Πώς να επιτύχετε υψηλή δυναμική τοποθέτηση σε γερανούς στοίβαξης AS/RS χρησιμοποιώντας σερβοκινητήρες AC;

Οι σύγχρονες αποθήκες βρίσκονται υπό συνεχή πίεση για να αποθηκεύουν περισσότερα αγαθά σε λιγότερο χώρο, να μετακινούν παλέτες πιο γρήγορα, να μειώνουν τα σφάλματα τοποθέτησης και να διατηρούν αξιόπιστη λειτουργία όλο το εικοσιτετράωρο . Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο τα αυτοματοποιημένα συστήματα αποθήκευσης και ανάκτησης, ή AS/RS , έχουν γίνει ολοένα και πιο σημαντικά στην αποθήκευση υψηλής πυκνότητας, στα logistics παραγωγής, στα κέντρα διανομής και στις αυτοματοποιημένες εγκαταστάσεις παραγωγής.

Στο κέντρο πολλών συστημάτων AS/RS παλετών βρίσκεται ο γερανός στοίβαξης . Πρέπει να ταξιδεύει οριζόντια μέσα από ένα στενό διάδρομο, να ανυψώνει φορτία κατακόρυφα σε διαφορετικά επίπεδα ραφιών και να λειτουργεί μια συσκευή χειρισμού φορτίου για την τοποθέτηση ή την ανάκτηση παλετών. Αυτές οι κινήσεις πρέπει να συντονίζονται με ακρίβεια. Ένα μικρό σφάλμα τοποθέτησης μπορεί να οδηγήσει σε μη σωστή εισαγωγή της παλέτας, σύγκρουση με το ράφι, περιττές κινήσεις διόρθωσης ή μεγαλύτερο κύκλο αποθήκευσης και ανάκτησης.

Για το λόγο αυτό, ο κινητήρας που χρησιμοποιείται για τους άξονες κίνησης, ανύψωσης και χειρισμού δεν είναι απλώς μια πηγή περιστροφικής ισχύος. Αποτελεί μέρος της αρχιτεκτονικής ελέγχου κίνησης του μηχανήματος.

Για εφαρμογές υψηλής δυναμικής AS/RS, Οι σερβοκινητήρες AC μπορούν να παρέχουν το συνδυασμό ροπής, ρύθμισης ταχύτητας, ανάδρασης, ελέγχου επιτάχυνσης, απόκρισης θέσης και επικοινωνίας που απαιτούνται για τον συντονισμό απαιτητικών προφίλ κίνησης.

Τι είναι ένας γερανός στοίβαξης AS/RS;

Ένας γερανός στοίβαξης AS/RS , που ονομάζεται επίσης γερανός στοίβαξης, μηχανή αποθήκευσης και ανάκτησης (SRM), ή αυτοματοποιημένος γερανός αποθήκευσης και ανάκτησης , είναι μια αυτοματοποιημένη μηχανή χειρισμού υλικών που έχει σχεδιαστεί για τη μεταφορά αγαθών μεταξύ τοποθεσιών αποθήκευσης και καθορισμένων σταθμών εισόδου/εξόδου.

Ένας τυπικός γερανός στοίβαξης παλετών λειτουργεί κατά τρεις κύριες κατευθύνσεις κίνησης:

• Οριζόντια διαδρομή κατά μήκος του διαδρόμου της αποθήκης

• Κατακόρυφη ανύψωση για να φτάσετε σε διαφορετικά επίπεδα ραφιών

• Χειρισμός φορτίου μέσω τηλεσκοπικού πιρουνιού, περόνης μεταφοράς ή άλλου μηχανισμού εξαγωγής

Το μηχάνημα λειτουργεί συνήθως μαζί με σύστημα διαχείρισης αποθήκης (WMS), σύστημα ελέγχου αποθήκης (WCS), PLC, αισθητήρες, συσκευές εντοπισμού θέσης και μονάδες κίνησης.

Σε αντίθεση με ένα συμβατικό περονοφόρο ανυψωτικό, ο γερανός στοίβαξης έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί εντός καθορισμένου διαδρόμου και να επαναλαμβάνει εντολές αυτόματης αποθήκευσης και ανάκτησης με περιορισμένη ανθρώπινη παρέμβαση.

Αυτό δημιουργεί μια πολύ διαφορετική απαίτηση κινητήρα.

Ο κινητήρας πρέπει να επιταχύνει, να επιβραδύνει επανειλημμένα, να σταματά, να αναστρέφει και να επανατοποθετεί το μηχάνημα ενώ χειρίζεται τις μεταβαλλόμενες συνθήκες φορτίου. Ταυτόχρονα, η δομή του γερανού μπορεί να είναι ψηλή και σχετικά εύκαμπτη, πράγμα που σημαίνει ότι η επιθετική επιτάχυνση μπορεί να δημιουργήσει δόνηση ιστού που επηρεάζει άμεσα την ακρίβεια τοποθέτησης.

Η έρευνα σχετικά με τη δυναμική στοίβαξης-γερανού έχει προσδιορίσει συγκεκριμένα τα υψηλά δυναμικά φορτία και τους κραδασμούς του ιστού ως παράγοντες που μπορούν να μειώσουν τη σταθερότητα του μηχανήματος και την ακρίβεια τοποθέτησης.

Γιατί είναι τόσο απαιτητικοί οι γερανοί στοίβαξης AS/RS;

Η βασική απαίτηση ακούγεται απλή: μετακινήστε μια παλέτα από το σημείο Α στο σημείο Β.

Στην πράξη, το προφίλ κίνησης είναι πολύ πιο περίπλοκο.

Ένας γερανός στοίβαξης μπορεί να χρειαστεί:

1. Επιταχύνετε γρήγορα από στάση.

2. Ταξιδέψτε με μεγάλη ταχύτητα μέσα από ένα στενό διάδρομο.

3. Επιβραδύνετε πριν φτάσετε στην τοποθεσία-στόχο.

4. Σταματήστε μέσα σε ένα μικρό παράθυρο τοποθέτησης.

5. Σηκώστε ή χαμηλώστε ένα βαρύ ωφέλιμο φορτίο.

6. Έλεγχος επέκτασης και ανάκλησης πιρουνιού.

7. Αντισταθμίστε τη διακύμανση φορτίου.

8. Επαναλάβετε τον ίδιο κύκλο χιλιάδες φορές.

9. Συντονίστε πολλούς άξονες χωρίς υπερβολικούς κραδασμούς.

10. Επικοινωνήστε συνεχώς με τον ελεγκτή μηχανής και το σύστημα αυτοματισμού αποθήκης.

Οι εμπορικές προδιαγραφές AS/RS δείχνουν πόσο απαιτητικά μπορεί να είναι αυτά τα συστήματα. Ανάλογα με το σχεδιασμό του μηχανήματος, οι γερανοί στοίβαξης μπορούν να συνδυάσουν υψηλές ταχύτητες διαδρομής, σημαντικές ταχύτητες ανύψωσης, σημαντικά ωφέλιμα φορτία και απαιτήσεις τοποθέτησης σε επίπεδο χιλιοστού.

Αυτό είναι όπου ο υψηλής δυναμικός έλεγχος σερβοκίνησης γίνεται σημαντικός.

Προσαρμοσμένες κινήσεις σερβοκινητήρα Jkongmotor

Ενσωματωμένος πάροχος λύσεων σερβοκινητήρα DC One-Stop

Τι σημαίνει High-Dynamic Positioning;

Τοποθέτηση υψηλής δυναμικής δεν σημαίνει απλώς 'προχωρήστε πιο γρήγορα.'

Για έναν γερανό στοίβαξης AS/RS, η υψηλής δυναμικής τοποθέτησης σημαίνει ότι ο κινητήρας και το σύστημα μετάδοσης κίνησης μπορούν να επιταχύνουν γρήγορα, να ελέγξουν την ταχύτητα με ακρίβεια, να επιβραδύνουν ομαλά, να καθίσουν στη θέση στόχο και να διατηρήσουν την επαναληψιμότητα υπό μεταβαλλόμενες μηχανικές συνθήκες.

Μια χρήσιμη ακολουθία κίνησης μπορεί να αναπαρασταθεί ως:

Επιτάχυνση → Ταξίδι υψηλής ταχύτητας → Ελεγχόμενη επιβράδυνση → Λεπτή τοποθέτηση → Επιβεβαίωση θέσης

Το δύσκολο κομμάτι είναι η μετάβαση μεταξύ αυτών των σταδίων.

Εάν η επιτάχυνση είναι πολύ επιθετική, ο ιστός μπορεί να δονηθεί.

Εάν η επιβράδυνση ξεκινήσει πολύ αργά, ο γερανός μπορεί να υπερβεί.

Εάν ο κινητήρας έχει ανεπαρκή ροπή, ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί να αντιμετωπίσει μια βαριά παλέτα ή μεταβαλλόμενο φορτίο.

Εάν η απόκριση ελέγχου είναι πολύ αργή, το μηχάνημα μπορεί να απαιτήσει πρόσθετες κινήσεις διόρθωσης.

Εάν η ανάλυση ανάδρασης είναι ανεπαρκής, ο ελεγκτής έχει λιγότερες πληροφορίες με τις οποίες μπορεί να προσδιορίσει την πραγματική θέση του άξονα.

Επομένως, ο στόχος δεν είναι από μόνος του η μέγιστη ταχύτητα. Ο στόχος είναι η υψηλή απόδοση με ελεγχόμενη κίνηση και προβλέψιμη τοποθέτηση.

Γιατί επιλέγουν πολλοί σχεδιαστές AS/RS Σερβοκινητήρες AC?

Για απαιτητικές εφαρμογές στοίβαξης-γερανού, οι σερβοκινητήρες AC προσφέρουν πολλά χαρακτηριστικά που ταιριάζουν με τις απαιτήσεις της αυτοματοποιημένης κίνησης.

1. Ανατροφοδότηση ακριβούς θέσης

Ένας σερβοκινητήρας λειτουργεί συνήθως με ανάδραση από έναν κωδικοποιητή ή άλλον αισθητήρα θέσης.

Ο ελεγκτής μπορεί να συγκρίνει τη θέση εντολής με την πραγματική θέση του κινητήρα και να προσαρμόζει συνεχώς την απόκριση του κινητήρα.

Αυτή η αρχιτεκτονική κλειστού βρόχου είναι θεμελιωδώς διαφορετική από την απλή εφαρμογή μιας σταθερής τάσης ή συχνότητας σε έναν συμβατικό κινητήρα.

Για εξοπλισμό AS/RS, η ανατροφοδότηση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη κατά τη διάρκεια:

• Τοποθέτηση

• Επιτάχυνση

• Επιβράδυνση

• Λειτουργία χαμηλής ταχύτητας

• Αντιστροφή

• Επιστρέφων

• Διακύμανση φορτίου

• Λεπτή τοποθέτηση

Ορισμένα βιομηχανικά συστήματα σερβομηχανισμού υποστηρίζουν επίσης πρόσθετα κανάλια ανάδρασης για έλεγχο κλειστού βρόχου υψηλότερης ακρίβειας και αντιστάθμιση μηχανικών ατελειών όπως η οπισθοδρόμηση και η ευελιξία.

