsalt veomootori pöörlemissuunda muutes, mis lihtsustab juhtimisarhitektuuri.
Sestmitmesuunaline liikumine, on diferentsiaalajamid oma juhtimispõhimõttega oma olemuselt piiratud. Kuna pöörde tekitavad kiiruse erinevused, peab AGV järgima kõverat rada. Rooliajamid võivad ratta suunda aktiivselt muuta, võimaldades tõelist kõikjalsuunalist liikumist, sealhulgas külgliikumist.
Kui kaalutaksehooldus ja töökindlus, koosnevad diferentsiaalajamisüsteemid mitmest omavahel ühendatud mehaanilisest ja elektrilisest moodulist. Mehaaniliste liideste suurem arv võib aja jooksul suurendada kulumise või elektriühenduse probleemide tõenäosust. Rooliajamisüsteemid vähendavad komponentide arvu integreeritud disaini kaudu, mis üldiselt parandab süsteemi töökindlust ja lihtsustab hooldust.
Seosespositsioneerimise täpsus, diferentsiaalveoga AGV-sid mõjutavad kumulatiivsed ratta kiiruse vead ja ülekandesüsteemi mehaaniline lõtk. Rooliajamisüsteemid kasutavad koodri tagasisidet nii sõidu- kui ka roolimootorite jaoks, võimaldades suletud-ahela juhtimist ja paremat positsioneerimise täpsust.
Sestveojõu jõudlus, jaotavad diferentsiaalajamisüsteemid võimsust mitme mooduli vahel, mis võib põhjustada ülekandekadusid. Rooliajamid kasutavad tsentraliseeritud veojõustruktuuri, mis võimaldab tõhusamat jõuülekannet ja suuremat kandevõimet.
Lõpuks, mis puudutabmaksimaalne sõidukiirus, võivad diferentsiaalveosüsteemid suurematel kiirustel ratta kiiruse täpse reguleerimise tõttu kokku puutuda stabiilsusprobleemidega. Rooliajamsüsteemid säilitavad stabiilse liikumise ka suurematel kiirustel, sest roolimist ja veojõudu juhitakse sõltumatult.
4. Under-Ride AGV-de ajamisüsteemide rakenduse olek
4.1 Diferentsiaalajam kui traditsiooniline peavoolulahendus
Ajaloolisest vaatenurgast vaadatuna toodi paljud Hiinas kasutatavad varajased -allasõitvad AGV-süsteemid Jaapanist, kus diferentsiaalajam on pikka aega olnud AGV-de domineeriv ajamikonfiguratsioon.
Lisaks tuginesid varased autotööstuses kasutatavad AGV-rakendused suuresti ka diferentsiaalajami tehnoloogiale. See ajalooline areng tekitas tööstuses tugeva tehnoloogilise sõltuvuse, mille tulemuseks on diferentsiaalajami laialdane kasutuselevõtt allasõitvates AGV-des.
Kuigi rooliajami süsteeme kasutatakse laialdaselt raskeveokite{0}}veoautodes, mille on välja töötanud sellised ettevõtted nagu SIASUN, sihivad need platvormid tavaliseltsuured -kasulikud tööstussõidukid, mis erinevad oluliseltmadala-profiili ja kerge disaini nõudedall{0}}sõitvatest AGV-dest.
4.2 Rooliajami kasutuselevõtu piirangud
Hoolimata oma jõudluse eelistest on rooliajamisüsteemid all sõitvate AGV rakendustes ajalooliselt silmitsi seisnud mitmete takistustega.
Esimene piirang onfüüsiline suurus. Traditsioonilised rooliajamid olid mõeldud peamiselt raskeveokite-veoautodele ja seetõttu olid nende paigalduskõrgused suhteliselt suured. Allsõitvad AGV-d nõuavad aga tavaliselt väga madalat šassii kõrgust, mistõttu on varajase rooliajamiga tooteid keeruline integreerida.
Teine piirang onkulu. Varem olid suure jõudlusega-rooliajamid peamiselt imporditud tooted, mille hinnad olid oluliselt kõrgemad kui modulaarsed diferentsiaalajamid. Kerge-koormusega AGV-de puhul, mida kasutatakse suurtes kogustes, mõjutasid sellised kulude erinevused oluliselt majanduslikku teostatavust.
