Избор на DC серво мотори с ниско напрежение и интегриране на двуканални STO за AGV захранващи системи

Въведение: Защо безопасните и надеждни серво задвижващи системи са критични за съвременните AGV

Автоматизираните управлявани превозни средства (AGV) и автономните мобилни роботи (AMR) се превръщат в основни компоненти в интелигентни фабрики, складове, логистични центрове и автоматизирани производствени линии. Тъй като системите AGV преминават от прости транспортни платформи към интелигентни мобилни роботи, способни да пренасят тежки товари, да работят непрекъснато и да си сътрудничат с хора, изискванията към техните задвижващи системи значително се увеличиха.

Двигателната система вече не е отговорна само за движението. Съвременните AGV изискват:

• Висок стартов въртящ момент за ускорение при голямо натоварване

• Прецизен контрол на скоростта и позицията

• Стабилна работа при непрекъснати условия на работа

• Компактна интеграция за спестяване на място за инсталиране

• Функционални функции за безопасност за предотвратяване на неочаквано движение

• Надеждна комуникация с контролери за безопасност и PLC системи

Сред различните решения за задвижване, DC серво мотори с ниско напрежение с двуканален STO (Safe Torque Off) се превърнаха в предпочитан избор за напредналите производители на AGV, защото съчетават производителност на движение, енергийна ефективност и функционална безопасност в едно интегрирано решение.

Типичната серво задвижваща система AGV се състои от:

• Нисковолтов DC серво мотор

• Серво контролер/драйвер

• Система за обратна връзка на енкодера

• Безопасен входен интерфейс

• Механична спирачка (по избор)

• Комуникационен интерфейс като CANopen Safety, EtherCAT Safety или PLC връзка за безопасност

Тази статия обяснява как да изберете правилните нисковолтови DC серво мотори за AGV приложения и как да интегрирате двуканални STO функции за безопасност в AGV захранващи системи.

1. Как да изберем правилния нисковолтов DC серво мотор и драйвер за AGV приложения?

1.1 Разберете изискванията за натоварване на AGV, преди да изберете двигателя

Първата стъпка при избора на AGV серво мотор е определянето на действителните механични изисквания на автомобила.

За разлика от конвенционалните индустриални машини, AGV често изпитват:

• Често ускоряване и забавяне

• Движение напред и назад

• Вариация на натоварването

• Работа с наклонена повърхност

• Непрекъсната 24/7 работа

Следователно изборът на двигател само въз основа на номиналната мощност не е достатъчен.

Ключовите параметри включват:

Например, тежкотоварен AGV, носещ 500 kg, изисква значително по-висок стартов въртящ момент от лек складов робот, дори ако и двата работят при сходни скорости.

1.2 Изчислете необходимия въртящ момент за AGV задвижващи двигатели

Основното изискване за въртящ момент може да се изчисли въз основа на:

T=F×rT = F пъти r

T=F×r

където:

• T = необходимия въртящ момент на колелото

• F = теглителна сила

• r = радиус на колелото

Теглителната сила включва:

• Сила на ускорение на превозното средство

• Съпротивление при търкаляне

• Съпротивление при наклон

• Триене на товара

За приложения на AGV моторът обикновено трябва да осигурява достатъчен запас от въртящ момент, за да се справи с неочаквани условия.

Препоръчителни съображения за дизайн:

• Непрекъснатият въртящ момент трябва да отговаря на нормалните работни изисквания

• Пиковият въртящ момент трябва да поддържа ускорение и аварийни условия

• Възможността за претоварване на двигателя трябва да се справя с временни високи натоварвания

DC серводвигателите с ниско напрежение са особено подходящи, защото осигуряват:

• Висока плътност на въртящия момент

• Бърза реакция

• Точно регулиране на скоростта

• Отлично представяне при ниска скорост

2. Предимства на Интегрирани AGV DC серво мотори със STO функция

Съвременните системи AGV (автоматизирано управлявано превозно средство) и AMR (автономен мобилен робот) изискват повече от просто въртене на двигателя. Те се нуждаят от решение за движение, което комбинира висок въртящ момент, прецизен контрол, компактен дизайн и функционална безопасност . Традиционните AGV задвижващи архитектури, използващи отделни двигатели, серво задвижвания и външни компоненти за безопасност, често увеличават сложността на системата и намаляват надеждността.

Интегрираните AGV DC серво мотори с функция STO (Safe Torque Off) решават тези предизвикателства чрез комбиниране на мотора, серво контролера, интерфейса на енкодера и функциите за безопасност в компактно интелигентно задвижващо устройство. Този дизайн става все по-популярен сред производителите на AGV OEM, компаниите за логистична автоматизация и разработчиците на мобилни роботи.

2.1 Опростена архитектура на AGV система с интегриран дизайн на мотор и драйвер

Традиционните AGV задвижващи системи обикновено изискват множество независими компоненти:

• DC двигател

• Серво задвижване/контролер

• Модул за енкодер

• Реле за безопасност

• Външен кабелен сноп

• Комуникационни модули

Тази архитектура увеличава:

• Изисквания за пространство на шкафа

• Сложност на окабеляването

• Време за монтаж

• Трудност при поддръжката

• Потенциални точки на повреда

Интегриран DC серво мотор комбинира тези компоненти в едно компактно устройство.

Типичен интегриран AGV серво мотор включва:

• Безчетков DC мотор (BLDC)

• Енкодер с висока разделителна способност

• Вграден серво контролер

• Контрол на токовия и скоростния контур

• Комуникационен интерфейс

• Двуканален вход за безопасност STO

Този интегриран дизайн позволява на производителите на AGV да изградят по-компактна и надеждна задвижваща система.

Основни предимства:

Намалени изисквания за окабеляване

В сравнение с конвенционалните решения, интегрираните серво мотори елиминират много външни кабели, особено:

• Отделни кабели на енкодера

• Свързващи кабели мотор-драйвер

• Допълнително окабеляване за управление

Това е много полезно за AGV, където вътрешното пространство за инсталиране е ограничено.

По-бърза системна интеграция

OEM производителите могат да съкратят циклите на разработка, тъй като моторната система вече е оптимизирана за:

• Контрол на движението

• Регулиране на скоростта

• Управление на въртящия момент

• Функции за безопасност

Вместо да проектират цялата архитектура на задвижването от нулата, инженерите могат директно да интегрират двигателя в платформата AGV.

2.2 Подобрена функционална безопасност с двуканална STO технология

Безопасността е едно от най-важните изисквания за съвременните AGV, работещи във фабрики, складове и среди за сътрудничество човек-машина.

За разлика от традиционните методи за аварийно спиране, които просто изключват захранването, STO директно деактивира способността за генериране на въртящ момент на сервомотора.

Когато STO е активиран:

• Изходният ток на двигателя е безопасно прекъснат

• Генерирането на въртящ момент е премахнато

• Предотвратява се неочаквано движение на двигателя

AGV остава електрически захранван, докато моторът не може да генерира задвижващ въртящ момент.

Защо двуканалната STO е важна за AGV приложенията

Двуканален STO дизайн използва два независими входни канала за безопасност.

Например:

• STO Канал 1

• Канал STO 2

И двата канала трябва да работят правилно, за да поддържат нормалната работа на двигателя.

Ако един канал изпитва:

• Късо съединение

• Повреда в окабеляването

• Неизправност на компонента

Системата за безопасност може да открие необичайното състояние и да предотврати опасна работа.

Това осигурява:

• По-висока способност за откриване на грешки

• Подобрена цялост на безопасността

• По-добро съответствие със стандартите за индустриална безопасност

За производителите на AGV, насочени към международните пазари, двуканалната STO помага да се изпълнят изискванията за безопасност, свързани с:

• Безопасност на машините

• Функционална безопасност

• Сътрудничество човек-робот

2.3 Подобрена производителност на движение и точност на управление

AGV изискват прецизен контрол на движението, особено в приложения като:

• Складова навигация

• Автоматизирани производствени линии

• Материален транспорт

• Докинг станции за роботи

Интегрираните DC серво мотори осигуряват управление със затворен контур чрез обратна връзка на енкодера.

В сравнение с двигателните системи с отворена верига, серво управлението осигурява:

Точно регулиране на скоростта

Контролерът непрекъснато следи действителната скорост на двигателя и автоматично регулира мощността.

Предимства:

• Стабилна работа на ниска скорост

• Плавно ускорение и забавяне

• Намалено колебание на скоростта при променящи се натоварвания

Висок въртящ момент

AGV често стартират и спират по време на работа.

Интегрираните серво мотори осигуряват:

• Бърза реакция на въртящия момент

• Силна стартова способност

• По-добро представяне при катерене

Това е особено важно за AGV, превозващи тежки товари или работещи по рампи.

По-добра способност за позициониране

Обратната връзка от енкодера позволява:

• Точно позициониране

• Прецизно скачване

• Подобрена производителност на навигацията

Това помага на AGV да постигнат по-висока точност на автоматизация в интелигентни фабрики.

2.4 Компактен дизайн и спестяващи място предимства

AGV имат строги ограничения за механичното пространство, тъй като батериите, сензорите, контролерите и задвижващите системи трябва да се поберат в компактно шаси.

Интегрираните серво мотори осигуряват по-малък монтажен отпечатък в сравнение със системите за отделно моторно задвижване.

Предимствата включват:

Намален размер на контролния шкаф

Традиционните серво системи изискват:

• Външни серво усилватели

• Клемни блокове

• Допълнителни системи за охлаждане

Интегрираните решения намаляват или премахват тези компоненти.

Гъвкав механичен дизайн

Компактният серво мотор позволява на дизайнерите на AGV да:

• Намалете размера на шасито

• Увеличете капацитета на батерията

• Подобрете съотношението на полезен товар

• Оптимизирайте разположението на колелата

За малки AMR и мобилни роботи спестяването на пространство може директно да подобри цялостната производителност на системата.

2.5 По-висока енергийна ефективност и по-дълъг живот на батерията

Ефективността на батерията е критичен фактор за AGV, тъй като времето за работа пряко влияе върху производителността.

Интегрираните DC серво мотори подобряват енергийната ефективност чрез:

Интелигентен контрол на тока

Серво контролерът регулира тока на двигателя според действителните изисквания за натоварване.