2. Γρήγορη επιτάχυνση και επιβράδυνση

Ένα σύστημα AS/RS κερδίζει παραγωγικότητα από το χρόνο του κύκλου.

Όσο πιο γρήγορα μπορεί ο γερανός να ολοκληρώσει έναν κύκλο αποθήκευσης ή ανάκτησης χωρίς να διακυβεύεται η σταθερότητα, τόσο περισσότερες συναλλαγές μπορεί να επεξεργαστεί η αποθήκη.

Ένα σερβο σύστημα AC μπορεί να διαμορφωθεί για ελεγχόμενη επιτάχυνση και επιβράδυνση αντί για απλή εναλλαγή μεταξύ πλήρους ταχύτητας και στάσης.

Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να δημιουργήσουν ένα προφίλ κίνησης γύρω από τα μηχανικά χαρακτηριστικά του γερανού.

Για παράδειγμα:

0 → επιτάχυνση → ταξίδι υψηλής ταχύτητας → ελεγχόμενη επιβράδυνση → προσέγγιση χαμηλής ταχύτητας → στάση

Οι ακριβείς τιμές εξαρτώνται από τη δομή του γερανού, το ωφέλιμο φορτίο, το κιβώτιο ταχυτήτων, τη διάμετρο τροχού, τον μηχανισμό ανύψωσης, τη γεωμετρία του ράφι και τις απαιτήσεις ασφαλείας.

3. Υψηλή ροπή κατά τη δυναμική λειτουργία

Ένας γερανός στοίβαξης δεν λειτουργεί πάντα κάτω από το ίδιο μηχανικό φορτίο.

Ένας άξονας κίνησης μπορεί να κινηθεί:

• Ένα κενό φορέα φορτίου

• Ένας μερικώς φορτωμένος φορέας

• Μια γεμάτη παλέτα

• Μια παλέτα με φορτίο εκτός κέντρου

Ο άξονας ανύψωσης υφίσταται ακόμη μεγαλύτερες αλλαγές επειδή ο κινητήρας πρέπει να ξεπεράσει το βαρυτικό φορτίο και το μηχανικό σύστημα μετάδοσης.

Για αυτόν τον λόγο, η επιλογή κινητήρα θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη συνεχή ροπή, τη μέγιστη ροπή, τη ροπή επιτάχυνσης, την αδράνεια, τη σχέση κιβωτίου ταχυτήτων, τον κύκλο λειτουργίας και τις απαιτήσεις πέδησης αντί να βασίζεται μόνο στην ονομαστική ισχύ του κινητήρα.

4. Σταθερός έλεγχος χαμηλής ταχύτητας

Τα ταξίδια υψηλής ταχύτητας φέρνουν τον γερανό κοντά στον προορισμό.

Ο έλεγχος χαμηλής ταχύτητας το φέρνει στη σωστή θέση.

Το τελικό στάδιο τοποθέτησης είναι επομένως εξαιρετικά σημαντικό.

Ένα καλό σύστημα σερβομηχανισμού μπορεί να διατηρήσει ελεγχόμενη κίνηση σε χαμηλή ταχύτητα και να μεταβεί ομαλά από το ταξίδι υψηλής ταχύτητας στη σωστή τοποθέτηση.

Αυτό μειώνει την ανάγκη για απότομο σταμάτημα και επαναλαμβανόμενες διορθωτικές κινήσεις.

5. Καταστολή κραδασμών

Μια σημαντική πρόκληση στους γερανούς στοίβαξης πολυώροφων είναι οι μηχανικοί κραδασμοί.

Ένας ψηλός ιστός δεν είναι απόλυτα άκαμπτος. Η γρήγορη επιτάχυνση και επιβράδυνση μπορεί να διεγείρουν δομικούς τρόπους λειτουργίας.

Η προκύπτουσα ταλάντωση μπορεί να αυξήσει τον χρόνο καθίζησης και να κάνει την τελική θέση λιγότερο σταθερή.

Τα συστήματα σερβομηχανισμού μπορούν να ενσωματώσουν καταστολή κραδασμών, αντιστάθμιση συντονισμού, φιλτράρισμα εγκοπών και προσεκτικά συντονισμένα προφίλ επιτάχυνσης για τη μείωση της διέγερσης των μηχανικών συντονισμών.

Οι σύγχρονες πλατφόρμες σερβομηχανισμού παρέχουν ρητά λειτουργίες καταστολής κραδασμών και συντονισμού για εφαρμογές ελέγχου κίνησης.

Ωστόσο, ο σερβοσυντονισμός δεν μπορεί να αντισταθμίσει μια ακατάλληλα σχεδιασμένη μηχανική δομή. Ο κινητήρας, το κιβώτιο ταχυτήτων, ο τροχός, ο ιστός, ο φορέας φορτίου, ο κωδικοποιητής και ο αλγόριθμος ελέγχου πρέπει να θεωρούνται ως ένα σύστημα.

Ποιες λειτουργίες πρέπει να έχει ένας σερβοκινητήρας AC για AS/RS;

Όταν επιλέγετε έναν σερβοκινητήρα AC για έναν γερανό στοίβαξης AS/RS, συνιστούμε να αξιολογείτε το πλήρες σύστημα μετάδοσης κίνησης αντί να εξετάζετε μόνο την ισχύ του κινητήρα.

Σχόλια κωδικοποιητή υψηλής ανάλυσης

Η ανάλυση του κωδικοποιητή επηρεάζει άμεσα την ποσότητα των πληροφοριών θέσης που είναι διαθέσιμες στον ελεγκτή.

Για απαιτητικές εφαρμογές, οι αγοραστές θα πρέπει να αξιολογήσουν:

• Ανάλυση κωδικοποιητή

• Απόλυτη ή σταδιακή ανατροφοδότηση

• Δυνατότητα μονής ή πολλαπλής στροφής

• Πρωτόκολλο επικοινωνίας

• Απόκριση ανατροφοδότησης

• Περιβαλλοντική αντίσταση

• Μήκος καλωδίου και απαιτήσεις εγκατάστασης

Ο σωστός κωδικοποιητής εξαρτάται από την αρχιτεκτονική του μηχανήματος και τη μέθοδο τοποθέτησης.

Ροπή υψηλής αιχμής

Η μέγιστη ροπή είναι σημαντική κατά τη διάρκεια:

• Επιτάχυνση γερανού

• Ανύψωση φορτίου

• Γρήγορη ανατροπή

• Ελεγχόμενη επιβράδυνση έκτακτης ανάγκης

• Εκκίνηση με βαρύ φορτίο

• Δυναμικές αλλαγές φορτίου

Ο κινητήρας δεν πρέπει να επιλέγεται με βάση μόνο τις ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας.

Λειτουργία υψηλής ταχύτητας

Ο άξονας διαδρομής μπορεί να απαιτεί υψηλή ταχύτητα περιστροφής διατηρώντας παράλληλα σταθερή ροπή και ανάδραση.

Ένα κιβώτιο ταχυτήτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή της ταχύτητας του κινητήρα στην απαιτούμενη ταχύτητα και ροπή τροχού.

Ο σωστός συνδυασμός λοιπόν είναι:

Σερβοκινητήρας + κιβώτιο ταχυτήτων + τροχός + μηχανικό φορτίο + προφίλ ελέγχου

αντί να επιλέγουμε απλώς έναν κινητήρα υψηλής ταχύτητας.

Ακριβής ρύθμιση ταχύτητας

Η σταθερή ταχύτητα είναι σημαντική επειδή η ασυνεπής ταχύτητα επηρεάζει το χρονισμό της επιβράδυνσης και της τοποθέτησης.

Ένας σερβομηχανισμός μπορεί να ρυθμίζει συνεχώς τον κινητήρα σύμφωνα με την εντολή ταχύτητας και σήμα ανάδρασης.

Έλεγχος θέσης

Για αυτοματοποιημένα συστήματα αποθήκευσης, ο έλεγχος θέσης είναι κεντρικός στην εφαρμογή.

Ο ελεγκτής μπορεί να δώσει εντολή:

• Απόλυτη θέση

• Σχετική κίνηση

• Κίνηση για το σπίτι

• Προφίλ ταχύτητας

• Επιτάχυνση

• Επιβράδυνση

• Ανοχή θέσης

Στη συνέχεια, ο σερβομηχανισμός μεταφράζει αυτές τις εντολές σε ροπή και ταχύτητα κινητήρα.

Δυνατότητα επικοινωνίας

Ένας γερανός AS/RS συνήθως επικοινωνεί με αρχιτεκτονική ελέγχου υψηλότερου επιπέδου.

Ανάλογα με το σύστημα, οι μηχανικοί μπορούν να αξιολογήσουν διεπαφές επικοινωνίας όπως:

• EtherCAT

• CANopen

• PROFINET

• Modbus

• EtherNet/IP

• Παλμός και κατεύθυνση

Η σωστή διεπαφή εξαρτάται από το PLC, τον ελεγκτή κίνησης, την αρχιτεκτονική ασφαλείας και τον ενοποιητή συστήματος.

Δυνατότητα πέδησης

Οι εφαρμογές κάθετης ανύψωσης απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή στο φρενάρισμα.

Ένα φρένο κινητήρα μπορεί να είναι απαραίτητο για τη συγκράτηση ενός αναρτημένου φορτίου όταν αφαιρείται η ισχύς.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή το Safe Torque Off (STO) από μόνο του δεν συγκρατεί μηχανικά ένα αιωρούμενο φορτίο . Το STO αποτρέπει την παροχή ενέργειας που παράγει ροπή στον κινητήρα. Ανάλογα με το σύστημα, μπορεί να απαιτείται πρόσθετο μηχανικό φρένο συγκράτησης ή άλλος μηχανισμός συγκράτησης του φορτίου.

Αυτή η διάκριση θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το στάδιο του μηχανικού και λειτουργικού-ασφαλούς σχεδιασμού.

Πώς να επιτύχετε υψηλή δυναμική τοποθέτηση βήμα προς βήμα

Βήμα 1: Υπολογίστε το πραγματικό μηχανικό φορτίο

Ξεκινήστε με την πραγματική εφαρμογή και όχι με τον κατάλογο κινητήρα.

Υπολογίζω:

• Ολική κινούμενη μάζα

• Μέγιστη μάζα παλετών

• Διάμετρος τροχού

• Σχέση κιβωτίου ταχυτήτων

• Αντίσταση κύλισης

• Απαίτηση επιτάχυνσης

• Κλίση, εάν υπάρχει

• Απόδοση μετάδοσης

• Ανακλώμενη αδράνεια

• Απαιτούμενος κύκλος λειτουργίας

Για τον άξονα ανύψωσης, συμπεριλάβετε το βαρυτικό στοιχείο και την αποτελεσματικότητα του μηχανισμού ανύψωσης.

Μια απλοποιημένη σχέση ροπής μπορεί να εκφραστεί ως εξής:

T = F × r / η

όπου:

• T = απαιτούμενη ροπή εξόδου

• F = απαιτούμενη δύναμη

• r = αποτελεσματική μηχανική ακτίνα

• η = απόδοση μετάδοσης

Η τελική επιλογή κινητήρα θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνει ροπή επιτάχυνσης και κατάλληλο μηχανικό περιθώριο.