Kolmas tegur ontööstuse taju. Diferentsiaalajamisüsteemide pikaajalise domineerimise- tõttu eeldasid paljud AGV-de tootjad algselt, et diferentsiaalajam on kõige sobivam lahendus all sõitvate AGV-de jaoks, mis aeglustas rooliajami tehnoloogiate kasutuselevõttu.
5. Rooliajamisüsteemide esilekerkivad rakendustrendid
Seoses pideva tehnoloogilise arenguga AGV-tööstuses ja kodumaiste veokomponentide kiire arenguga muutuvad rooliajamid järk-järgult praktilisemaks ka all--veoautode jaoks.
Üks oluline läbimurre on arengmadala-profiiliga rooliajamid. Sellised tooted naguPlutools PLT120 horisontaalne veoratasesindavad kompaktsete rooliajamilahenduste uut põlvkonda, mis on spetsiaalselt loodud madala{0}}kõrgusega AGV platvormidele.
PLT120 võtab kasutusele kompaktse integreeritud struktuuri, mis on optimeeritud all-sõitvate AGV rakenduste jaoks. Moodul integreerib veomootori, roolimehhanismi, käigukasti, rattakoostu ja kodeerimissüsteemi üheks kompaktseks seadmeks, säilitades samal ajal kõrge veojõu ja täpse liikumise juhtimise.
Sellise konstruktsiooniga saab üks rooliajam juba toetada edasi-, tagurpidi- ja pööramisfunktsioone all{0}}sõitva AGV jaoks. Kui on paigaldatud kaks seadet, suudab AGV saavutada täieliku igasuunalise liikuvuse, sealhulgas külgsuunalise translatsiooni ja -kohapöörlemise, mis parandab oluliselt tööpaindlikkust tihedas laokeskkonnas.
Samal ajal on paljud mootorsõidukite tootjad oma tegevust tugevdanudsõltumatud disainivõimalused, mis võimaldab neil integreerida rooliajami süsteeme tõhusamalt madala -profiiliga AGV-platvormidesse ja töötada välja optimeeritud liikumisjuhtimisalgoritme.
Tänu sellele on rooliajami tehnoloogia järk-järgult ületamas varasemaid suuruse ja kuludega seotud piiranguid.
6. Tehniline kokkuvõte
Diferentsiaalajam ja rooliajami süsteemid esindavad kahte erinevat insenertehnilist lähenemist AGV liikumissüsteemidele:modulaarne ajami arhitektuurjaintegreeritud mehhatroonilise ajami arhitektuur.
Diferentsiaalajam on oma tehnoloogilise küpsuse ja tööstuslike rakenduste pika ajaloo tõttu endiselt laialdaselt kasutatav lahendus. Kuid selle piirangud liikumise paindlikkuse, positsioneerimise täpsuse ja süsteemiintegratsiooni osas muudavad selle vähem sobivaks väga dünaamilistesse logistikakeskkondadesse.
Rooliajamisüsteemid pakuvad selliseid eeliseid nagu integreeritud disain, mitmesuunaline liikuvus, suurem positsioneerimise täpsus ja madalam{0}}pikaajaline hooldusvajadus. Kompaktsete toodete, nagu näiteksPlutools PLT120 horisontaalne veoratas, kaotatakse järk-järgult varasemad paigalduskõrguse ja maksumusega seotud takistused.
Automaatsõidukite arendajate ja süsteemiintegraatorite jaoks peaks ajamitehnoloogia valik põhinema töökeskkonna, kasuliku koormuse nõuete, ruumipiirangute ja majanduslike kaalutluste põhjalikul hindamisel. Diferentsiaalajam võib jääda sobivaks lihtsate transpordiülesannete jaoks, samas kui rooliajamisüsteemid pakuvad selgeid eeliseid rakendustes, mis nõuavad suurt manööverdusvõimet, tihedat paigutust ja paindlikku tööd.
Jätkuvate tehnoloogiliste edusammudega eeldatakse, et rooliajami lahendused mängivad järgmise põlvkonna logistikaautomaatikaseadmetes üha olulisemat rolli.