Когато AGV изисква по-малък въртящ момент:

• Токът на двигателя намалява

• Консумацията на енергия е намалена

• Времето за работа на батерията се увеличава

Намалена загуба на мощност

В сравнение с извънгабаритните системи за външно задвижване, интегрираните серво решения минимизират:

• Загуби по кабела

• Загуби от преобразуване

• Ненужна консумация на енергия

Това помага на AGV да постигне:

• По-дълги експлоатационни цикли

• Намалена честота на зареждане

• По-ниски оперативни разходи

2.6 По-добра надеждност при непрекъсната 24/7 работа на AGV

Много индустриални AGV работят непрекъснато в:

• Разпределителни центрове

• Автомобилни заводи

• Заводи за производство на електроника

• Логистични складове

Следователно задвижващите системи трябва да издържат на:

• Непрекъсната работа

• Вибрация

• Често ускоряване

• Термичен стрес

Интегрираните серво мотори подобряват надеждността чрез намаляване на броя на външните връзки.

Предимствата включват:

По-малко точки на отказ

Опростената система намалява рисковете, причинени от:

• Разхлабени конектори

• Повреда на кабела

• Неправилно окабеляване

По-добра защита на околната среда

Много интегрирани AGV серво мотори поддържат:

• IP65 защита

• Устойчивост на прах

• Устойчивост на пръски вода

• Промишлена работа при температура

Това ги прави подходящи за взискателни индустриални среди.

2.7 По-лесна поддръжка и отстраняване на неизправности

За операторите на AGV престоят пряко влияе върху ефективността на производството.

Интегрираните серво мотори опростяват поддръжката чрез:

Вградена диагностика

Много модерни серво мотори осигуряват:

• Обратна връзка за грешка

• Защита от свръхток

• Аларми за прегряване

• Откриване на грешки в енкодера

• STO мониторинг на състоянието

Инженерите по поддръжката могат бързо да идентифицират проблеми, без да проверяват множество компоненти.

По-бърза подмяна

Тъй като моторът и контролерът са интегрирани:

• По-малко компоненти се нуждаят от подмяна

• Времето за монтаж е намалено

• Възстановяването на системата става по-бързо

Това е особено ценно за големи паркове от AGV.

2.8 Гъвкава комуникация за интелигентни AGV системи

Съвременните AGV изискват комуникация между:

• Контролери за движение

• Безопасни PLC

• Системи за управление на автопарка

• Навигационни системи

Интегрираните DC серво мотори могат да поддържат комуникационни протоколи като:

• CANopen

• CANopen Безопасност

• EtherCAT

• RS485

• Modbus RTU

Това позволява:

• Наблюдение на двигателя в реално време

• Конфигуриране на параметър

• Дистанционна диагностика

• Интелигентно управление на автопарка

За приложенията на Industry 4.0 комуникационните възможности се превръщат в ключов фактор при избора Доставчици на двигатели AGV.

2.9 По-ниска обща цена на притежание (TCO)

Въпреки че интегрираните серво мотори може да имат по-висока първоначална цена на компонента в сравнение с основните DC двигатели, те често осигуряват по-ниски общи разходи за системата.

Спестяванията идват от:

Намалени инженерни разходи

По-малко време е необходимо за:

• Електрически дизайн

• Развитие на окабеляването

• Софтуерна интеграция

Намалени разходи за инсталиране

Опростените връзки намаляват:

• Време за сглобяване

• Изисквания към труда

• Натоварване за отстраняване на грешки

Намалени разходи за поддръжка

По-високата надеждност и вградената диагностика намаляват:

• Престой

• Изисквания към резервните части

• Сервизни разходи

За OEM производителите на AGV общата цена на жизнения цикъл често е по-важна от първоначалната покупна цена.

Заключение: Защо интегрираните DC серво мотори със STO са идеални за съвременните AGV системи

Интегрираните AGV DC серво мотори с двуканален STO осигуряват цялостно решение за движение и безопасност за следващо поколение автоматизирани превозни средства.

Основните им предимства включват:

• Опростена системна архитектура

• Намалена сложност на окабеляването

• Високопрецизен серво контрол

• Повишена функционална безопасност

• Компактен механичен дизайн

• Подобрена енергийна ефективност

• Надеждна работа 24/7

• По-лесна поддръжка

• Възможност за гъвкава комуникация

За производителите на AGV и AMR изборът на интегриран серво мотор с функция STO е не само решение за избор на двигател, но и стратегически избор за подобряване на безопасността, ефективността и дългосрочната надеждност на системата.

Jkongmotor Персонализирани серво моторни движения

Доставчик на решение за интегриран DC серво мотор на едно място

3. Трябва ли AGV серво моторите да използват 24V или 48V захранване?

Изборът на правилното захранващо напрежение е едно от най-важните решения при проектирането на задвижваща система AGV (автоматизирано управлявано превозно средство) или AMR (автономен мобилен робот). Изборът между 24V DC серво мотори и 48V DC серво мотори пряко засяга:

• Мощност на двигателя

• Ефективност на батерията

• Консумация на ток

• Топлинна производителност

• Изисквания за окабеляване

• Товароносимост на AGV

• Обща надеждност на системата

Няма универсален отговор, че 24V винаги е по-добро от 48V или обратното. Оптималното напрежение зависи от на AGV , скоростта на работа, работната среда, архитектурата на батерията и изискванията за безопасност товароносимостта .

За съвременните AGV приложения 24V системите обикновено се използват за компактни мобилни роботи и лекотоварни логистични превозни средства, докато 48V серво системите са все по-предпочитани за тежкотоварни AGV, изискващи по-висок въртящ момент и по-дълго време за работа.

3.1 Разбиране на връзката между напрежението, тока и мощността на двигателя

Основната връзка между електрическа мощност, напрежение и ток е:

Мощност (W) = Напрежение (V) × Ток (A)

За същата мощност на двигателя:

• Система с по-ниско напрежение изисква по-висок ток

• Система с по-високо напрежение изисква по-нисък ток

Например:

400W AGV серво мотор изисква приблизително:

24V система:

400W ÷ 24V ≈ 16,7A

48V система:

400W ÷ 48V ≈ 8,3A

48V система изисква приблизително половината от тока в сравнение с 24V система.

По-ниският ток осигурява няколко предимства:

• Намалено отопление на кабела

• Изисквания за по-малък диаметър на проводника

• По-ниски електрически загуби

• По-добра ефективност при продължителна работа

Това е една от причините, поради която много средни и тежкотоварни AGV преминават към 48V архитектури.

3.2 Предимства на 24V DC серво мотори за AGV приложения

24V DC серво мотори остават едно от най-широко използваните решения в AGV и AMR системите, особено за компактни и вътрешни приложения.

3.2.1 Подходящ за малки и средни AGV

24V серво системи обикновено се използват в:

• Складови AGV

• Роботи за доставка

• Роботи за проверка

• Роботи за болничен транспорт

• Малки транспортни средства за обработка на материали

Типични характеристики:

• Полезен товар: леки до средни товари

• Скорост на работа: ниска до средна скорост

• Вътрешна среда

• Кратки разстояния за пътуване

За тези приложения 24V осигурява достатъчен въртящ момент, като същевременно поддържа електрическата система проста.

3.2.2 По-добра съвместимост със стандартни AGV батерийни системи

Много компактни AGV използват:

• 24V литиеви батерии

• 24V оловно-киселинни батерии

• 24V индустриални захранващи системи

Използването на 24V серво мотор позволява директна интеграция със съществуващи платформи за батерии без допълнително преобразуване на напрежението.

Предимствата включват:

• По-ниска цена на системата

• Опростено управление на батерията

• По-лесна поддръжка

• По-широка наличност на компоненти

3.2.3 По-нисък риск за безопасността

От гледна точка на електрическата безопасност, 24V системите предоставят предимства:

• По-нисък риск от токов удар

• По-лесно спазване на изискванията за безопасност

• По-опростен защитен дизайн

За AGV с лице към човек, работещи в:

• Болници

• Офиси

• Търговски среди

24V системите често се предпочитат поради техните по-безопасни характеристики при ниско напрежение.

3.2.4 По-ниски първоначални системни разходи

В сравнение със системите с по-високо напрежение, 24V решенията обикновено изискват:

• Батерии с по-ниска цена

• По-прости контролери

• По-евтини захранващи компоненти

За чувствителни към разходите AGV приложения, 24V остава привлекателен избор.

3.3 Ограничения на 24V серво мотори при високомощни AGV приложения

Въпреки че 24V системите са широко използвани, те имат ограничения, когато AGV изискват по-висока производителност.

3.3.1 По-високо търсене на ток

С увеличаване на мощността на двигателя, токът се повишава значително.

Високият ток създава предизвикателства:

• Повече отопление с кабел

• По-голям размер на проводника

• По-високи изисквания към конектора

• Повишени загуби на мощност

Например, тежкотоварни AGV, изискващи няколкостотин вата на колело, може да станат неефективни с 24V системи.

3.3.2 Намалена ефективност при тежки товари

Големи AGV, носещи:

• Автомобилни компоненти

• Палети

• Индустриални материали

изискват висок въртящ момент по време на:

• Стартиране

• Ускорение

• Катерене по рампа

24V система може да се нуждае от много висок изходен ток, увеличавайки:

• Консумация на батерията

• Термичен стрес

• Натоварване на контролера

3.4 Предимства на 48V DC серво мотори за тежкотоварни AGV

48V серво мотори стават все по-популярни в промишлените AGV приложения, защото осигуряват по-висока плътност на мощността и по-добра ефективност.

3.4.1 Възможност за по-висока мощност

48V системите са по-подходящи за:

• Тежкотоварни AGV

• Автономни мотокари

• Фабрични транспортни роботи

• Мобилни роботи на открито

• Големи AMR

Типичните приложения включват:

• Полезни товари от няколкостотин килограма до няколко тона

• Транспорт на дълги разстояния

• Непрекъсната промишлена експлоатация

3.4.2 По-нисък ток и по-добри топлинни характеристики

Тъй като 48V двигател изисква по-малко ток за същата мощност, той намалява:

• Генериране на топлина на драйвера на двигателя

• Повишаване на температурата на кабела

• Стрес при разреждане на батерията

Това подобрява:

• Надеждност на системата

• Оперативна ефективност

• Живот на компонента

За AGV, работещи 24/7, топлинните характеристики са критичен проектен фактор.