Βήμα 2: Αντιστοιχίστε την αδράνεια κινητήρα με το μηχανικό σύστημα

Η αδράνεια του κινητήρα έχει σημασία επειδή ο σερβομηχανισμός πρέπει να επιταχύνει τόσο το φορτίο όσο και τον δικό του ρότορα.

Ένας υπερβολικά μεγάλος λόγος αδράνειας μπορεί να κάνει το σύστημα δύσκολο να συντονιστεί.

Ένας υπερβολικά μικρός κινητήρας μπορεί να μην έχει επαρκή απόθεμα ροπής.

Ο στόχος είναι ένας ισορροπημένος συνδυασμός:

Αδράνεια κινητήρα + αναλογία κιβωτίου ταχυτήτων + ανακλώμενη αδράνεια φορτίου

Για εφαρμογές υψηλής δυναμικής, η αντιστοίχιση αδράνειας είναι συχνά εξίσου σημαντική με την ονομαστική ισχύ.

Βήμα 3: Επιλέξτε τη σωστή σχέση μετάδοσης

Το κιβώτιο ταχυτήτων αλλάζει τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας του κινητήρα και της ροπής εξόδου.

Ένας υψηλότερος λόγος μείωσης παρέχει γενικά μεγαλύτερη ροπή εξόδου και χαμηλότερη ταχύτητα εξόδου.

Ένας χαμηλότερος λόγος μείωσης μπορεί να υποστηρίξει υψηλότερη ταχύτητα εξόδου.

Επομένως, η σωστή αναλογία πρέπει να καθοριστεί από:

Απαιτούμενη ταχύτητα τροχού + απαιτούμενη ταχύτητα διαδρομής + απαιτούμενη επιτάχυνση + διαθέσιμη ταχύτητα κινητήρα + ροπή φορτίου

Για τους μηχανισμούς ανύψωσης, το κιβώτιο ταχυτήτων και το σύστημα πέδησης πρέπει επιπλέον να αξιολογηθούν ως προς τη συγκράτηση του φορτίου και την ασφάλεια.

Βήμα 4: Δημιουργήστε ένα προφίλ κίνησης S-Curve

Ένα απλό τραπεζοειδές προφίλ μπορεί να δημιουργήσει απότομες αλλαγές στην επιτάχυνση.

Ένα προφίλ καμπύλης S αλλάζει σταδιακά την επιτάχυνση και την επιβράδυνση.

Αυτό μπορεί να βοηθήσει στη μείωση:

• Μηχανικό σοκ

• Κίνηση παλετών

• Δόνηση ιστού

• Γλίστρημα τροχού

• Κρούση κιβωτίου ταχυτήτων

• Χρόνος τακτοποίησης

Ο έλεγχος καμπύλης S χρησιμοποιείται ήδη σε συστήματα κίνησης στοίβαξης-γερανού για την παραγωγή ομαλότερης επιτάχυνσης και επιβράδυνσης.

Για ψηλούς γερανούς στοίβαξης, αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα πολύτιμο επειδή η μηχανική δομή μπορεί να έχει σχετικά χαμηλή φυσική συχνότητα.

Βήμα 5: Διαχωρίστε τη χονδροειδή και λεπτή τοποθέτηση

Μια πρακτική στρατηγική τοποθέτησης μπορεί να χρησιμοποιεί δύο στάδια.

Χονδρική τοποθέτηση:

Ο γερανός ταξιδεύει γρήγορα προς το στόχο.

Λεπτή τοποθέτηση:

Ο σερβομηχανισμός μειώνει την ταχύτητα και προσεγγίζει την τελική συντεταγμένη με μεγαλύτερο έλεγχο.

Αυτό εμποδίζει το μηχάνημα να επιχειρήσει να επιτύχει τη μέγιστη ταχύτητα και τη μέγιστη ακρίβεια ταυτόχρονα.

Η τελική προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιήσει μια εντολή μικρότερης ταχύτητας και πιο αυστηρή ανοχή θέσης.

Βήμα 6: Συντονίστε τους Εξωτερικούς Αισθητήρες Θέσης

Ο σερβοκωδικοποιητής λέει στον οδηγό τι συμβαίνει στον άξονα του κινητήρα.

Ωστόσο, ο άξονας του κινητήρα δεν είναι το ίδιο πράγμα με την τελική φυσική θέση της παλέτας.

Μηχανικοί παράγοντες όπως:

• Αντίδραση κιβωτίου ταχυτήτων

• Γλίστρημα τροχού

• Ελαστικότητα ζώνης

• Τέντωμα αλυσίδας

• Απόκλιση ιστού

• Δομική δόνηση

• Κίνηση φορτίου

μπορεί να εισάγει σφάλματα μεταξύ της θέσης του κινητήρα και της πραγματικής θέσης του μηχανήματος.

Για το λόγο αυτό, τα συστήματα AS/RS συνδυάζουν συνήθως πληροφορίες κωδικοποιητή με τεχνολογίες εντοπισμού θέσης, όπως τοποθέτηση γραμμωτού κώδικα, μέτρηση απόστασης με λέιζερ, φωτοηλεκτρικούς αισθητήρες ή άλλα εξωτερικά συστήματα αναφοράς . Παραδείγματα εμπορικών αρχιτεκτονικών AS/RS χρησιμοποιούν συνδυασμούς κωδικοποιητή και τοποθέτησης λέιζερ ή γραμμικού κώδικα για τοποθέτηση σε επίπεδο χιλιοστών.

Η τοποθέτηση του κινητήρα από μόνη της δεν είναι αρκετή

Ένα από τα πιο σημαντικά σημεία στη σχεδίαση κίνησης AS/RS είναι ότι η ακρίβεια σερβομηχανισμού δεν ισούται αυτόματα με την ακρίβεια του μηχανήματος.

Ας υποθέσουμε ότι ένας κωδικοποιητής παρέχει ανάδραση υψηλής ακρίβειας στον άξονα του κινητήρα.

Εάν το κιβώτιο ταχυτήτων έχει αντίστροφη κίνηση, ο τροχός γλιστράει ή ο ιστός λυγίζει υπό φορτίο, η πραγματική θέση της παλέτας μπορεί να διαφέρει από την υπολογιζόμενη θέση του κινητήρα.

Επομένως, η αλυσίδα τοποθέτησης θα πρέπει να θεωρηθεί ως:

Κινητήρας → Κιβώτιο ταχυτήτων → Κιβώτιο ταχυτήτων → Τροχός/Μηχανισμός ανύψωσης → Δομή γερανού → Φορτίο

Κάθε μηχανικό στοιχείο μπορεί να συμβάλει στο τελικό σφάλμα τοποθέτησης.

Για εφαρμογές υψηλής ακρίβειας, τα καλύτερα αποτελέσματα προέρχονται από το συνδυασμό:

σερβο έλεγχος υψηλής απόδοσης + μηχανική ακρίβεια + ανάδραση εξωτερικής τοποθέτησης + βελτιστοποιημένα προφίλ κίνησης.

Πώς να μειώσετε τους κραδασμούς του ιστού κατά τη λειτουργία υψηλής ταχύτητας

Η δόνηση του ιστού είναι μία από τις κύριες προκλήσεις κατά την αύξηση της ταχύτητας διαδρομής ενός γερανού στοίβαξης AS/RS. Ένας γερανός στοίβαξης έχει συνήθως έναν ψηλό και σχετικά λεπτό ιστό, επομένως η γρήγορη επιτάχυνση, η επιβράδυνση, οι ξαφνικές αλλαγές κατεύθυνσης και η ανομοιόμορφη κατανομή του φορτίου μπορούν να διεγείρουν τους δομικούς κραδασμούς. Εάν η δόνηση δεν ελέγχεται, ο γερανός μπορεί να χρειαστεί επιπλέον χρόνο καθίζησης για να μπορέσει να αποθηκευτεί ή να ανακτηθεί με ακρίβεια το φορτίο.

Για αυτόν τον λόγο, η σχεδίαση AS/RS υψηλής ταχύτητας δεν αφορά απλώς την επιλογή υψηλότερων στροφών Σερβοκινητήρας AC . Ο σερβοκινητήρας, η κίνηση, το κιβώτιο ταχυτήτων, η μηχανική δομή, ο κωδικοποιητής, το προφίλ κίνησης και το σύστημα τοποθέτησης πρέπει να συνεργάζονται.

1. Χρησιμοποιήστε Ελεγχόμενη Επιτάχυνση και Επιβράδυνση

Ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους μείωσης των κραδασμών του ιστού είναι η αποφυγή απότομων αλλαγών στην επιτάχυνση.

Ένα συμβατικό προφίλ κίνησης μπορεί να εφαρμόσει σχετικά επιθετική επιτάχυνση και επιβράδυνση. Όταν ένας ψηλός γερανός αλλάζει ξαφνικά την επιτάχυνσή του, η προκύπτουσα αδρανειακή δύναμη μπορεί να διεγείρει τη φυσική συχνότητα του ιστού.

Αντίθετα, ένα προφίλ επιτάχυνσης και επιβράδυνσης καμπύλης S αλλάζει σταδιακά την επιτάχυνση.

Μια τυπική ακολουθία κίνησης γίνεται:

Επιτάχυνση → Ταξίδι σταθερής ταχύτητας → Ελεγχόμενη επιβράδυνση → Θέση χαμηλής ταχύτητας → Διακοπή

Αντί να σταματήσει ο γερανός όσο το δυνατόν γρηγορότερα μηχανικά, ο στόχος είναι να επιτευχθεί ο συντομότερος πρακτικός χρόνος κύκλου διατηρώντας παράλληλα τη δομική ταλάντωση εντός ενός αποδεκτού εύρους.

Αυτή η προσέγγιση μπορεί να μειώσει:

• Ταλάντωση ιστού

• Μηχανικό σοκ

• Κίνηση παλετών

• Γλίστρημα τροχού

• Κρούση κιβωτίου ταχυτήτων

• Υπέρβαση θέσης

• Χρόνος τακτοποίησης μετά τη διακοπή

2. Βελτιστοποιήστε τον συντονισμό σερβοκινητήρα AC

Ο σερβοκινητήρας AC θα πρέπει να ρυθμιστεί σύμφωνα με τα πραγματικά μηχανικά χαρακτηριστικά του γερανού στοίβαξης.

Ένα σύστημα σερβομηχανισμού με υπερβολικά επιθετικές ρυθμίσεις απολαβής μπορεί να ανταποκρίνεται γρήγορα σε σφάλματα θέσης, αλλά η υψηλότερη απόκριση ελέγχου μπορεί επίσης να διεγείρει τον μηχανικό συντονισμό.

Αντίθετα, οι υπερβολικά συντηρητικές ρυθμίσεις μπορούν να κάνουν τον γερανό να αισθάνεται αργός και να αυξήσει τον χρόνο τοποθέτησης.

Ως εκ τούτου, η διαδικασία σέρβο συντονισμού θα πρέπει να λάβει υπόψη:

• Κέρδος βρόχου θέσης

• Κέρδος βρόχου ταχύτητας

• Απόκριση ροπής

• Λόγος αδράνειας

• Συχνότητα συντονισμού

• Χαρακτηριστικά φορτίου

• Επιτάχυνση και επιβράδυνση

• Μηχανική ακαμψία

Ο στόχος είναι να επιτευχθεί μια ισορροπία μεταξύ γρήγορης απόκρισης και σταθερής κίνησης.

3. Χρησιμοποιήστε φίλτρα καταστολής συντονισμού και εγκοπής

Κάθε μηχανική κατασκευή έχει φυσικές συχνότητες στις οποίες είναι πιο πιθανό να δονηθεί.

Ο ιστός, το κιβώτιο ταχυτήτων, το συγκρότημα τροχών, η πλατφόρμα φόρτωσης και άλλα μηχανικά εξαρτήματα μπορούν να δημιουργήσουν διαφορετικά χαρακτηριστικά συντονισμού.

Οι σύγχρονοι σερβομηχανισμοί AC ενδέχεται να παρέχουν λειτουργίες όπως φίλτρα εγκοπής, καταστολή συντονισμού, καταστολή κραδασμών και προσαρμοστικό συντονισμό.

Ένα φίλτρο εγκοπής μπορεί να μειώσει την απόκριση του σερβο συστήματος γύρω από μια προβληματική συχνότητα συντονισμού, αποτρέποντας τη συνεχή διέγερση του βρόχου ελέγχου στη μηχανική δομή.

Ωστόσο, το φιλτράρισμα λογισμικού δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται ως υποκατάστατο της μηχανολογίας.

Εάν ο ιστός είναι ανεπαρκώς άκαμπτος, το φορτίο είναι κακώς κατανεμημένο ή το σύστημα μετάδοσης κίνησης περιέχει υπερβολικό μηχανικό διάκενο, ο σερβοσυντονισμός από μόνος του δεν μπορεί να εξαλείψει εντελώς τους κραδασμούς.

4. Αντιστοιχίστε τον σερβοκινητήρα με την αδράνεια φορτίου

Η σχέση μεταξύ αδράνειας κινητήρα και αδράνειας ανακλώμενου φορτίου έχει άμεση επίδραση στη δυναμική απόκριση.

Εάν η αδράνεια του φορτίου είναι πολύ μεγάλη σε σχέση με τον κινητήρα, το σερβοσύστημα μπορεί να απαιτεί περισσότερη ροπή για να επιτύχει την επιθυμητή επιτάχυνση. Η απόκριση μπορεί να γίνει πιο αργή και ο συντονισμός μπορεί να γίνει πιο δύσκολος.

Το κιβώτιο ταχυτήτων αλλάζει την αδράνεια που ανακλάται πίσω στον κινητήρα. Επομένως, η επιλογή κινητήρα και η επιλογή κιβωτίου ταχυτήτων θα πρέπει να εκτελούνται μαζί.

Ο μηχανικός υπολογισμός θα πρέπει να λάβει υπόψη:

Αδράνεια κινητήρα + αναλογία κιβωτίου ταχυτήτων + ανακλώμενη αδράνεια φορτίου + απαίτηση επιτάχυνσης

Για έναν άξονα διαδρομής AS/RS, ο υπολογισμός θα πρέπει να περιλαμβάνει την πλήρη κινούμενη μάζα και όχι μόνο το βάρος της παλέτας.

Η κινούμενη μάζα μπορεί να περιλαμβάνει:

• Δομή γερανού

• Κατάρτι

• Μεταφορά φορτίου

• Μηχανισμός πιρουνιού

• Αχυρόστρωμα

• Προϊόν

• Καλωδιακό σύστημα

• Στοιχεία τροχού και μετάδοσης

5. Αποφύγετε την υπερβολική επιτάχυνση μόνο για να αυξήσετε την ταχύτητα ταξιδιού

Η υψηλότερη επιτάχυνση μπορεί να μειώσει τον χρόνο που απαιτείται για την επίτευξη της μέγιστης ταχύτητας ταξιδιού, αλλά μπορεί επίσης να αυξήσει τους μηχανικούς κραδασμούς.

Αυτό δημιουργεί μια σημαντική διάκριση μεταξύ της μέγιστης ταχύτητας και της ωφέλιμης ταχύτητας.

Για παράδειγμα, ένας γερανός μπορεί τεχνικά να φτάσει σε πολύ υψηλή ταχύτητα ταξιδιού, αλλά εάν χρειάζεται πολύς χρόνος για να καθίσει μετά την επίτευξη της θέσης στόχου, ο συνολικός χρόνος κύκλου μπορεί να μην βελτιωθεί.

Ένας καλύτερος στόχος βελτιστοποίησης είναι:

Υψηλή ταχύτητα ταξιδιού + ελεγχόμενη επιτάχυνση + ομαλή επιβράδυνση + σύντομος χρόνος καθίζησης

Με άλλα λόγια, ο ταχύτερος γερανός AS/RS δεν είναι απαραίτητα αυτός με τις υψηλότερες μέγιστες στροφές ανά λεπτό. Είναι αυτό που μπορεί να ολοκληρώσει αποτελεσματικά ολόκληρο τον κύκλο αποθήκευσης ή ανάκτησης.

6. Ελέγξτε το Σημείο Επιβράδυνσης

Η φάση της επιβράδυνσης είναι ιδιαίτερα σημαντική για τη δόνηση του ιστού.

Εάν η επιβράδυνση ξεκινήσει πολύ αργά, ο γερανός μπορεί να χρειαστεί να φρενάρει επιθετικά κοντά στη θέση στόχου. Αυτό μπορεί να δημιουργήσει σημαντικό δυναμικό φορτίο στον ιστό.

Εάν η επιβράδυνση ξεκινήσει πολύ νωρίς, ο γερανός ξοδεύει πολύ χρόνο ταξιδεύοντας με χαμηλή ταχύτητα.

Ένα καλά συντονισμένο σύστημα σερβομηχανισμού μπορεί να χρησιμοποιήσει την ανάδραση θέσης από τον κωδικοποιητή και τον ελεγκτή κίνησης για να καθορίσει πότε θα γίνει μετάβαση από το ταξίδι υψηλής ταχύτητας στην ελεγχόμενη επιβράδυνση.

Ο στόχος είναι να δημιουργηθεί μια προβλέψιμη προσέγγιση:

Ταξίδι υψηλής ταχύτητας → Ομαλή επιβράδυνση → Προσέγγιση χαμηλής ταχύτητας → Ακριβής στάση

Αυτό μειώνει την ανάγκη για επαναλαμβανόμενες διορθωτικές κινήσεις αφού ο γερανός φτάσει στο στόχο.

7. Εξετάστε την κατανομή φορτίου και τη θέση ωφέλιμου φορτίου

Η δόνηση του ιστού δεν προκαλείται μόνο από τον κινητήρα.

Η θέση και η κατανομή του ωφέλιμου φορτίου μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη δυναμική του γερανού.

Μια βαριά ή άνισα κατανεμημένη παλέτα μπορεί να αλλάξει το ενεργό κέντρο βάρους και να αυξήσει την ταλάντωση κατά την επιτάχυνση και την επιβράδυνση.

Για το λόγο αυτό, οι σχεδιαστές AS/RS θα πρέπει να εξετάσουν:

• Μέγιστο ωφέλιμο φορτίο

• Ελάχιστο ωφέλιμο φορτίο

• Λειτουργία άδειας μεταφοράς

• Κέντρο βάρους ωφέλιμου φορτίου

• Διαστάσεις παλέτας

• Σταθερότητα φορτίου

• Προέκταση πιρουνιού

• Ύψος φορτίου

Το προφίλ κίνησης σερβομηχανισμού μπορεί να χρειαστεί να βελτιστοποιηθεί για τη δυναμική κατάσταση στη χειρότερη περίπτωση και όχι μόνο για το ονομαστικό ωφέλιμο φορτίο.

8. Μειώστε τη μηχανική οπισθοδρόμηση και το δομικό διάκενο

Ακόμη και ένα Ο σερβοκινητήρας AC υψηλής απόδοσης δεν μπορεί να αντισταθμίσει επ' αόριστον το υπερβολικό μηχανικό διάκενο.

Η αντίδραση στο κιβώτιο ταχυτήτων ή στη μετάδοση μπορεί να δημιουργήσει διαφορά μεταξύ της κίνησης του κινητήρα και της πραγματικής κίνησης του γερανού.

Οι πιθανές πηγές περιλαμβάνουν:

• Αντίδραση κιβωτίου ταχυτήτων

• Χαλαροί σύνδεσμοι

• Διάκενο τροχού σε ράγα

• Φθαρμένα ρουλεμάν

• Ελαστικότητα αλυσίδας ή ζώνης

• Δομικές αρθρώσεις

• Ανοχές τοποθέτησης

Όταν ο κινητήρας αλλάζει κατεύθυνση, αυτά τα μηχανικά διάκενα μπορεί ξαφνικά να παραληφθούν, προκαλώντας μια μικρή κρούση ή διαταραχή θέσης.

Επομένως, τα εξαρτήματα μετάδοσης χαμηλής οπισθοδρόμησης και η μηχανικά άκαμπτη τοποθέτηση μπορεί να είναι σημαντικά για εφαρμογές υψηλής δυναμικής AS/RS.

9. Συνδυάστε την ανατροφοδότηση κωδικοποιητή κινητήρα με την εξωτερική τοποθέτηση

Ο σερβο-κωδικοποιητής μετρά κυρίως τον άξονα του κινητήρα.

Ωστόσο, η πραγματική θέση του γερανού καθορίζεται από την πλήρη μηχανική μετάδοση.

Μεταξύ του κινητήρα και του φορτίου μπορεί να υπάρχουν:

Κινητήρας → Κιβώτιο ταχυτήτων → Ζεύξη → Τροχός → Ράγα → Δομή γερανού → Φορτίο

Κάθε στοιχείο μπορεί να εισάγει ένα μικρό ποσό σφάλματος.

Για εφαρμογές AS/RS υψηλής ακρίβειας, ο σερβοκωδικοποιητής μπορεί επομένως να συνδυαστεί με εξωτερικές τεχνολογίες εντοπισμού θέσης όπως:

• Τοποθέτηση με λέιζερ

• Τοποθέτηση γραμμωτού κώδικα

• Απόλυτα συστήματα εντοπισμού θέσης

• Αισθητήρες εγγύτητας

• Διακόπτες ορίου

• Δείκτες αναφοράς

Αυτό επιτρέπει στο σύστημα ελέγχου να διακρίνει τη θέση του κινητήρα από την πραγματική θέση του μηχανήματος.

10. Ελαχιστοποιήστε το χρόνο καθίζησης αντί να αυξήσετε απλώς την ισχύ του κινητήρα

Ένας από τους πιο χρήσιμους δείκτες για υψηλή δυναμική τοποθέτηση είναι ο χρόνος τακτοποίησης.

Ας υποθέσουμε ότι δύο γερανοί στοίβαξης κινούνται και οι δύο με την ίδια ταχύτητα.

Ο γερανός Α φτάνει στο στόχο αλλά συνεχίζει να ταλαντώνεται για 0,8 δευτερόλεπτα.

Ο γερανός Β φτάνει στο στόχο και εγκαθίσταται εντός 0,2 δευτερολέπτων.