3.4.3 По-дълго време на работа на батерията

48V система подобрява използването на батерията, защото:

• Електрическите загуби са намалени

• Текущите пикове са по-ниски

• Ефективността на преобразуване на енергия се подобрява

Предимства:

• По-дълги експлоатационни цикли

• По-рядко зареждане

• По-висока производителност

Това е особено важно за:

• Автоматизирани складове

• Умни фабрики

• Логистични центрове

3.4.4 По-добра производителност за приложения с висок въртящ момент

Тежките AGV изискват силен въртящ момент по време на:

• Първоначално движение

• Ускоряване на натоварването

• Катерене по наклон

• Аварийно спиране

48V серво мотори предоставят предимства в:

• Пиков въртящ момент

• Динамичен отговор

• Възможност за непрекъсната работа

Те често се съчетават с:

• Планетарни скоростни кутии

• Задвижващи агрегати

• Интегрирани серво задвижвания

за постигане на по-високи характеристики на сцепление.

3.5 Сравнение на 24V срещу 48V AGV серво мотори

3.6 Как да избирам между 24V и 48V за AGV серво мотори?

Когато избират правилното напрежение, производителите на AGV трябва да оценят следните фактори.

3.6.1 Тегло на полезен товар

Изберете 24V, ако:

• Полезният товар е относително лек

• Размерът на автомобила е компактен

• Необходим е умерен въртящ момент

Изберете 48V, ако:

• Полезният товар надхвърля няколкостотин килограма

• Необходим е висок начален въртящ момент

• Транспортират се тежки материали

3.6.2 Работна среда

Приложения на закрито

24V често е достатъчно за:

• Складове

• Болници

• Работилници

Индустриални приложения за тежък режим на работа

48V обикновено се предпочита за:

• Автомобилни заводи

• Производствени предприятия

• Големи логистични центрове

3.6.3 Изисквания за работно време

За работещи AGV:

• Множество смени

• 24/7 работа

• Дълги пътувания

48V системите обикновено осигуряват по-добра енергийна ефективност.

3.6.4 Изисквания за скорост и ускорение

AGV с по-висока производителност, изискващи:

• По-бързо ускорение

• По-висока скорост на движение

• Чести промени в натоварването

възползвайте се от 48V серво мотори.

3.7 Интегриране на 24V/48V серво мотори с STO функция за безопасност

Независимо дали AGV използва 24V или 48V захранваща архитектура, безопасността остава от съществено значение.

Една високопроизводителна AGV серво система трябва да включва:

• Двуканален STO

• Обратна връзка от енкодера

• Съвместимост с PLC за безопасност

• Интегриране на аварийно спиране

Изборът на напрежение влияе върху работата на двигателя, докато STO гарантира безопасна работа.

Например:

24V интегриран серво мотор със STO

Подходящ за:

• Малки AMR

• Колаборативни роботи

• Роботи за логистика на закрито

48V интегриран серво мотор със STO

Подходящ за:

• Тежкотоварни AGV

• Промишлени мобилни роботи

• Автоматизирани мотокари

И двете системи могат да постигнат високи нива на безопасност, когато са правилно интегрирани.

3.8 Бъдещи тенденции: Защо повече индустриални AGV се насочват към 48V системи

С развитието на AGV технологията производителите изискват:

• По-висока товароносимост

• По-дълго време на работа

• По-бързо движение

• По-малък размер на автомобила

Тези тенденции водят до нарастващо приемане на 48V серво системи.

Очаква се бъдещите AGV платформи да използват:

• 48V литиево-батерийни системи

• Интегрирани серво мотори

• Функционални характеристики за безопасност

• Интелигентни комуникационни мрежи

Въпреки това 24V системите ще продължат да доминират компактните AMR приложения поради тяхната простота, достъпност и предимства за безопасност.

Заключение: Избор на правилното напрежение за AGV серво мотори

Изборът между 24V и 48V AGV серво мотори зависи от специфичните изисквания на приложението.

24V DC серво мотори са идеални за:

• Компактни AGV

• Лекотоварни мобилни роботи

• Логистични системи на закрито

• Чувствителни към разходите приложения

48V DC серво мотори са по-добри за:

• Тежкотоварни AGV

• Приложения с висок въртящ момент

• Дълги експлоатационни цикли

• Системи за индустриална автоматизация

За OEM производителите на AGV най-доброто решение не е просто да изберат двигател с по-високо напрежение, а да изберат нивото на напрежение, което осигурява оптимален баланс между:

• Изпълнение на въртящия момент

• Ефективност на батерията

• Изисквания за безопасност

• Цената на системата

• Дългосрочна надеждност

Правилно подбран 24V или 48V интегриран DC серво мотор с функция STO може значително да подобри производителността, безопасността и оперативната ефективност на AGV.

4. Как механичната спирачка работи заедно с функцията STO?

В съвременните системи AGV (Автоматизирано управлявано превозно средство) и AMR (Автономен мобилен робот) безопасността не може да разчита на един единствен метод за защита. Докато STO (Безопасно изключване на въртящия момент) осигурява основен слой за функционална безопасност, като предотвратява генерирането на въртящ момент от сервомотора, той не задържа физически AGV в позиция.

За приложения, включващи:

• Транспортиране на тежък полезен товар

• Наклонени повърхности

• Паркинг позиции

• Механизми за вертикално повдигане

• Дългосрочни спирания

STO . често се изисква механична спирачка, за да работи заедно със

Комбинацията от серво мотор + двуканален STO + електромагнитна спирачка създава цялостно решение за безопасност, което осигурява и двете:

1. Безопасно отстраняване на въртящия момент

2. Надеждно механично задържане

Разбирането на разликата между STO и механично спиране е от решаващо значение при проектирането на безопасни AGV системи за захранване.

4.1 Разлика между функцията STO и механичната спирачка

Въпреки че STO и механичните спирачки са свързани със спиране на движението, те изпълняват напълно различни функции.

Функция STO: Предотвратяване на генерирането на въртящ момент на двигателя

STO е електронна функция за безопасност, интегрирана в серво задвижването.

Когато STO е активиран:

• Задвижването спира да доставя енергия на веригите за създаване на въртящ момент на двигателя

• Двигателят не може да създаде задвижващ момент

• Предотвратява се неконтролирано ускоряване на двигателя

Въпреки това, STO не спира активно механичното движение.

Например:

• Движещ се AGV може да продължи да се търкаля поради инерция

• Превозно средство по наклон може да се движи назад

• Окачен товар може да падне без допълнителна задържаща сила

STO гарантира безопасността на двигателя, но не заключва механичната система.

Механична спирачка: Физическо задържане на товара

Механичната спирачка използва физическо триене или заключваща сила, за да предотврати движението.

Често срещаните типове спирачки AGV включват:

• Електромагнитни задържащи спирачки

• Пружинни спирачки

• Дискови спирачки

• Барабанни спирачки

Типичната серво моторна спирачка AGV работи както следва:

Захранван от мотор

• Електромагнитната спирачка получава напрежение

• Освобождаване на спирачките

• Мотора се върти нормално

Прекъснато захранване или възниква повреда

• Спирачната бобина губи мощност

• Силата на пружината задейства спирачката

• Валът на колелото или двигателя е механично блокиран

Това осигурява надеждна сила на задържане, дори когато няма електрическо захранване.

4.2 Защо STO сам по себе си не е достатъчен за безопасността на AGV

Много дизайнери на AGV първоначално приемат, че STO може напълно да спре и задържи превозното средство. STO обаче деактивира само генерирането на въртящ момент.

Няколко ситуации изискват допълнително механично задържане.

4.2.1 AGV, работещи по склонове

Когато AGV спре на наклонена повърхност, гравитацията създава теглителна сила.

Дори ако STO е активен:

• Въртящият момент на двигателя се премахва

• Колелата не са блокирани

• Превозното средство може да се търкаля надолу

Механична спирачка предотвратява нежелано движение.

Типични приложения:

• Складови рампи

• AGV на открито

• Фабрични подове с неравни повърхности

• Автоматизирани мотокари

4.2.2 Транспортиране на тежък полезен товар

Колкото по-голямо е натоварването на AGV, толкова по-голям е рискът от движение след активиране на STO.

Например:

2-тонен AGV, превозващ индустриални компоненти, изисква надежден задържащ механизъм, защото:

• Инерцията на автомобила е висока

• Външни сили могат да преместят платформата

• Изискванията за безопасност са по-строги

Механичната спирачка осигурява необходимия задържащ момент след отстраняване на въртящия момент на двигателя.

4.2.3 Условия за дългосрочно паркиране или готовност

По време на дълги периоди на бездействие:

• STO предотвратява двигателното активиране

• Спирачката поддържа механична позиция

Това намалява:

• Подгряване на мотора

• Консумация на батерията

• Серво задържащ ток

За AGV, работещи непрекъснато във фабрики, това подобрява енергийната ефективност.

4.3 Типична работна последователност между STO и механична спирачка

Правилно проектираната система за безопасност AGV не активира произволно STO и спирачката. Последователността трябва да бъде координирана.

Общ процес на безопасно спиране е:

Нормална работа на AGV

1. Серво задвижването получава команди за движение

2. Моторът генерира въртящ момент

3. Механичната спирачка остава освободена

4. AGV се движи нормално

Контролиран процес на спиране

1. AGV получава команда за спиране

2. Серво контролерът извършва забавяне

3. Скоростта на двигателя намалява до нула

4. Спирачката се включва

5. STO е активиран

Тази последователност осигурява:

• Плавно спиране

• Намалено механично въздействие

• Безопасно отстраняване на въртящия момент

• Надеждно задържане

Процес на аварийно спиране

За извънредни ситуации:

1. Задейства се авариен сигнал

2. PLC за безопасност изпраща команда за спиране

3. Каналите STO са активирани

4. Въртящият момент на двигателя се отстранява незабавно

5. При необходимост се включва механична спирачка

Точната последователност зависи от:

• AGV скорост

• Състояние на натоварване

• Изисквания за категория на безопасност

• Резултати от оценката на риска

4.4 Интегриране на механична спирачка с двуканална STO система

Съвременните AGV серво системи обикновено съчетават:

• Серво задвижване

• Двуканални STO входове

• Изход за управление на спирачката

• Обратна връзка от енкодера

• Безопасност PLC

Типична архитектура:

Safety PLC | | Двуканален STO | Серво задвижване | DC серво мотор | Механична спирачка | Колело AGV 

Безопасният PLC управлява и двете:

• STO активиране

• Задействане на спирачката

Това създава слоеста защитна структура.