Παρόλο που οι μέγιστες ταχύτητες ταξιδιού τους είναι ίδιες, ο Crane B μπορεί ενδεχομένως να επιτύχει μικρότερο συνολικό χρόνο κύκλου.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μηχανικοί AS/RS θα πρέπει να αξιολογήσουν:

• Χρόνος ταξιδιού

• Χρόνος επιτάχυνσης

• Χρόνος επιβράδυνσης

• Χρόνος τοποθέτησης

• Χρόνος τακτοποίησης

• Χρόνος λειτουργίας πιρουνιού

• Χρόνος μεταφοράς φορτίου

αντί να εστιάζει μόνο στην ονομαστική ταχύτητα του κινητήρα.

11. Χρησιμοποιήστε μια ολοκληρωμένη στρατηγική ελέγχου κίνησης

Η πιο αποτελεσματική λύση είναι συνήθως ένας συνδυασμός πολλών μέτρων και όχι μιας ενιαίας τεχνολογίας.

Μια πρακτική στρατηγική κίνησης AS/RS υψηλής ταχύτητας μπορεί να περιλαμβάνει:

Υψηλής απόδοσης σερβοκινητήρας AC

↓

Ανατροφοδότηση κωδικοποιητή υψηλής ανάλυσης

↓

Σωστή αντιστοίχιση κιβωτίου ταχυτήτων και αδράνειας

↓

Επιτάχυνση/επιβράδυνση καμπύλης S

↓

Βελτιστοποίηση απολαβής σερβομηχανισμού

↓

Καταστολή συντονισμού

↓

Ανατροφοδότηση εξωτερικής τοποθέτησης

↓

Λεπτός έλεγχος τοποθέτησης και καθίζησης

Αυτή η προσέγγιση σε επίπεδο συστήματος βοηθά τον γερανό στοίβαξης να επιτύχει υψηλότερη δυναμική απόδοση χωρίς άσκοπη αύξηση της μηχανικής καταπόνησης.

12. Η μηχανολογική σχεδίαση έρχεται ακόμα πρώτη

Η τεχνολογία Servo μπορεί να βελτιώσει τη δυναμική απόκριση ενός γερανού στοίβαξης AS/RS, αλλά δεν μπορεί να ξεπεράσει πλήρως τα θεμελιώδη μηχανικά προβλήματα.

Πριν αυξήσουν το κέρδος ή την επιτάχυνση σερβομηχανισμού, οι μηχανικοί θα πρέπει να ελέγξουν:

• Ακαμψία ιστού

• Ευθυγράμμιση σιδηροτροχιών

• Κατάσταση τροχού

• Κατάσταση ρουλεμάν

• Αντίδραση κιβωτίου ταχυτήτων

• Ευθυγράμμιση ζεύξης

• Κατανομή φορτίου

• Δομικές συνδέσεις

• Κίνηση καλωδίου

• Μηχανικός συντονισμός

Εάν η δόνηση εμφανίζεται μόνο σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα, αυτό μπορεί να είναι μια χρήσιμη ένδειξη ότι το σύστημα πλησιάζει σε μηχανικό συντονισμό.

Σε τέτοιες περιπτώσεις, η σωστή λύση μπορεί να περιλαμβάνει έναν συνδυασμό μηχανικής ενίσχυσης, ρύθμισης προφίλ ταχύτητας, φιλτραρίσματος συντονισμού και επανασυντονισμού σερβομηχανισμού.

Μια πρακτική φόρμουλα για τη μείωση των κραδασμών του ιστού AS/RS

Μια χρήσιμη αρχή μηχανικής είναι:

Χαμηλότεροι κραδασμοί = σωστή μηχανική ακαμψία + σωστή αντιστοίχιση αδράνειας + ελεγχόμενη επιτάχυνση + βελτιστοποιημένος συντονισμός σερβομηχανισμού + ανατροφοδότηση ακριβούς θέσης

Για τους γερανούς στοίβαξης υψηλής ταχύτητας, ο στόχος δεν είναι να εξαλειφθεί κάθε φυσική κίνηση. Αντίθετα, ο στόχος είναι να ελεγχθεί η δυναμική απόκριση αρκετά καλά ώστε ο γερανός να φτάσει στη θέση στόχο γρήγορα, με ασφάλεια και επαναλαμβανόμενα.

Όταν ένας σερβοκινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος ταιριάζει σωστά με το φορτίο, το κιβώτιο ταχυτήτων, τον κωδικοποιητή και το σύστημα ελέγχου του γερανού, το μηχάνημα μπορεί να επιτύχει καλύτερη ισορροπία μεταξύ της υψηλής ταχύτητας ταξιδιού, της ομαλής κίνησης, της ακρίβειας τοποθέτησης και του μικρού χρόνου καθίζησης.

Για τους OEM AS/RS, αυτό είναι τελικά το κλειδί για την αύξηση της δυναμικής απόδοσης χωρίς απλώς να αυξηθεί η ισχύς του κινητήρα ή να εξαναγκαστεί ο γερανός να λειτουργεί πέρα ​​από τα μηχανικά του όρια.

Λίστα ελέγχου επιλογής σερβοκινητήρα AC για AS/RS

Πριν αγοράσετε έναν σερβοκινητήρα AC για γερανό στοίβαξης, συνιστούμε να ελέγξετε τις ακόλουθες παραμέτρους.

Γιατί έχει σημασία η προσαρμογή OEM AS/RS Servo Motors

Οι τυπικοί κινητήρες καταλόγου δεν είναι πάντα η πιο αποτελεσματική λύση για γερανό στοίβαξης.

Ένας κατασκευαστής AS/RS μπορεί να απαιτεί έναν κινητήρα με συγκεκριμένα:

• Φλάντζα τοποθέτησης

• Διάσταση άξονα

• Διεπαφή κιβωτίου ταχυτήτων

• Διαμόρφωση φρένων

• Κωδικοποιητής

• Έξοδος καλωδίου

• Συνδετήρας

• Διεπαφή επικοινωνίας

• Ονομαστική τάση

• Εύρος ροπής

• Επίπεδο προστασίας

• Προσανατολισμός εγκατάστασης

Η μηχανική διεπαφή είναι ιδιαίτερα σημαντική.

Ένας κινητήρας μπορεί να έχει επαρκή ισχύ, αλλά εξακολουθεί να είναι δύσκολο να εγκατασταθεί επειδή οι διαστάσεις στερέωσής του ή η διαμόρφωση του άξονα δεν ταιριάζουν με το υπάρχον σύστημα μετάδοσης κίνησης.

Για έργα OEM, η προσαρμογή κινητήρα μπορεί επομένως να μειώσει τις εργασίες επανασχεδιασμού και να κάνει το σερβο σύστημα ευκολότερο να ενσωματωθεί στον πλήρη γερανό.

Πώς να βελτιώσετε την απόδοση AS/RS χωρίς απλώς να αυξήσετε την ταχύτητα του κινητήρα

Ένα συνηθισμένο λάθος είναι να πιστεύουμε ότι υψηλότερη ταχύτητα σημαίνει αυτόματα υψηλότερη παραγωγικότητα.

Σε ένα πραγματικό σύστημα AS/RS, η απόδοση εξαρτάται από τον πλήρη κύκλο.

Ένας απλοποιημένος κύκλος μπορεί να περιλαμβάνει:

Ταξίδι → Επιβράδυνση → Τοποθέτηση → Επέκταση περόνης → Μεταφορά φορτίου → Ανάσυρση περόνης → Ταξίδι → Ανύψωση → Τοποθέτηση

Εάν ο γερανός ταξιδεύει γρηγορότερα αλλά απαιτεί μεγάλο χρόνο καθίζησης στη θέση στόχο, η θεωρητική αύξηση της ταχύτητας μπορεί να προσφέρει μικρό πρακτικό όφελος.

Μια καλύτερη στρατηγική είναι η βελτιστοποίηση:

• Επιτάχυνση

• Επιβράδυνση

• Τοποθέτηση

• Χρόνος τακτοποίησης

• Κίνηση πιρουνιού

• Συγχρονισμός ανύψωσης

• Μεταφορά φορτίου

• Καθυστέρηση επικοινωνίας

• Απόκριση αισθητήρα

• Συντονισμός κίνησης

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο σερβομηχανισμός υψηλής απόδοσης είναι πολύτιμος: αντιμετωπίζει τη δυναμική συμπεριφορά ολόκληρου του κύκλου κίνησης , όχι μόνο τις μέγιστες στροφές ανά λεπτό.

Σερβοκινητήρες AC για οριζόντιους άξονες ταξιδιού, ανύψωσης και περόνης

Ένας γερανός στοίβαξης AS/RS δεν εκτελεί μόνο μία κίνηση. Πρέπει να διασχίζει το διάδρομο της αποθήκης, να ανυψώνει το φορτίο σε διαφορετικά επίπεδα ραφιών και να επεκτείνει ή να αποσύρει με ακρίβεια τη διχάλα για να ολοκληρώσει έναν κύκλο αποθήκευσης ή ανάκτησης.

Αν και αυτές οι τρεις κινήσεις αποτελούν μέρος της ίδιας μηχανής, οι απαιτήσεις τους στον κινητήρα είναι διαφορετικές. Ο οριζόντιος άξονας διαδρομής δίνει προτεραιότητα στη δυναμική επιτάχυνση και το ακριβές σταμάτημα, ο άξονας ανύψωσης απαιτεί υψηλή ροπή και αξιόπιστη συγκράτηση του φορτίου, ενώ ο άξονας του πιρουνιού δίνει έμφαση στη συμπαγή ενσωμάτωση και την επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση.

Για το λόγο αυτό, η επιλογή μιας τυπικής διαμόρφωσης σερβοκινητήρα AC για κάθε άξονα δεν είναι πάντα η πιο πρακτική προσέγγιση. Ο κινητήρας, το κιβώτιο ταχυτήτων, ο κωδικοποιητής, το φρένο, η μετάδοση κίνησης και το προφίλ κίνησης πρέπει να ταιριάζουν με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις κάθε άξονα.

1. Σερβοκινητήρες AC για τον Οριζόντιο Άξονα Ταξιδίου

Ο οριζόντιος άξονας διαδρομής μετακινεί τον γερανό στοίβαξης κατά μήκος του διαδρόμου αποθήκευσης. Σε πολλά συστήματα AS/RS υψηλής ταχύτητας, αυτός είναι ένας από τους πιο απαιτητικούς άξονες κίνησης, επειδή ο κινητήρας πρέπει να επιταχύνει μια μεγάλη κινούμενη μάζα και στη συνέχεια να φέρει το γερανό σε μια ακριβή στάση στη θέση του ράφι στόχου.

Η κινούμενη μάζα μπορεί να περιλαμβάνει:

• Γερανός ιστός

• Μεταφορά φορτίου

• Μηχανισμός πιρουνιού

• Αχυρόστρωμα

• Προϊόν

• Καλώδια και μεταφορείς καλωδίων

• Τροχοί

• Εξαρτήματα μετάδοσης

Επομένως, ο σερβοκινητήρας ταξιδιού χρειάζεται επαρκή συνεχή ροπή και μέγιστη ροπή για να χειριστεί τόσο την κανονική λειτουργία όσο και την επιτάχυνση.

Μια τυπική ακολουθία ταξιδιού είναι:

Standstill → Acceleration → High Speed ​​Travel → Deceleration → Fine Positioning → Stop

Ο στόχος δεν είναι απλώς η μεγιστοποίηση της ταχύτητας ταξιδιού. Ο γερανός πρέπει επίσης να ελαχιστοποιεί τους κραδασμούς και τον χρόνο καθίζησης.

Βασικές απαιτήσεις για τον σερβοκινητήρα ταξιδιού

Ένας κατάλληλος σερβοκινητήρας AC για οριζόντια διαδρομή AS/RS μπορεί να απαιτεί:

• Υψηλή μέγιστη ροπή

• Λειτουργία υψηλής ταχύτητας

• Γρήγορη απόκριση ροπής

• Ακριβής ανατροφοδότηση κωδικοποιητή

• Ομαλή επιτάχυνση και επιβράδυνση

• Δυνατότητα εντοπισμού θέσης σε χαμηλή ταχύτητα

• Λειτουργία υψηλού κύκλου

• Συμβατότητα κιβωτίου ταχυτήτων

• Δυνατότητα αναγεννητικής πέδησης

• Συμβατότητα βιομηχανικής επικοινωνίας

Η σχέση του κιβωτίου ταχυτήτων είναι ιδιαίτερα σημαντική. Καθορίζει τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας του κινητήρα και της ταχύτητας του τροχού και επηρεάζει τη διαθέσιμη ροπή εξόδου.

Για παράδειγμα, η αύξηση του λόγου μείωσης μπορεί να αυξήσει τη ροπή εξόδου μειώνοντας ταυτόχρονα την ταχύτητα του τροχού. Επομένως, η σωστή αναλογία θα πρέπει να υπολογίζεται από την απαιτούμενη ταχύτητα διαδρομής, τη διάμετρο τροχού, την ταχύτητα του κινητήρα, την επιτάχυνση και τη συνολική κινούμενη μάζα.

2. Πώς οι σερβοκινητήρες βελτιώνουν την οριζόντια θέση

Ένας γερανός στοίβαξης μπορεί να χρειαστεί να σταματήσει σε εκατοντάδες ή χιλιάδες τοποθεσίες αποθήκευσης. Επομένως, η επίτευξη της σωστής συντεταγμένης διαδρόμου είναι θεμελιώδες μέρος της απόδοσης AS/RS.

Ένας κωδικοποιητής παρέχει ανάδραση στη μονάδα σερβομηχανισμού, επιτρέποντας στο σύστημα ελέγχου να συγκρίνει την εντολή με την πραγματική κίνηση του κινητήρα.

Ωστόσο, η θέση του κινητήρα δεν είναι απαραίτητα ίδια με τη θέση του γερανού.

Μηχανικοί παράγοντες όπως:

• Αντίδραση κιβωτίου ταχυτήτων

• Γλίστρημα τροχού

• Σιδηροδρομικές συνθήκες

• Διάκενο ζεύξης

• Δομική παραμόρφωση

• Μηχανική φθορά

μπορεί να επηρεάσει την τελική θέση.

Για συστήματα υψηλής ακρίβειας, η ανάδραση σερβομηχανισμού μπορεί επομένως να συνδυαστεί με εξωτερικές τεχνολογίες εντοπισμού θέσης όπως η μέτρηση με λέιζερ, η τοποθέτηση γραμμικού κώδικα ή οι αισθητήρες αναφοράς.

Το αποτέλεσμα είναι μια πολυεπίπεδη στρατηγική τοποθέτησης:

Κωδικοποιητής Servo → Θέση κινητήρα → Μηχανική μετάδοση → Αναφορά εξωτερικής θέσης → Πραγματική θέση γερανού

Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν ο γερανός λειτουργεί με υψηλή ταχύτητα, αλλά πρέπει να επιβραδύνει και να τοποθετηθεί με ακρίβεια πριν το πιρούνι εισέλθει στο ράφι.

3. Σερβοκινητήρες AC για τον άξονα ανύψωσης

Ο άξονας ανύψωσης έχει μια ουσιαστικά διαφορετική απαίτηση από την οριζόντια διαδρομή.

Αντί να μετακινεί μια μεγάλη μάζα κατά μήκος μιας οριζόντιας ράγας, ο κινητήρας ανύψωσης πρέπει να ανυψώνει και να χαμηλώνει ένα φορτίο ενάντια στη βαρύτητα.

Αυτό σημαίνει ότι η ροπή και το φρενάρισμα γίνονται ιδιαίτερα σημαντικά.

Ο σερβοκινητήρας ανύψωσης μπορεί να χρειαστεί να χειριστεί:

• Μέγιστο βάρος παλέτας

• Βάρος μεταφοράς φορτίου

• Βάρος μηχανισμού πιρουνιού

• Αντίβαρο, εάν υπάρχει

• Ταχύτητα ανύψωσης

• Επιτάχυνση

• Επιβράδυνση

• Απόδοση κιβωτίου ταχυτήτων

• Διαστάσεις τυμπάνου, τροχαλίας ή οδοντωτών τροχών

• Βαρυτικό φορτίο

• Συνεχές καθήκον

Μια απλοποιημένη σχέση ροπής ανύψωσης μπορεί να εκφραστεί ως:

T = F × r / η

όπου:

• T = απαιτούμενη ροπή εξόδου

• F = δύναμη ανύψωσης

• r = αποτελεσματική μηχανική ακτίνα

• η = απόδοση μετάδοσης

Ο πραγματικός υπολογισμός θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνει τη ροπή επιτάχυνσης, τις μηχανικές απώλειες, την αδράνεια και ένα κατάλληλο περιθώριο μηχανικής.

4. Γιατί το φρενάρισμα είναι κρίσιμο για τον άξονα ανύψωσης

Ο άξονας ανύψωσης απαιτεί πρόσθετη προσοχή επειδή το φορτίο μπορεί να αναρτηθεί πάνω από το έδαφος.

Όταν ο κινητήρας σταματήσει ή αφαιρεθεί η ισχύς, το σύστημα μπορεί να χρειαστεί να συγκρατήσει μηχανικά το φορτίο.

Για το λόγο αυτό, ένας σερβοκινητήρας ανύψωσης μπορεί να διαμορφωθεί με μηχανικό φρένο συγκράτησης.

Το φρένο θα πρέπει να αξιολογηθεί σύμφωνα με:

• Μέγιστο φορτίο

• Σχέση κιβωτίου ταχυτήτων

• Μηχανισμός ανύψωσης

• Απαιτούμενη ροπή συγκράτησης

• Συνθήκες διακοπής

• Απόκριση φρένων

• Αρχιτεκτονική ασφάλειας

Είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ STO και μηχανικού φρένου.

Το Safe Torque Off εμποδίζει τον κινητήρα να παράγει ροπή υπό τις ισχύουσες συνθήκες ασφαλείας, αλλά το ίδιο το STO δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως μηχανικός μηχανισμός συγκράτησης του φορτίου για ένα αιωρούμενο φορτίο.

Επομένως, το πλήρες σύστημα ανύψωσης θα πρέπει να αφορά τον έλεγχο κινητήρα, τη μηχανική πέδηση και την ασφάλεια του μηχανήματος μαζί.

5. Ταχύτητα ανύψωσης και ακρίβεια θέσης

Ο άξονας ανύψωσης δεν πρέπει μόνο να φτάσει στο σωστό επίπεδο ράφι. πρέπει να φτάσει εκεί ομαλά.

Εάν ο κινητήρας ανύψωσης επιβραδύνει πολύ επιθετικά, μπορεί να δημιουργήσει:

• Κούνια φορτίου

• Δόνηση ιστού

• Μηχανικό σοκ

• Κίνηση παλετών

• Υπέρβαση θέσης

Ένα προφίλ επιτάχυνσης και επιβράδυνσης καμπύλης S μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των απότομων αλλαγών στην επιτάχυνση.

Μια πρακτική ακολουθία μπορεί να είναι:

Ταχεία ανύψωση → Ελεγχόμενη επιβράδυνση → Προσέγγιση χαμηλής ταχύτητας → Επιβεβαίωση θέσης

Αυτό επιτρέπει στον γερανό να κινείται γρήγορα μεταξύ των επιπέδων ραφιών διατηρώντας παράλληλα ελεγχόμενη κίνηση κατά το τελικό στάδιο τοποθέτησης.

Για εξοπλισμό AS/RS υψηλής απόστασης, αυτή η ισορροπία μεταξύ ταχύτητας και σταθερότητας μπορεί να έχει άμεση επίδραση στον συνολικό κύκλο αποθήκευσης και ανάκτησης.

6. Σερβοκινητήρες AC για τον άξονα περόνης

Ο άξονας του πιρουνιού είναι υπεύθυνος για τη μεταφορά της παλέτας μεταξύ του γερανού στοίβαξης και της σχάρας αποθήκευσης.

Αν και ο μηχανισμός του πιρουνιού μπορεί να φέρει μικρότερη συνολική μάζα από τον ίδιο τον γερανό, οι απαιτήσεις τοποθέτησης του μπορεί να είναι πολύ απαιτητικές.

Το πιρούνι πρέπει να εκτείνεται στο σωστό βάθος, να δεσμεύει σωστά την παλέτα και να ανασύρεται χωρίς να έρχεται σε επαφή με τη δομή του ραφιού.

Επομένως, ο σερβοκινητήρας μπορεί να δώσει προτεραιότητα:

• Ακριβής τοποθέτηση

• Επαναληψιμότητα

• Ομαλή κίνηση χαμηλής ταχύτητας

• Συμπαγές μέγεθος

• Γρήγορη απόκριση προς τα εμπρός/πίσω

• Αξιόπιστη ανίχνευση ορίων

• Μηχανική συμβατότητα

Η κίνηση του πιρουνιού συνήθως συμβαίνει αφού ο γερανός έχει ήδη φτάσει στον στόχο του στην οριζόντια και κατακόρυφη θέση.

Αυτό σημαίνει ότι η ακρίβεια τοποθέτησης του πιρουνιού εξαρτάται εν μέρει από την ακρίβεια των προηγούμενων αξόνων διαδρομής και ανύψωσης.

7. Γιατί η τοποθέτηση πιρουνιού απαιτεί ακριβή έλεγχο σερβομηχανισμού

Σκεφτείτε μια παλέτα που πρέπει να τοποθετηθεί σε μια θέση ραφιού.

Εάν ο γερανός τοποθετηθεί λανθασμένα, το πιρούνι μπορεί να εισέλθει σε λάθος ύψος ή σε λάθος οριζόντια συντεταγμένη.

Εάν το πιρούνι εκτείνεται πολύ μακριά, μπορεί ενδεχομένως να επηρεάσει τα εξαρτήματα της βάσης.

Εάν δεν εκτείνεται αρκετά, η παλέτα μπορεί να μην μεταφερθεί σωστά.

Το σερβο πιρούνι επομένως χρειάζεται προβλέψιμη κίνηση τόσο σε υψηλές όσο και σε χαμηλές ταχύτητες.