4.5 Методи за управление на спирачките в AGV серво мотори

Има няколко начина за управление на електромагнитна спирачка.

Метод 1: Управление на спирачката със серво задвижване

Серво задвижването управлява директно работата на спирачката.

Предимства:

• Автоматичен контрол на времето

• Координиран със скоростта на двигателя

• Намалена сложност на програмиране

Типична последователност:

• Моторът спира

• Спирачката се включва

• STO се активира

Метод 2: Безопасна PLC контролирана спирачка

PLC за безопасност контролира независимо:

• STO сигнали

• Спирачно реле

Предимства:

• По-висока гъвкавост на безопасността

• По-лесно интегриране в сложни системи

Подходящ за:

• Големи AGV автопаркове

• Многоосни мобилни роботи

• Системи за индустриална автоматизация

Метод 3: Механична спирачка със защита при изключване

Електромагнитните спирачки с пружинно задвижване обикновено се използват, защото:

• Спирачката се включва при прекъсване на захранването

• Безопасното състояние се постига автоматично

Това е важно за:

• Неизправности на батерията

• Аварийни изключвания

• Събития с прекъсване на кабела

4.6 Как да изберем правилната спирачка за AGV серво мотор?

Изборът на спирачка изисква разглеждане на няколко механични фактора.

4.6.1 Задържащ момент

Задържащият момент на спирачката трябва да надвишава максималното външно натоварване.

Факторите включват:

• Тегло на AGV

• Тегло на полезен товар

• Диаметър на колелото

• Максимален ъгъл на наклон

Винаги трябва да се има предвид граница на безопасност.

4.6.2 Време за реакция на спирачката

Бързата реакция на спирачките е важна при аварийни условия.

Важни параметри:

• Време за освобождаване на спирачката

• Време за задействане на спирачката

• Механично забавяне

За критични за безопасността AGV по-кратките времена за реакция подобряват защитата.

4.6.3 Работен цикъл

AGV спирачките могат да изпитат:

• Чести спирания

• Непрекъснато задържане

• Аварийно активиране

Спирачката трябва да съответства на:

• Работна честота

• Топлинни изисквания

• Очаквания експлоатационен живот

4.7 Приложения на механична спирачка + STO в различни AGV системи

Складови AGV

Изисквания:

• Чести цикли старт/стоп

• Човешко взаимодействие

• Точно позициониране

Препоръчва се:

• STO за безопасни спирания

• Спирачка за паркиране

Тежкотоварни индустриални AGV

Изисквания:

• Висок полезен товар

• Дълга експлоатация

• Възможност за наклон

Препоръчва се:

• Двуканален STO

• Електромагнитна спирачка с висок въртящ момент

Автоматизирани мотокари AGV

Изисквания:

• Вертикална обработка на товара

• Прецизно спиране

Препоръчва се:

• STO

• Механична задържаща спирачка

• Допълнителен мониторинг на безопасността

Мобилни роботи на открито

Изисквания:

• Устойчивост на атмосферни влияния

• Неравен терен

• Спешно задържане

Препоръчва се:

• IP-класифициран серво мотор

• STO

• Здрава механична спирачка

4.8 Ползи от комбинирането на STO и механична спирачка в AGV системи

Използването на STO заедно с механична спирачка осигурява няколко предимства:

Подобрена безопасност

• Предотвратява неочакван въртящ момент на двигателя

• Предотвратява движението на автомобила

• Поддържа аварийно спиране

По-добра защита при натоварване

• Предотвратява плъзгане

• Предпазва транспортираните стоки

• Намалява механичния удар

По-висока надеждност на системата

• Поддържа позиция при загуба на мощност

• Намалява зависимостта от софтуерния контрол

• Осигурява множество защитни слоеве

Съответствие с изискванията за промишлена безопасност

Комбинация от:

• Двуканален STO

• Механична спирачка

• Безопасност PLC

помага на системите AGV да постигнат по-високи нива на функционална безопасност.

Заключение: STO и механичната спирачка са допълващи се технологии за безопасност

За приложения на AGV и AMR, STO и механичните спирачки не трябва да се считат за алтернативи. Те решават различни предизвикателства, свързани с безопасността.

• STO предпазва от нежелано генериране на въртящ момент на двигателя

• Механичните спирачки предпазват от нежелано физическо движение

Надеждната задвижваща система AGV обикновено съчетава:

• Нисковолтов DC серво мотор

• Интегриран серво драйвер

• Двуканален STO

• Електромагнитна задържаща спирачка

• Безопасна PLC комуникация

Тази комбинация осигурява по-безопасна работа, по-добър контрол на товара и по-висока надеждност за съвременните автоматизирани транспортни системи. За производителите на AGV, които проектират модерни мобилни роботи, интегрирането както на STO, така и на механични спирачни функции е ключов подход за постигане на безопасен и ефективен контрол на движението.

5. Как да внедрите Безопасно спиране 1 (SS1) със STO функция?

5.1 Разлика между STO и SS1

STO:

• Незабавно премахва възможността за въртящ момент

• Не контролира движението на спиране

SS1:

• Първо извършва контролирано забавяне

• След това активира STO

За AGV, носещи тежки товари, обикновено се предпочита SS1, тъй като внезапното премахване на въртящия момент може да причини:

• Преместване на товара

• Механичен удар

• Намалена точност на позициониране

5.2 Типично внедряване на SS1 в AGV системи

PLC за безопасност или реле за безопасност следи аварийните сигнали.

Последователността:

1. Натиснат авариен бутон

2. Контролерът за безопасност изпраща команда за спиране

3. Серво задвижването извършва контролирано спиране

4. След закъснение/наблюдение на времето:

5. Активира се двуканален STO

Предимства:

• По-плавно спиране

• Намален механичен стрес

• По-добра защита при натоварване

6. Как да изберем серво задвижвания, поддържащи FSoE или CANopen безопасност?

6.1 Изисквания за комуникация за безопасност за модерни AGV

Разширените AGV често изискват комуникация между:

• Безопасност PLC

• Серво задвижвания

• Моторни контролери

• Лазерни скенери

• Сензори за безопасност

Общите протоколи за безопасност включват:

FSoE (функционална безопасност през EtherCAT)

Подходящ за:

• Високопроизводителни системи за автоматизация

• Умни фабрики

• Многоосни AGV

Предимства:

• Бърза комуникация

• Висока точност на синхронизация

• Интегрирана мрежа за безопасност

CANopen Безопасност

Подходящ за:

• Мобилни роботи

• AGVs

• Разпределени системи за управление

Предимства:

• Рентабилно

• Проста архитектура

• Широко приемане в индустрията

6.2 Критерии за избор на безопасни серво задвижвания

Изберете дискове с:

• Двуканални STO входове

• SIL2/SIL3 възможност

• Поддръжка на безопасна комуникация

• Съвместимост с обратна връзка на енкодера

• Диагностични функции

7. Може ли само STO да предотврати случайно плъзгане на AGV по склонове?

За приложенията AGV (Автоматизирано управлявано превозно средство) и AMR (Автономен мобилен робот) безопасността по време на спиране е критично съображение при проектирането, особено когато превозното средство работи по рампи, наклонени повърхности или неравни фабрични подове.

Често срещан въпрос сред инженерите на AGV е:

Може ли само STO (Safe Torque Off) да предотврати случайно плъзгане на AGV по склонове?

Отговорът е не. Само STO не може да гарантира, че AGV ще остане неподвижен на наклон.

STO е проектиран да премахва безопасно въртящия момент на двигателя , предотвратявайки нежелано движение, задвижвано от двигателя. Въпреки това, той не осигурява физическа сила на заключване, за да задържи автомобила на място.

За приложения на наклон производителите на AGV обикновено комбинират:

• Двуканална STO функция

• Електромагнитна механична спирачка

• Правилно намаляване на скоростите

• Стратегия за контрол против връщане назад

за постигане на надеждно спиране и задържане.

7.1 Разбиране какво всъщност прави STO в системите AGV

STO е функция за функционална безопасност, интегрирана в серво задвижванията, която не позволява на двигателя да генерира въртящ момент.

Когато STO е активиран:

1. Серво задвижването дезактивира мощността

2. Захранването с ток на двигателя е прекъснато

3. Генерирането на въртящ момент спира

4. Моторът не може активно да задвижва колелото

Това предпазва от:

• Неочаквано стартиране на двигателя

• Неконтролирано ускорение

• Грешки при серво управление

• Неизправности на веригата за безопасност

STO обаче не създава спирачен момент.

Валът на двигателя и колелата все още са механично свободни, освен ако не се приложи друг задържащ механизъм.

7.2 Защо AGV все още може да се движи след активиране на STO на наклон

Когато AGV работи по наклон, няколко физически сили могат да предизвикат движение дори след активиране на STO.

7.2.1 Сила на гравитацията върху наклонени повърхности

Най-важният фактор е гравитацията.

Когато AGV е паркиран на наклон, теглото на превозното средство създава сила надолу.

Силовият компонент, който тегли AGV надолу, зависи от:

• Тегло на превозното средство

• Ъгъл на наклона

• Триене на колелата

• Разпределение на натоварването

Ако силата надолу надвишава съпротивлението от:

• Триене на гумите

• Съпротивление на скоростната кутия

• Механична структура

AGV може бавно да се търкаля.

7.2.2 Загуба на въртящ момент на двигателя

По време на нормална работа серво моторите могат да поддържат позиция чрез активно генериране на въртящ момент.

Например:

• AGV спира на рампа

• Серво задвижването поддържа въртящ момент при нулева скорост

• Моторът се съпротивлява на външно движение

След активиране на STO:

• Моментът на двигателя изчезва

• Задържането на позиция се премахва

• Външни сили могат да преместят превозното средство

Ето защо STO не трябва да се счита за заместител на механична спирачка.

7.2.3 Тежкият полезен товар увеличава риска от плъзгане

Колкото по-голямо е натоварването на AGV, толкова по-голяма е потенциалната сила на плъзгане.

Тежкотоварни AGV превозващи:

• Автомобилни компоненти

• Стоманени материали

• Палети

• Индустриално оборудване

изискват по-здрави решения за задържане.

За тези приложения разчитането само на STO може да създаде рискове за безопасността.

7.3 STO срещу механична спирачка: различни функции за безопасност

Често срещано недоразумение е, че STO и механичните спирачки изпълняват една и съща функция.

Те всъщност решават различни проблеми.

Най-добрата архитектура за безопасност на AGV използва двете технологии заедно.

7.4 Препоръчителна архитектура за безопасност за AGV, работещи на склонове

За AGV, които работят върху наклонени повърхности, типичният дизайн за безопасност включва:

Стъпка 1: Контролирано забавяне

Преди активиране на STO:

• Серво контролерът намалява скоростта

• AGV забавя плавно

• Механичното въздействие е сведено до минимум

Това често се осъществява чрез:

• SS1 (безопасно спиране 1)

• Контролирани спирачни команди

Стъпка 2: Механично задействане на спирачката

След като AGV достигне безопасна скорост или нулева скорост:

• Електромагнитната спирачка се включва

• Валът на колелото или двигателя е физически блокиран

Спирачката осигурява:

• Задържащ въртящ момент

• Защита против връщане назад

• Стабилна позиция за паркиране

Стъпка 3: STO активиране

След спиране:

• Двуканалните STO входове са активирани

• Генерирането на въртящ момент на двигателя е безопасно деактивирано

Крайното състояние става:

Моментът на двигателя е премахнат + Механичното положение е заключено

Това осигурява по-високо ниво на безопасност.

7.5 Роля на електромагнитните спирачки в приложенията на AGV за наклон

Електромагнитните спирачки обикновено са интегрирани в AGV серво мотори, тъй като осигуряват надеждна задържаща сила.

Типичната електромагнитна спирачка с пружинно задвижване работи по следния начин:

При нормално движение

• Спирачната бобина получава захранване

• Освобождаване на спирачките

• Мотора се върти нормално

По време на спиране или прекъсване на захранването

• Силата на спирачката е премахната

• Силата на пружината задейства спирачката

• Валът на двигателя е заключен

Този дизайн осигурява безопасна функция, тъй като спирачката се задейства автоматично при загуба на захранване.

7.6 Как да изберем правилната спирачка за AGV за наклон?

Изборът на спирачка изисква изчисляване на необходимия задържащ момент.

Важните фактори включват:

7.6.1 Тегло и полезен товар на AGV

По-голямото тегло на автомобила изисква:

• По-висок спирачен момент

• Възможност за по-силно механично заключване

7.6.2 Максимален ъгъл на наклон

По-стръмен наклон създава по-голяма сила на спускане.

AGV, работещи на:

• 5° рампи

• 10° фабрични наклони

• Външен неравен терен

може да изисква различни спецификации на спирачките.

7.6.3 Диаметър на колелото и предавателно отношение

Механичната трансмисия влияе върху необходимия спирачен момент.

По-големите колела и по-ниската предавка може да изискват по-силна спирачна способност.

7.6.4 Марж на безопасност

Индустриалните AGV системи обикновено включват допълнителен запас на безопасност, тъй като реалната среда може да включва:

• Мокри подове

• Неравни повърхности

• Променливи полезни товари

• Износване на гумите

7.7 Могат ли скоростните кутии да предотвратят плъзгане на AGV без спирачка?

Някои AGV системи използват мотор-редуктори, особено:

• DC серво мотори с планетарни редуктори

• Червячни серво мотори

за подобряване на способността за задържане.

Самото съпротивление на скоростната кутия обаче обикновено не се счита за пълно решение за безопасност.

Предимства на червячната предавка

Червячните системи могат да осигурят:

• Висок коефициент на намаляване

• Повишена способност за самозаключване

• По-висока устойчивост на задържане

Въпреки това:

• Ефективността на самозаключване зависи от дизайна

• Износването може да намали ефективността

• Стандартите за безопасност все пак може да изискват специална спирачка

За критични за безопасността AGV механичната спирачка остава предпочитаното решение.

7.8 Приложения, при които само STO може да бъде приемливо

Въпреки че само STO не е подходящо за поддържане на наклон, някои приложения на AGV може да не изискват механична спирачка.

Примери:

Плосък вътрешен склад AGV

Условия:

• Равен под

• Нисък полезен товар

• Ниска външна сила

STO може да е достатъчен за предотвратяване на неочаквана работа на двигателя.

Мобилни роботи с ниска инерция

Примери:

• Роботи за проверка

• Малки роботи за доставка

• Леки AMRs

Рискът от неконтролирано движение е много по-малък.

7.9 Приложения, изискващи STO + механична спирачка

Силно се препоръчва механична спирачка за:

Тежкотоварни AGV

Примери:

• AGV за производство на автомобили

• Транспортни средства за палети

• Фабрични логистични роботи

Операция на рампата

Примери:

• Многоетажни складове

• Товарни платформи

• Логистични системи на открито

Вертикални или повдигащи приложения

Примери:

• Подемни платформи AGV

• Автоматизирани мотокари

• Роботи за обработка на материали

Зони за човешко сътрудничество

Когато операторите работят близо до AGV, допълнителната защита за задържане подобрява безопасността.

7.10 Най-добри практики за проектиране на безопасност на AGV със STO и спирачка

За надеждна работа на AGV, производителите трябва да вземат предвид:

Използвайте двуканален STO

Предимства:

• Излишен контрол на безопасността

• Мониторинг на грешки

• По-висока цялост на безопасност

Комбинирайте STO с механично задържане

Препоръчва се за:

• Склонове

• Тежки натоварвания

• Дълги периоди на паркиране

Извършване на оценка на риска

Оценете:

• Максимално натоварване

• Максимален наклон

• Спирачен път

• Условия на околната среда

Тествайте реални работни условия

Валидирането трябва да включва:

• Аварийни спирания

• Сценарии за повреда на батерията

• Тестове за паркиране на рампа

• Операция с максимален полезен товар

Заключение: STO сам не може да предотврати плъзгането на AGV по склонове

STO е основна функция за безопасност за AGV серво системите, но не е проектирана да поддържа физически превозното средство в позиция.

Основната роля на STO е:

• Премахване на въртящия момент на двигателя

• Предотвратяване на неочаквано активиране на устройството

• Осигуряване на функционална защита на безопасността

За AGV, работещи по склонове или превозващи тежки товари, препоръчителното решение е:

DC серво мотор с ниско напрежение + Двуканален STO + Електромагнитна спирачка + Безопасен PLC контрол

Тази комбинация осигурява:

• Безопасно отстраняване на въртящия момент

• Надеждно задържане на позиция

• Защита срещу случайно плъзгане

• Подобрена оперативна безопасност на AGV

За съвременните производители на AGV и AMR, разбирането на разликата между STO и механично спиране е от съществено значение за проектирането на безопасни, надеждни и съвместими системи за захранване на мобилни роботи.

8. Разлика между хардуерни STO и софтуерно базирани STO

Хардуерно базираната STO е функция за безопасност, реализирана чрез специални вериги за електрическа безопасност вътре в серво задвижването.

Вместо да разчита на софтуерни команди, хардуерният STO директно прекъсва енергийния път, необходим на двигателя за генериране на въртящ момент.

Типичната хардуерна STO архитектура включва:

• Двуканални STO входове

• Независими вериги за безопасност

• Механизъм за изключване на мощността

• Компоненти за наблюдение на безопасността

Когато STO се задейства:

1. PLC за безопасност или аварийна верига изпраща STO сигнали

2. Входните канали STO са активирани

3. Етапът на серво захранване е деактивиран

4. Генерирането на въртящ момент на двигателя спира

5. AGV задвижването става неспособно да произвежда въртящ момент на движение

Действието за безопасност се извършва независимо от основния контролен софтуер.

8.2 Предимства на хардуерния STO за AGV системи

8.2.1 Независим път на безопасност

Най-голямото предимство на хардуерния STO е, че функцията за безопасност не зависи от нормалния софтуер за управление на двигателя.

Дори ако възникнат проблеми в:

• Фърмуер за управление на движението

• Комуникационна мрежа

• Приложен софтуер

• Главен контролер

хардуерната STO верига все още може да деактивира въртящия момент на двигателя.

Това осигурява допълнителен защитен слой.

8.2.2 По-висока способност за откриване на грешки

Съвременният хардуер STO обикновено използва:

• Двуканални входове

• Излишни вериги

• Функции за кръстосано наблюдение

Ако един канал се повреди поради:

• Късо съединение

• Повреда на окабеляването

• Повреда на компонент

системата може да открие повредата.

Това подобрява:

• Надеждност на безопасността

• Диагностична способност

• Машинна защита

8.2.3 По-бърза реакция за безопасност

Тъй като хардуерният STO директно дезактивира захранващия етап, времето за реакция обикновено е много кратко.

Това е важно за:

• Аварийни спирания

• Предотвратяване на сблъсък

• Области на взаимодействие човек-машина

За AGV, работещи в близост до работници, бързото отстраняване на въртящия момент намалява потенциалните рискове.

8.2.4 По-добра пригодност за сертифициране за безопасност

Хардуерният STO се използва широко в приложения за промишлена безопасност, тъй като може да поддържа по-високи изисквания за безопасност.

Типичните приложения включват:

• Фабрични AGV

• Логистика на автомобилното производство

• Тежкотоварни мобилни роботи

• Системи за колаборативна автоматизация

Обикновено се избира, когато се изисква съответствие със стандартите за функционална безопасност.

8.3 Какво е софтуерно базиран STO?

Софтуерно базираният STO разчита на фърмуера на моторния контролер или приложния софтуер, за да деактивира генерирането на въртящ момент.

Командата за безопасност се обработва чрез софтуерна логика.

Типична операция:

1. Контролерът получава команда за спиране

2. Софтуерът разпознава състоянието на безопасност

3. Алгоритъмът за управление деактивира мощността на двигателя

4. Въртящият момент на двигателя се премахва

За разлика от хардуерния STO, функцията за безопасност зависи от:

• Работа на процесора

• Изпълнение на фърмуера

• Целостта на софтуера

• Надеждност на комуникацията

8.4 Предимства на софтуерно базираните STO

Въпреки че хардуерният STO е предпочитан за много критични за безопасността приложения, софтуерно базираните функции за безопасност също имат предимства.

8.4.1 Гъвкави контролни функции

Софтуерно базираните решения могат да предоставят разширени функции за движение като:

• Контролирано спиране

• Ограничение на въртящия момент

• Следене на скоростта

• Позиционен надзор

Тези функции могат да се регулират чрез софтуерни параметри.