Μια τυπική κίνηση περόνης μπορεί να χωριστεί σε:

Ταχεία επέκταση → ελεγχόμενη επιβράδυνση → τελική θέση → μεταφορά φορτίου → ελεγχόμενη ανάκληση

Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει στο σύστημα να μειώσει την ταχύτητα πριν από το τελικό στάδιο εισαγωγής ή εξαγωγής.

8. Σύγκριση απαιτήσεων σερβομηχανισμού στους τρεις άξονες

Αυτή η σύγκριση δείχνει γιατί η διαμόρφωση σερβομηχανισμού για συγκεκριμένο άξονα μπορεί να είναι πολύτιμη για τον εξοπλισμό AS/RS.

Η ίδια προδιαγραφή κινητήρα μπορεί να μην παρέχει τον καλύτερο συνδυασμό ροπής, ταχύτητας, διαστάσεων και απόδοσης ελέγχου και για τους τρεις μηχανισμούς.

9. Μία πλατφόρμα Servo, πολλαπλές διαμορφώσεις

Για τους κατασκευαστές AS/RS, η χρήση μιας κοινής πλατφόρμας σερβοκινητήρα με διαφορετικές διαμορφώσεις μπορεί να προσφέρει μια πρακτική ισορροπία μεταξύ προσαρμογής και τυποποίησης.

Για παράδειγμα, ένας κατασκευαστής μπορεί να χρησιμοποιήσει διαφορετικές εκδόσεις της ίδιας πλατφόρμας σερβομηχανισμού για:

Ταξιδιωτικός Άξονας

• Υψηλότερη ισχύς

• Υψηλότερη μέγιστη ροπή

• Κιβώτιο ταχυτήτων

• Λειτουργία υψηλής ταχύτητας

• Σχόλια κωδικοποιητή

Ανυψωτικός Άξονας

• Υψηλότερη συνεχής ροπή

• Μηχανικό φρένο

• Κιβώτιο ταχυτήτων

• Ελεγχόμενη κάθοδος

• Ανατροφοδότηση υψηλής ανάλυσης

Άξονας πιρουνιού

• Χαμηλότερη ισχύς

• Συμπαγείς διαστάσεις

• Υψηλή επαναληψιμότητα τοποθέτησης

• Γρήγορη απόκριση προς τα εμπρός/πίσω

Αυτή η προσέγγιση μπορεί να απλοποιήσει την ανάπτυξη προϊόντων, ενώ εξακολουθεί να προσαρμόζει τον κινητήρα σε κάθε άξονα.

10. Ταίριασμα σερβοκινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων

Ο σερβοκινητήρας δεν πρέπει ποτέ να αξιολογείται χωριστά από το σύστημα μετάδοσης.

Για τον άξονα διαδρομής, το κιβώτιο ταχυτήτων πρέπει να παρέχει επαρκή ροπή τροχού διατηρώντας παράλληλα την απαιτούμενη μέγιστη ταχύτητα διαδρομής.

Για την ανύψωση, το κιβώτιο ταχυτήτων πρέπει να παρέχει αρκετή ροπή για να ανυψώσει το φορτίο και να λειτουργήσει με το σύστημα πέδησης.

Για τον άξονα του πιρουνιού, το κιβώτιο ταχυτήτων θα πρέπει να παρέχει την απαιτούμενη ταχύτητα επέκτασης και ακρίβεια τοποθέτησης χωρίς υπερβολική αντίδραση.

Οι σημαντικές παράμετροι του κιβωτίου ταχυτήτων περιλαμβάνουν:

• Αναλογία μείωσης

• Ονομαστική ροπή εξόδου

• Μέγιστη ροπή εξόδου

• Αντίδραση

• Αποδοτικότητα

• Μηχανική ακαμψία

• Διάρκεια ζωής

• Διαστάσεις εγκατάστασης

Ένα κιβώτιο ταχυτήτων χαμηλής οπισθοδρόμησης μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν η εφαρμογή απαιτεί ακριβή τοποθέτηση και συχνές αλλαγές κατεύθυνσης.

11. Επιλογή κωδικοποιητή για άξονες σέρβο AS/RS

Η επιλογή κωδικοποιητή θα πρέπει να βασίζεται στο πλήρες σύστημα ελέγχου κίνησης.

Οι σχετικές παράμετροι περιλαμβάνουν:

• Ψήφισμα

• Αυξητική ή απόλυτη ανατροφοδότηση

• Δυνατότητα μονής ή πολλαπλής στροφής

• Πρωτόκολλο ανατροφοδότησης

• Μέγιστη ταχύτητα

• Συμβατότητα μονάδας δίσκου

• Περιβαλλοντική αντίσταση

Για συστήματα AS/RS υψηλού κύκλου, ο κωδικοποιητής θα πρέπει επίσης να είναι κατάλληλος για το περιβάλλον λειτουργίας και την αναμενόμενη διάρκεια ζωής.

Ένας κωδικοποιητής υψηλής ανάλυσης μπορεί να παρέχει στον σερβομηχανισμό πιο λεπτομερείς πληροφορίες θέσης, αλλά η συνολική ακρίβεια του μηχανήματος εξακολουθεί να εξαρτάται από τη μηχανική μετάδοση και το εξωτερικό σύστημα εντοπισμού θέσης.

12. Επικοινωνία μεταξύ Servo Drives και του ελεγκτή AS/RS

Οι τρεις άξονες πρέπει να λειτουργούν ως συντονισμένο σύστημα.

Για παράδειγμα, ο γερανός δεν πρέπει να επεκτείνει τη διχάλα έως ότου οι άξονες οδήγησης και ανύψωσης φτάσουν στις σωστές θέσεις.

Η αρχιτεκτονική ελέγχου μπορεί επομένως να χρησιμοποιεί βιομηχανικά δίκτυα όπως:

• EtherCAT

• PROFINET

• CANopen

• EtherNet/IP

• Modbus

Το συγκεκριμένο πρωτόκολλο εξαρτάται από το PLC, τον ελεγκτή κίνησης, τη μονάδα σερβομηχανισμού και τον ολοκληρωτή συστήματος.

Η γρήγορη επικοινωνία μπορεί να βοηθήσει στον συντονισμό:

Θέση ταξιδιού + Θέση ανύψωσης + Θέση περόνης

Αυτός ο συντονισμός είναι απαραίτητος για αξιόπιστο αυτοματοποιημένο χειρισμό παλετών.

13. Μείωση κραδασμών σε άξονες κίνησης και ανύψωσης

Τα ταξίδια υψηλής ταχύτητας και η ανύψωση μπορούν να δημιουργήσουν δομικούς κραδασμούς.

Η λύση πρέπει να συνδυάζει:

• Σωστό μέγεθος κινητήρα

• Κατάλληλη επιλογή κιβωτίου ταχυτήτων

• Ταίριασμα αδράνειας

• Προφίλ κίνησης καμπύλης S

• Ρύθμιση απολαβής σερβομηχανισμού

• Καταστολή συντονισμού

• Ελεγχόμενη επιβράδυνση

• Μηχανική ακαμψία

• Ακριβής ανατροφοδότηση τοποθέτησης

Ο στόχος είναι να μειωθεί ο χρόνος καθίζησης , όχι απλώς να μειωθεί η μέγιστη ταχύτητα.

Ένας γερανός που ταξιδεύει γρήγορα αλλά απαιτεί σημαντικό χρόνο για να σταματήσει να ταλαντώνεται μπορεί να μην παρέχει μικρότερο συνολικό κύκλο.

14. Γιατί η προσαρμογή OEM έχει σημασία για αυτούς τους τρεις άξονες

Οι κατασκευαστές εξοπλισμού AS/RS έχουν συχνά διαφορετικές απαιτήσεις για μηχανισμούς διαδρομής, ανύψωσης και περόνης.

Η προσαρμογή OEM μπορεί να απευθύνεται σε:

• Διαστάσεις κινητήρα

• Μέγεθος άξονα

• Φλάντζα τοποθέτησης

• Τύπος κωδικοποιητή

• Διαμόρφωση φρένων

• Σχέση κιβωτίου ταχυτήτων

• Μήκος καλωδίου

• Θέση σύνδεσης

• Ονομαστική τάση

• Εύρος ροπής

• Απαιτήσεις επικοινωνίας

Για παράδειγμα, ένας κινητήρας ανύψωσης μπορεί να απαιτεί φρένο ενώ ο κινητήρας ταξιδίου όχι. Ένας κινητήρας πιρουνιού μπορεί να απαιτεί συμπαγές σώμα, ενώ ο κινητήρας ταξιδιού μπορεί να δώσει προτεραιότητα στη μέγιστη ροπή.

Η προσαρμογή επιτρέπει στη διαμόρφωση του κινητήρα να ακολουθεί τον σχεδιασμό του μηχανήματος αντί να αναγκάζει το μηχάνημα να ακολουθεί έναν τυπικό κινητήρα.

15. Πώς να επιλέξετε τον σωστό σερβοκινητήρα AC για κάθε άξονα AS/RS

Πριν από την επιλογή ενός κινητήρα, οι κατασκευαστές AS/RS θα πρέπει να προετοιμάσουν τα δεδομένα εφαρμογής.

Για τον Οριζόντιο Ταξιδιωτικό Άξονα

Καθορίζω:

• Ολική κινούμενη μάζα

• Μέγιστη ταχύτητα ταξιδιού

• Διάμετρος τροχού

• Επιτάχυνση

• Επιβράδυνση

• Σχέση κιβωτίου ταχυτήτων

• Αντίσταση σιδηροτροχιάς

• Κύκλος εργασίας

• Απαιτούμενη ακρίβεια τοποθέτησης

Για τον Ανυψωτικό Άξονα

Καθορίζω:

• Μέγιστο ωφέλιμο φορτίο

• Βάρος μεταφοράς φορτίου

• Ταχύτητα ανύψωσης

• Ύψος ανύψωσης

• Επιτάχυνση

• Διάμετρος τροχαλίας ή τυμπάνου

• σχέση μετάδοσης

• Απαιτούμενη ροπή συγκράτησης

• Απαιτήσεις φρένων

• Κύκλος εργασίας

Για τον Άξονα Πιρούνι

Καθορίζω:

• Μάζα πιρουνιού

• Μέγιστο φορτίο

• Απόσταση επέκτασης

• Απαιτούμενη ταχύτητα επέκτασης

• Ακρίβεια τοποθέτησης

• Συχνότητα κύκλου

• Διαθέσιμος χώρος εγκατάστασης

• Τύπος μετάδοσης

Αυτές οι πληροφορίες επιτρέπουν στον προμηθευτή του κινητήρα να αξιολογήσει την πραγματική εφαρμογή αντί να επιλέξει έναν κινητήρα μόνο από την ονομαστική ισχύ.

16. JKONGMOTOR Σερβοκινητήρες AC για εφαρμογές AS/RS

Για τους κατασκευαστές AS/RS, η JKONGMOTOR μπορεί να παρέχει λύσεις σερβοκινητήρων AC που έχουν σχεδιαστεί γύρω από τις απαιτήσεις κίνησης για συγκεκριμένες εφαρμογές.