8.4.2 По-лесна системна интеграция

Базираните на софтуер функции за безопасност могат да опростят:

• Програмиране

• Конфигуриране на параметър

• Персонализиране на системата

За приложения с по-ниски рискове за безопасността софтуерният контрол може да осигури достатъчна функционалност.

8.4.3 По-ниски системни разходи

В сравнение със специални хардуерни вериги за безопасност, софтуерните решения могат да намалят:

• Количество на компонента

• Изисквания за окабеляване

• Цената на хардуера

Това може да бъде привлекателно за:

• Малки AMR

• Образователни роботи

• Мобилни платформи с нисък риск

8.5 Сравнение на хардуерни STO срещу софтуерни STO

8.6 Защо хардуерният STO е предпочитан за промишлени AGV

Индустриалните AGV често работят в среди, където грешките в безопасността могат да причинят:

• Повреда на оборудването

• Прекъсване на производството

• Рискове от нараняване на работници

• Материална загуба

Примерите включват:

• Автомобилни заводи

• Заводи за производство на батерии

• Тежки логистични складове

• Автоматизирани поточни линии

В тези приложения производителите обикновено предпочитат хардуер STO, тъй като осигурява:

Независима защита

Функцията за безопасност остава активна дори ако:

• Комуникацията се проваля

• Софтуерът на контролера се срива

• Мрежовата връзка е прекъсната

Надеждна реакция при спешни случаи

Когато възникне авариен сигнал:

• STO незабавно премахва въртящия момент на двигателя

• AGV не може да продължи шофирането

• Рискът от неочаквано движение е сведен до минимум

По-лесно валидиране на безопасността

Хардуерният STO осигурява по-ясна архитектура за безопасност за:

• Оценка на риска

• Тестване за безопасност

• Сертификация на машината

8.7 Как хардуерните STO и функциите за безопасност на софтуера работят заедно

Съвременните AGV системи често комбинират и двата подхода, вместо да изберат само единия.

Типична архитектура:

Сензор за безопасност | Безопасност PLC | +----------------+ | | Хардуер STO Софтуерно управление | | Контролер за движение на серво задвижване | DC серво мотор | Колело AGV 

Всеки слой изпълнява различна функция.

Управление на софтуерните функции:

• Нормален контрол на движението

• Регулиране на скоростта

• Контрол на позицията

• Команди за навигация

Хардуерни STO дръжки:

• Аварийно отстраняване на въртящия момент

• Защитно изключване

• Защита срещу неочаквано движение

Този многослоен подход осигурява както производителност, така и безопасност.

8.8 Връзка между STO и други функции за безопасност

STO обикновено е част от по-голяма функционална система за безопасност.

Общи свързани функции включват:

SS1 (безопасно спиране 1)

Цел:

• Контролирано забавяне

• След това активиране на STO

Използва се за:

• Тежки AGV

• Чувствителни към натоварване приложения

SLS (безопасно ограничена скорост)

Цел:

• Ограничава скоростта на AGV в определени зони

Използва се за:

• Човешки зони за сътрудничество

• Складови кръстовища

SBC (безопасен контрол на спирачките)

Цел:

• Управлява безопасно задействането на механичната спирачка

Използва се за:

• Склонове

• Тежки натоварвания

• Вертикални системи

8.9 Избор на правилното STO решение за AGV приложения

Когато избират AGV серво мотор с възможност за STO, производителите трябва да оценят:

Изисквания за безопасност

Помислете за:

• Тегло на полезен товар

• Работна среда

• Ниво на човешко взаимодействие

• Необходима категория за безопасност

Ниво на риск на приложението

Приложения с нисък риск:

Примери:

• Малки стайни роботи

• Лабораторни АМР

Възможно решение:

• Софтуерно базирани функции за безопасност

Високорискови приложения:

Примери:

• Тежкотоварни AGV

• Автомобилни логистични роботи

• Превозни средства за работа по рампа

Препоръчва се:

• Двуканален хардуерен STO

• Механична спирачка

• Интегриране на PLC за безопасност

Изисквания за комуникация

Разширените AGV системи може да изискват:

• CANopen Безопасност

• EtherCAT Безопасност

• FSoE

като същевременно се поддържа хардуерен STO като последен защитен слой.

Заключение: Хардуер STO срещу Софтуер STO за серво мотори AGV

Както хардуерните STO, така и софтуерно базираните STO могат да помогнат за подобряване на безопасността на AGV, но служат за различни цели.

Хардуер STO осигурява:

• Независима защита на безопасността

• По-бързо отстраняване на въртящия момент

• По-висока надеждност

• По-добра пригодност за промишлени AGV

Софтуерно базираната STO осигурява:

• Гъвкав контрол

• По-лесна конфигурация

• По-ниска цена

За модерни индустриални AGV и AMR препоръчителният подход обикновено е:

DC серво мотор с ниско напрежение + Двуканален хардуер STO + Безопасен PLC + Механична спирачка (когато е необходимо)

Тази архитектура осигурява най-добрия баланс между:

• Функционална безопасност

• Изпълнение на движението

• Надеждност на системата

• Дългосрочна оперативна ефективност

За производителите на AGV, които проектират следващо поколение автономни превозни средства, изборът на серво моторна система със сертифицирана хардуерна STO способност е ключова стъпка към постигане на по-безопасни и по-надеждни решения за автоматизация.

9. Въздействие на активирането на STO върху живота на батерията на AGV и стабилността на мощността

9.1 STO намалява ненужната консумация на енергия

Когато STO е активиран:

• Генерирането на въртящ момент на двигателя спира

• Текущият изход е деактивиран

• Генерирането на топлина намалява

Предимства:

• По-ниска консумация в режим на готовност

• Намалено изтощаване на батерията

• Подобрени топлинни характеристики

9.2 Съображения за батерийната система

Дизайнерите на AGV трябва да вземат предвид:

• Стабилност на напрежението на батерията

• Потребление на пиков ток

• Регенеративно спиране

• Цикли на зареждане

Правилно проектираната серво система подобрява:

• Време на работа

• Живот на батерията

• Обща ефективност на системата

10. Как да свържете Safety PLC със STO входове на DC серво задвижване?

В съвременните системи AGV (автоматизирано управлявано превозно средство) и AMR (автономен мобилен робот) свързването на Safety PLC с входовете STO (безопасно изключване на въртящия момент) на DC серво задвижването е критична стъпка за постигане на надеждна функционална безопасност.

Safety PLC действа като централен контролер за безопасност, наблюдавайки устройства като:

• Бутони за аварийно спиране

• Лазерни скенери за безопасност

• Предпазни светлинни завеси

• Предпазни врати

• Сензори за откриване на сблъсък

Когато възникне опасно състояние, Safety PLC изпраща сигнал за безопасност към STO входовете на серво задвижването, незабавно предотвратявайки генерирането на въртящ момент от двигателя.

Правилно проектираната STO връзка гарантира:

• Безопасно спиране на движението на AGV

• Предотвратяване на неочаквано рестартиране

• Съответствие с изискванията за функционална безопасност

• Надеждна работа в среди за сътрудничество човек-машина

10.1 Разбиране на ролята на PLC и STO входове за безопасност

Преди да свържете системата, важно е да разберете функцията на всеки компонент.

Безопасна PLC функция

PLC за безопасност отговаря за:

• Мониторинг на предпазни устройства

• Оценяване на логиката на безопасността

• Изпращане на команди за безопасност

• Откриване на повреди в защитната верига

Типичните входове за безопасност на AGV включват:

• Бутон за аварийно спиране

• Скенер за безопасност

• Защитен сензор

• Операторски контрол на достъпа

Когато Safety PLC открие събитие за безопасност, той активира изхода STO.

DC серво задвижване STO функция

Входът STO на DC серво задвижване контролира способността за генериране на въртящ момент на двигателя.

Когато STO входовете са активни:

• Етапът на серво захранване остава дезактивиран

• Генерирането на въртящ момент на двигателя спира

• AGV не може да кара

Когато STO входовете са освободени:

• Серво задвижването може да работи нормално

• Управлението на двигателя се възобновява след подходящи условия за активиране

10.2 Основна двуканална STO окабелена архитектура

Индустриалните AGV серво системи обикновено използват двуканално STO окабеляване за по-висока надеждност на безопасността.

Типична структура на свързване:

 Safety PLC STO изходен канал 1 | | STO1+ вход DC серво задвижване STO изходен канал 2 | | STO2+ вход DC серво задвижване 24V безопасно захранване | | STO еталон/GND 

Двата STO канала работят независимо.

Това осигурява:

• Излишен контрол на безопасността

• Откриване на неизправности

• Подобрена цялост на безопасността

10.3 Типични STO клемни връзки

DC серво мотор с ниско напрежение с функция STO обикновено осигурява клеми като:

Точните имена на терминалите зависят от производителя на серво задвижването.

Преди окабеляване инженерите трябва винаги да потвърждават:

• Изисквания за напрежение

• Входна полярност

• Оценки за безопасност

• Електрически схеми

10.4 Стъпка по стъпка процедура за свързване на STO

Стъпка 1: Потвърдете електрическите спецификации на STO

Преди свързване проверете:

• Диапазон на входното напрежение на STO

• Актуални изисквания

• Двуканална конфигурация

• Възможност за категория на безопасност

Типичните AGV серво системи използват:

• Сигнали за безопасност 24V DC

• Двуканални нормално затворени вериги за безопасност

Стъпка 2: Свържете изходите на PLC за безопасност към входовете STO

Safety PLC осигурява два независими изхода за безопасност.

Пример за свързване:

Канал 1:

Изход на PLC за безопасност 1 → Серво задвижване STO1

Канал 2:

Изход на PLC за безопасност 2 → Серво задвижване STO2

И двата канала трябва да се управляват независимо.

Не свързвайте двата STO канала заедно, защото това премахва излишъка.

Стъпка 3: Свържете общото еталонно захранване

Веригата STO изисква стабилно референтно напрежение.

Типична връзка:

• Захранване на изход за безопасност на PLC → STO вход

• Обща справка 0V → маса на серво задвижване STO

Неправилното заземяване може да причини:

• Фалшиво активиране на STO

• Комуникационни грешки

• Грешки в безопасността

Стъпка 4: Конфигурирайте параметрите на серво задвижването

След окабеляване конфигурирайте серво задвижването.

Типичните настройки включват:

• Активиране на STO

• Реакция на грешка

• Поведение при рестартиране

• Време за управление на спирачката

• Изход за аларма

Някои серво задвижвания изискват ръчно потвърждение след освобождаване на STO, за да се предотврати автоматично рестартиране.

Стъпка 5: Извършете тест за безопасност

След монтажа направете функционални тестове.

Препоръчителни тестове:

Тест за аварийно спиране

Потвърдете:

• Аварийното спиране активира STO

• Моментът на двигателя изчезва

• AGV спира безопасно

Тест за повреда на канала

Изключете един STO канал и потвърдете:

• Открита е грешка

• Дискът остава деактивиран

• Появява се аларма за безопасност

Рестартирайте теста

След освобождаване на STO:

• Потвърдете, че AGV не се рестартира автоматично

• Изискване на команда за нулиране, ако е необходимо

10.5 Как двуканален STO подобрява безопасността на AGV

Единичен STO канал има потенциална слабост:

Ако окабеляването се повреди, функцията за безопасност може да не работи правилно.

Двуканалната STO решава това, като осигурява резервиране.

Пример:

Нормална работа

И двата канала са активни:

STO1 = ВКЛ. STO2 = ВКЛ. Моторът е активиран 

Събитие за безопасност

И двата канала са прекъснати:

STO1 = ИЗКЛ. STO2 = ИЗКЛ. Въртящият момент е деактивиран 

Повреда в единичен канал

Пример:

STO1 = ИЗКЛ. STO2 = ВКЛ 

Системата открива несъответствие и влиза в безопасно състояние.

Това подобрява:

• Откриване на неизправности

• Надеждност на безопасността

• Системна диагностика

10.6 Интегриране на STO със системи за аварийно спиране

Типичната архитектура за безопасност на AGV включва:

Бутон за аварийно спиране | | Безопасност PLC | | Двоен STO изход | | DC серво задвижване | | AGV задвижващ мотор 

Когато оператор натисне бутона за аварийно спиране:

1. PLC за безопасност получава авариен сигнал

2. Логиката за безопасност оценява състоянието

3. STO изходите са прекъснати

4. Серво задвижването премахва въртящия момент на двигателя

5. При необходимост се включва механична спирачка

Това създава пълна верига за аварийно спиране.

10.7 STO връзка с управление на механичната спирачка

За много приложения на AGV STO трябва да работи заедно с електромагнитна спирачка.

Типична последователност:

Нормално движение

• STO е неактивен

• Активиран серво мотор

• Освободена спирачка

Контролирано спиране

1. Серво контролерът намалява скоростта

2. Моторът достига нулева скорост

3. Спирачката се включва

4. STO се активира

Аварийно спиране

1. PLC за безопасност задейства STO

2. Въртящият момент на двигателя се премахва

3. Спирачката се включва, ако е необходимо

Тази комбинация се препоръчва за:

• Тежки AGV

• Рампова работа

• Системи с голям полезен товар

10.8 Безопасност, базирана на комуникация срещу кабелни STO

Съвременните AGV могат да използват или кабелна STO, или комуникация за безопасност.

Свързан STO

връзка:

PLC за безопасност → Физически STO входове

Предимства:

• просто

• Бърза реакция

• Много надежден

• Лесно отстраняване на проблеми

Общи приложения:

• Стандартни AGV

• Промишлени мобилни роботи

Комуникация за безопасност

Примери:

• FSoE (безопасност през EtherCAT)

• CANopen Безопасност

Предимства:

• Намалено окабеляване

• Разширена диагностика

• Гъвкава мрежова архитектура

Общи приложения:

• Големи AGV автопаркове

• Умни фабрики

• Комплексни системи за автоматизация

10.9 Често срещани грешки при окабеляване на STO в AGV приложения

Грешка 1: Използване само на един STO канал

проблем:

• Намалява резервирането на безопасността

• Може да не отговаря на изискванията за безопасност

Решение:

Използвайте и двата STO канала.

Грешка 2: Свързване на STO чрез нормален PLC

проблем:

Стандартният PLC не е проектиран за функции за безопасност.

Решение:

Използвайте сертифициран PLC за безопасност.

Грешка 3: Неправилно еталонно окабеляване

проблем:

Може да причини:

• STO грешки

• Неочаквани изключвания

Решение:

Следвайте електрическата схема на производителя.

Грешка 4: Автоматично рестартиране след освобождаване на STO

проблем:

Може да възникне неочаквано движение на AGV.

Решение:

Изискване:

• Ръчно нулиране

• Потвърждение за безопасност

• Команда за рестартиране

10.10 Най-добри практики за проектиране на AGV STO система

За надеждна безопасност на AGV:

Използвайте сертифицирани безопасни компоненти

Препоръчителни компоненти:

• Безопасност PLC

• Реле за безопасност

• Двуканално STO серво задвижване

• Устройства за аварийно спиране

Отделно управление на безопасността и движението

Функциите за безопасност не трябва да зависят само от:

• Навигационен софтуер

• Команди за движение

• Комуникационни мрежи

Включете диагностичен мониторинг

монитор:

• STO статус

• Неизправности в задвижването

• Състояние на спирачката

• Състояние на комуникацията за безопасност

Валидирайте пълната верига за безопасност

Тестването трябва да включва:

• Реакция при аварийно спиране

• Сензорно задействани спирания

• Провали в комуникацията

• Сценарии за прекъсване на захранването

Заключение: Правилното окабеляване на STO е от съществено значение за безопасната работа на AGV

Свързването на Safety PLC към входа STO на DC серво задвижване е основна стъпка в изграждането на безопасна AGV захранваща система.

Надеждната архитектура обикновено включва:

Сензори за безопасност → PLC за безопасност → Двуканален STO → DC серво задвижване → AGV мотор → Механична спирачка

Правилното интегриране на STO осигурява:

• Безопасно отстраняване на въртящия момент

• Предотвратяване на неочаквано движение

• Подобрена защита на оператора

• По-висока надеждност на AGV

За съвременните производители на AGV и AMR изборът на интегрирани DC серво мотори с двуканална STO възможност и подходяща съвместимост с PLC за безопасност е от съществено значение за разработването на безопасни, ефективни и международно съвместими автоматизирани транспортни системи.

11. Водещи марки AGV DC серво мотори със STO функция

Тъй като системите AGV (Автоматизирано управлявано превозно средство) и AMR (Автономен мобилен робот) стават по-интелигентни и фокусирани върху безопасността, търсенето на DC серво мотори с интегрирана функция STO (Безопасно изключване на въртящия момент) бързо нараства.

Съвременните производители на AGV вече не избират двигатели само въз основа на:

• Номинален въртящ момент

• Диапазон на скоростта

• Напрежение

• Механични размери

Те също така оценяват:

• Възможност за функционална безопасност

• Наличност на двуканален STO

• Точност на обратната връзка на енкодера

• Комуникационни протоколи

• Гъвкавост на интеграцията

• Дългосрочна надеждност

• OEM възможност за персонализиране

DC серво мотор с функция STO позволява на системите AGV да постигнат по-безопасна работа чрез комбиниране на:

• Високоефективен контрол на движението

• Затворена обратна връзка

• Безопасно прекъсване на въртящия момент

• Компактна архитектура на задвижването

По-долу са някои от водещите марки и доставчици на AGV DC серво мотори, предлагащи решения, подходящи за индустриални приложения на мобилни роботи.

11.1 JKONGMOTOR – Интегриран AGV DC серво мотор с двуканално STO решение

JKONGMOTOR е специализиран производител, фокусиран върху интегрирани серво мотори, интегрирани BLDC двигатели и персонализирани решения за контрол на движението за оборудване за автоматизация и мобилна роботика.

За AGV и AMR приложения JKONGMOTOR предоставя интегрирани DC серво моторни решения, съчетаващи:

• Безчетков DC серво мотор

• Вградено серво задвижване

• Обратна връзка от енкодера

• Двуканална функция за безопасност STO

• Опции за комуникационен интерфейс

• Допълнителна електромагнитна спирачка

Тези интегрирани серво мотори са проектирани за приложения, изискващи:

• Компактен монтаж

• Висока плътност на въртящия момент

• Надеждна работа 24/7

• Лесна OEM интеграция

Основни характеристики на JKONGMOTOR AGV серво мотори

Интегриран дизайн на мотор + драйвер

Традиционните AGV системи често изискват:

• Отделен мотор

• Външен серво усилвател

• Допълнително окабеляване на енкодер

Интегрираните серво мотори на JKONGMOTOR намаляват сложността на системата чрез комбиниране на задвижващата електроника вътре в модула на двигателя.

Предимства:

• Намалено окабеляване

• По-малък контролен шкаф

• По-бърз монтаж

• Подобрена надеждност

STO функция за безопасност за AGV приложения

Серво решенията JKONGMOTOR AGV поддържат STO функции, предназначени за:

• Деактивирайте безопасно въртящия момент на двигателя

• Предотвратете неочаквано движение

• Интегриране с PLC системи за безопасност

Типична архитектура за безопасност:

PLC за безопасност → STO вход → Интегриран серво мотор → AGV задвижване на колелата

Гъвкави опции за напрежение

Общите AGV конфигурации включват:

• 24V DC серво мотори

• 48V DC серво мотори

Подходящ за:

• Малки AMR

• Складови AGV

• Тежкотоварни транспортни роботи

OEM и ODM възможност за персонализиране

Производителите на AGV често изискват персонализирани решения, включително:

• Специални конструкции на валове

• Модификация на монтажния фланец

• Избор на енкодер

• Интеграция на скоростна кутия

• Конфигурация на спирачките

• Персонализиране на комуникацията

JKONGMOTOR се фокусира силно върху OEM/ODM проекти за различни AGV платформи.

11.2 Maxon Motor – Високопрецизни серво решения за мобилна роботика

maxon е световно признат производител на високопроизводителни постояннотокови двигатели и системи за управление на движението.

Продуктите на Maxon се използват широко в:

• роботика

• Медицинско оборудване

• Системи за автоматизация

• Мобилни роботи

Техните решения за движение са известни с:

• Висока прецизност

• Компактен дизайн

• Отлична динамична реакция

Предимства за AGV приложения

Серво системите Maxon осигуряват:

• Висококачествени BLDC двигатели

• Разширени контролери

• Обратна връзка от енкодера

• Прецизно регулиране на скоростта

Подходящи са за:

• Изследователски роботи

• Автономни платформи

• Мобилни системи с висока точност

Ограничения за широкомащабни AGV OEM проекти

За чувствителното към разходите производство на AGV съображенията могат да включват:

• По-висока цена на компонента

• По-малко фокусиране върху интегрирани решения за задвижване на двигателя

• Ограничено персонализиране в сравнение със специализирани доставчици на AGV двигатели

11.3 Kollmorgen – Индустриални AGV задвижващи системи с функции за безопасност

Kollmorgen е добре известен доставчик на контрол на движението, обслужващ:

• производители на AGV

• Складова автоматизация

• Индустриална роботика

Kollmorgen предоставя:

• Серво мотори

• Серво задвижвания

• Контролери за движение

• Функции, свързани с безопасността

Предимства на приложението AGV

Разтворите на Kollmorgen обикновено се използват в:

• Тежкотоварни AGV

• Автоматизирани мотокари

• Производствени логистични системи

Силните страни включват:

• Индустриална надеждност

• Високопроизводително серво управление

• Разширена интеграция за безопасност

11.4 Siemens – Индустриална серво задвижваща екосистема със STO

Siemens предоставя обширни решения за индустриална автоматизация, включително:

• Серво мотори

• Серво задвижвания

• Безопасни PLC системи

Техните продукти за движение са широко разпространени в:

• Умни фабрики

• Производство на автомобили

• Индустриална автоматизация

Предимства

Решенията на Siemens осигуряват:

• Интегрирана екосистема за безопасност

• Поддръжка на STO

• Опции за комуникация за безопасност

• Глобална наличност на услугата

Те са подходящи за големи промишлени AGV проекти, изискващи интеграция със съществуващи системи за фабрична автоматизация.

11.5 Beckhoff – AGV решения за движение, базирани на EtherCAT

Beckhoff Automation е известна с компютърно базираната автоматизация и технологията EtherCAT.

Техните решения за движение поддържат:

• Серво задвижвания

• Комуникация за безопасност

• Разпределени управляващи архитектури

Предимства на AGV

Системите Beckhoff са подходящи за:

• Умни фабрики

• Големи AGV автопаркове

• Индустрия 4.0 среди

Ключови предимства:

• EtherCAT комуникация

• Контрол на движението в реално време

• Интегриране на безопасността

11.6 Bosch Rexroth – Тежкотоварни AGV системи за движение

Bosch Rexroth предоставя индустриални решения за движение и автоматизация за взискателни приложения.

Техните продукти обикновено се използват в:

• Фабрична логистика

• Боравене с тежки материали

• Индустриални мобилни платформи

Предимства

Подходящ за:

• AGV с високо натоварване

• Големи транспортни средства

• Индустриални среди

Силни страни:

• Висока надеждност

• Здрав индустриален дизайн

• Пълна екосистема за автоматизация

11.7 Schneider Electric – Решения за автоматизация, ориентирани към безопасността

Schneider Electric предоставя продукти за автоматизация, включително:

• Серво системи

• Контролери за безопасност

• Решения за индустриален контрол

Техните продукти се използват широко в:

• Производство

• Автоматизация на логистиката

• Процесни индустрии

Предимства на приложението AGV

Предимствата включват:

• Интегриране на безопасността

• Индустриална комуникационна поддръжка

• Глобални инженерни ресурси

11.8 Ориенталски мотор – Компактни решения за движение

Oriental Motor предлага компактни моторни решения за оборудване за автоматизация.

Продуктите включват:

• Безчеткови постояннотокови двигатели

• Серво мотори

• Редукторни двигатели

Подходящи приложения

Често използвани:

• Малки AGV

• Роботи за проверка

• Компактни системи за автоматизация

Предимства:

• Компактен дизайн

• Надеждна работа

• Лесна интеграция

11.9 Panasonic Industry – Серво мотори за автоматизирани приложения

Panasonic Industry предоставя компоненти за автоматизация, включително серво системи, използвани в индустриални машини.

Приложенията включват:

• Фабрична автоматизация

• роботика

• Прецизно оборудване

Предимства на AGV

Предимствата включват:

• Стабилна серво производителност

• Обратна връзка от енкодера

• Индустриална надеждност

11.10 Yaskawa – Високопроизводителни системи за серво задвижване

Yaskawa Electric е основен доставчик на индустриална серво технология.

Техните продукти се използват широко в:

• роботика

• Автоматизация

• Производствени системи

Силни страни на приложението AGV

Предимства:

• Разширено серво управление

• Висока надеждност

• Световен индустриален опит

Подходящ за:

• Високопроизводителни AGV платформи

• Фабрични среди за автоматизация

11.11 Сравнение на водещи марки AGV DC серво мотори със STO

11.12 Как да изберем правилното Доставчик на AGV DC серво мотор със STO

Когато избират доставчик на AGV серво мотор, производителите трябва да оценят:

1. Възможност за безопасност

Проверете:

• Поддръжка на двуканален STO

• Съвместимост с PLC за безопасност

• Документация за функционална безопасност

2. Моторна производителност

Важни параметри:

• Номинален въртящ момент

• Пиков въртящ момент

• Диапазон на скоростта

• Разделителна способност на енкодера

• Топлинна производителност

3. Ниво на интеграция

Интегрираните решения осигуряват:

• По-малко място за монтаж

• По-малко окабеляване

• По-бързо разгръщане

4. Поддръжка за персонализиране

Производителите на AGV OEM често се нуждаят от:

• Съвпадение на скоростната кутия

• Спирачна интеграция

• Персонализиране на вала

• Комуникационна адаптация

5. Производствена способност

За комерсиални AGV проекти помислете за:

• Производствен капацитет

• Контрол на качеството

• Инженерна поддръжка

• Дългосрочна стабилност на доставките

Заключение: Избор на най-доброто AGV DC серво мотор със STO функция

Идеалният доставчик на серво мотор AGV зависи от изискванията на приложението.

За големи проекти за индустриална автоматизация глобални марки като Siemens, Kollmorgen, Beckhoff и Yaskawa предоставят зрели екосистеми за автоматизация.

За OEM производители на AGV, търсещи:

• Интегрирани DC серво мотори

• Двуканална STO функция

• Компактен дизайн

• OEM/ODM персонализиране

• Конкурентно съотношение цена-производителност

специализирани доставчици като JKONGMOTOR предоставят гъвкава алтернатива за разработване на следващо поколение AGV и AMR задвижващи системи.

Едно надеждно решение за движение на AGV трябва да комбинира:

Високоефективен DC серво мотор + Интегриран драйвер + Обратна връзка с енкодер + Двуканален STO + Допълнителна механична спирачка

за постигане на безопасно, ефективно и надеждно автономно транспортиране.

Заключение: Изграждане на по-безопасни и по-ефективни AGV захранващи системи с нисковолтови DC серво мотори

Изборът на правилния нисковолтов DC серво мотор и интегрирането на двуканална STO функционалност са критични стъпки при проектирането на надеждни AGV системи.

Едно добре проектирано решение за AGV задвижване трябва да балансира:

• Изпълнение на въртящия момент

• Енергийна ефективност

• Съответствие с безопасността

• Възможност за комуникация

• Механична надеждност

За съвременните производители на AGV и AMR интегрираните DC серво мотори със STO осигуряват компактно, интелигентно и ориентирано към безопасността решение за движение, което поддържа бъдещото развитие на интелигентната логистика и индустриалната автоматизация.

Когато избират доставчик на AGV мотор, производителите трябва да дадат приоритет не само на спецификациите на мотора, но и на способността за персонализиране, опита в интегрирането на безопасността и дългосрочната техническа поддръжка.

Често задавани въпроси – AGV DC серво мотори със STO функция

1. Какво представлява функцията STO в AGV DC серво мотори?

отговор:

STO (Безопасно изключване на въртящия момент) деактивира генерирането на въртящ момент на двигателя чрез безопасно изключване на изхода на серво задвижването, предотвратявайки неочаквано движение на AGV.

2. Защо серво моторите AGV се нуждаят от STO функция?

отговор:

STO подобрява безопасността на AGV, като предотвратява нежелана работа на двигателя по време на аварийни спирания, поддръжка или събития, свързани с безопасността.

3. Може ли само STO да предотврати плъзгането на AGV по склонове?

отговор:

Не. STO премахва въртящия момент на двигателя, но не може физически да задържи AGV. Необходима е механична спирачка за задържане на наклон и приложения с голямо натоварване.

4. Каква е разликата между хардуерния STO и софтуерния STO?

отговор:

Хардуерният STO използва независими вериги за безопасност, за да деактивира въртящия момент на двигателя, докато софтуерният STO разчита на команди на контролния софтуер. Хардуерният STO осигурява по-висока надеждност на безопасността за промишлени AGV.

5. Трябва ли AGV да използват 24V или 48V DC серво мотори?

отговор:

24V серво мотори са подходящи за компактни AGV и леки товари, докато 48V серво мотори са предпочитани за тежкотоварни AGV, изискващи по-висок въртящ момент и ефективност.

6. Как работи механичната спирачка със STO в системите AGV?

отговор:

Механичната спирачка блокира физически вала на двигателя или колелото, докато STO премахва въртящия момент на двигателя. Заедно те осигуряват безопасно спиране и надеждно задържане на позиция.

7. Може ли STO да подобри живота на батерията на AGV?

отговор:

да STO намалява ненужната консумация на ток на двигателя по време на режим на готовност, като помага за подобряване на ефективността на батерията и намаляване на генерирането на топлина.

8. Как PLC за безопасност се свързва към входовете STO на AGV серво мотор?

отговор:

PLC за безопасност изпраща двуканални сигнали за безопасност директно към входовете STO на серво задвижването, за да деактивира въртящия момент на двигателя по време на събития, свързани с безопасността.

9. Кои AGV приложения изискват STO и механични спирачки?

отговор:

Тежкотоварните AGV, автоматизираните мотокари, превозните средства за работа по наклон и мобилните роботи, превозващи големи товари, обикновено изискват както STO, така и механични спирачки.

10. Кои марки предоставят AGV DC серво мотори с функция STO?

отговор:

Водещи доставчици включват JKONGMOTOR, Kollmorgen, Siemens, Beckhoff, Bosch Rexroth, Yaskawa, Maxon и други производители на индустриално управление на движението.