Η λύση μπορεί να αξιολογηθεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις των:

• Άξονας ταξιδίου

• Ανυψωτικός άξονας

• Άξονας πιρουνιού

Η διαμόρφωση OEM μπορεί να περιλαμβάνει ζητήματα όπως η ισχύς κινητήρα, η ροπή, οι διαστάσεις, η διαμόρφωση άξονα, ο κωδικοποιητής, το φρένο, η αντιστοίχιση του κιβωτίου ταχυτήτων, η διάταξη των καλωδίων και η συμβατότητα του συστήματος ελέγχου.

Για νέες πλατφόρμες AS/RS, η διαδικασία ανάπτυξης μπορεί να ακολουθήσει:

Ανάλυση Εφαρμογών → Επιλογή κινητήρα → Σχεδιασμός μηχανικής διεπαφής → Πρωτότυπο → Δοκιμή → Βελτιστοποίηση → Παραγωγή παρτίδας

Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει στον σερβοκινητήρα να αξιολογηθεί ως μέρος του πλήρους συστήματος κίνησης και όχι ως απομονωμένο στοιχείο καταλόγου.

Σύναψη

Ένας γερανός στοίβαξης AS/RS εξαρτάται από πολλούς άξονες συντονισμένης κίνησης και κάθε άξονας παρουσιάζει διαφορετικές απαιτήσεις σερβοκινητήρα.

Ο οριζόντιος άξονας διαδρομής χρειάζεται υψηλή δυναμική απόκριση, λειτουργία υψηλής ταχύτητας και ακριβή στάση. Ο άξονας ανύψωσης απαιτεί υψηλή ροπή, ελεγχόμενη κατακόρυφη κίνηση και αξιόπιστη συγκράτηση του φορτίου. Ο άξονας του πιρουνιού απαιτεί συμπαγή ενσωμάτωση, ομαλή κίνηση και εξαιρετικά επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση.

Για το λόγο αυτό, ο αποτελεσματικός έλεγχος κίνησης AS/RS βασίζεται στην αντιστοίχιση του σερβοκινητήρα AC με την πραγματική μηχανική λειτουργία κάθε άξονα.

Όταν η ισχύς του κινητήρα, η ροπή, η αναλογία κιβωτίου ταχυτήτων, ο κωδικοποιητής, το φρένο, το προφίλ κίνησης και η αρχιτεκτονική ελέγχου συντονίζονται σωστά, ο γερανός στοίβαξης μπορεί να επιτύχει καλύτερη ισορροπία μεταξύ της υψηλής ταχύτητας, της ακρίβειας τοποθέτησης, της ομαλής λειτουργίας, της αξιοπιστίας και του συνολικού χρόνου αποθήκευσης και ανάκτησης.

Για τους ΚΑΕ AS/RS, η πιο πρακτική προσέγγιση είναι να συνεργαστείτε με έναν κατασκευαστή σερβοκινητήρων που μπορεί να υποστηρίξει τόσο τυποποιημένες πλατφόρμες σερβοκινητήρων όσο και προσαρμογή OEM για συγκεκριμένες εφαρμογές , επιτρέποντας τη σχεδίαση αξόνων διαδρομής, ανύψωσης και περόνης γύρω από τις πραγματικές απαιτήσεις του γερανού.

AC Servo έναντι συμβατικού κινητήρα για AS/RS

Ένας συμβατικός επαγωγικός κινητήρας με κίνηση μεταβλητής συχνότητας μπορεί να είναι κατάλληλος για πολλές βιομηχανικές εφαρμογές.

Ωστόσο, οι απαιτητικές εφαρμογές AS/RS ενδέχεται να απαιτούν πιο λεπτομερή έλεγχο κίνησης.

Η επιλογή θα πρέπει τελικά να βασίζεται στον πλήρη σχεδιασμό του μηχανήματος. Δεν απαιτείται κάθε άξονας AS/RS την ίδια τεχνολογία κινητήρα.

Συνήθη προβλήματα κατά την επιλογή λανθασμένου σερβοκινητήρα

Ένας κινητήρας μπορεί να έχει τη σωστή ονομαστική ισχύ και να εξακολουθεί να έχει κακή απόδοση σε μια εφαρμογή AS/RS.

Ανεπαρκής μέγιστη ροπή

Ο κινητήρας μπορεί να λειτουργεί κανονικά αλλά να δυσκολεύεται κατά την επιτάχυνση με μια πλήρως φορτωμένη παλέτα.

Υπερβολική αδράνεια

Ο σερβομηχανισμός μπορεί να γίνει δύσκολος στον συντονισμό, προκαλώντας αργή δυναμική απόκριση ή ασταθή συμπεριφορά.

Λανθασμένη σχέση μετάδοσης

Ο γερανός μπορεί να επιτύχει την επιθυμητή ταχύτητα αλλά να μην έχει επαρκή ροπή εξόδου ή να παράγει υπερβολική ταχύτητα στον τροχό.

Κακή επιλογή κωδικοποιητή

Το σύστημα ενδέχεται να μην έχει επαρκή ανάλυση ανάδρασης για την απαιτούμενη απόδοση τοποθέτησης.

Υπερβολική επιτάχυνση

Ο κινητήρας μπορεί να είναι αρκετά ισχυρός, αλλά η δομή του γερανού μπορεί να δονείται υπερβολικά.

Ανεπαρκής σχεδιασμός φρένων

Ένας άξονας ανύψωσης απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στη συγκράτηση του φορτίου όταν αφαιρείται η ισχύς.

Κακή διαμόρφωση καλωδίου

Τα μακριά κινούμενα καλώδια και η επαναλαμβανόμενη κίνηση του γερανού μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα εγκατάστασης και αξιοπιστίας εάν το καλώδιο και το σύστημα σύνδεσης δεν επιλεγούν σωστά.

Μια Πρακτική Φόρμουλα για Υψηλή Δυναμική Κίνηση AS/RS

Ένας χρήσιμος τρόπος για να σκεφτείτε ολόκληρη την εφαρμογή είναι:

Απόδοση τοποθέτησης = Απόκριση κινητήρα + Ποιότητα ανάδρασης + Μηχανική ακρίβεια + Προφίλ κίνησης + Συντονισμός ελέγχου

Και:

Διακίνηση = Απόδοση Ταξιδίου + Επιτάχυνση + Επιβράδυνση + Χρόνος Καθίζησης + Κύκλος Χειρισμού Φορτίου

Αυτό εξηγεί γιατί η απλή αγορά ενός σερβοκινητήρα υψηλότερης ισχύος δεν παράγει απαραίτητα ένα ταχύτερο σύστημα AS/RS.

Ο κινητήρας πρέπει να ταιριάζει σωστά με το μηχανικό σύστημα και τη στρατηγική ελέγχου.

Τελικές εκτιμήσεις για την τοποθέτηση υψηλής δυναμικής AS/RS

Η επίτευξη υψηλής δυναμικής τοποθέτησης σε έναν γερανό στοίβαξης AS/RS δεν είναι απλώς θέμα εγκατάστασης κινητήρα υψηλής ταχύτητας.

Τα συστήματα με τις καλύτερες επιδόσεις έχουν σχεδιαστεί γύρω από την αλληλεπίδραση μεταξύ σερβοκινητήρα, σερβοκινητήρα, κωδικοποιητή, κιβωτίου ταχυτήτων, μηχανικής δομής, εξωτερικούς αισθητήρες θέσης, προφίλ κίνησης και συστήματος ελέγχου αποθήκης.

Ένας σερβοκινητήρας AC παρέχει τη δυναμική βάση ελέγχου. Ο κωδικοποιητής παρέχει ανατροφοδότηση. Η κίνηση ρυθμίζει τη ροπή και την ταχύτητα. Το κιβώτιο ταχυτήτων μετατρέπει τα χαρακτηριστικά του κινητήρα σε χρησιμοποιήσιμη μηχανική απόδοση. Το σύστημα εντοπισμού θέσης επιβεβαιώνει τη φυσική θέση του μηχανήματος. Τέλος, ο ελεγκτής κίνησης συντονίζει τον πλήρη κύκλο.

Για εξοπλισμό υψηλής ταχύτητας AS/RS, ο πιο πρακτικός στόχος σχεδιασμού δεν είναι επομένως η μέγιστη ταχύτητα κινητήρα , αλλά η μέγιστη χρήσιμη απόδοση με ελεγχόμενη επιτάχυνση, σύντομο χρόνο καθίζησης, αξιόπιστη τοποθέτηση και επαναλαμβανόμενη λειτουργία.

Για τους κατασκευαστές γερανών στοίβαξης OEM, αυτή η προσέγγιση σε επίπεδο συστήματος μπορεί να κάνει τη διαφορά μεταξύ ενός κινητήρα που απλώς κινεί το μηχάνημα και μιας λύσης σερβοκίνησης σχεδιασμένης για υψηλής δυναμικής αυτοματοποιημένη αποθήκευση και ανάκτηση.

Συχνές ερωτήσεις

1. Τι τύπος σερβοκινητήρα AC είναι κατάλληλος για γερανό στοίβαξης AS/RS;

Ο κατάλληλος σερβοκινητήρας AC εξαρτάται από τον άξονα του γερανού, το ωφέλιμο φορτίο, την ταχύτητα, την επιτάχυνση, την αναλογία του κιβωτίου ταχυτήτων, τον κύκλο λειτουργίας και τις απαιτήσεις θέσης. Οι άξονες οδήγησης, ανύψωσης και περόνης απαιτούν κανονικά διαφορετική ροπή, ταχύτητα, φρένο και μηχανικές διαμορφώσεις.

2. Γιατί χρησιμοποιούνται σερβοκινητήρες AC για οριζόντια διαδρομή AS/RS;

Οι σερβοκινητήρες AC παρέχουν υψηλή δυναμική απόκριση, ακριβή έλεγχο ταχύτητας, ανάδραση κωδικοποιητή και ελεγχόμενη επιτάχυνση και επιβράδυνση . Αυτά τα χαρακτηριστικά βοηθούν τον γερανό στοίβαξης να ταξιδεύει γρήγορα μέσα από το διάδρομο, ενώ επιτυγχάνει ακριβή τοποθέτηση στη θέση αποθήκευσης στόχου.

3. Ποιες απαιτήσεις σερβοκινητήρα AC είναι σημαντικές για τον άξονα ανύψωσης AS/RS;

Ο άξονας ανύψωσης απαιτεί γενικά υψηλή συνεχή και μέγιστη ροπή, ακριβή ανάδραση θέσης, ελεγχόμενη επιτάχυνση και επιβράδυνση και κατάλληλο μηχανικό φρενάρισμα . Η επιλογή κινητήρα θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη το μέγιστο ωφέλιμο φορτίο, την ταχύτητα ανύψωσης, τον μηχανισμό ανύψωσης, την αναλογία του κιβωτίου ταχυτήτων, τον κύκλο λειτουργίας και τις απαιτήσεις συγκράτησης φορτίου.

4. Γιατί ο άξονας πιρουνιού AS/RS χρειάζεται ακριβή έλεγχο σερβομηχανισμού;

Το πιρούνι πρέπει να εκτείνεται με ακρίβεια και να αποσύρεται από το ράφι χωρίς να καταστρέφεται η παλέτα, η σχάρα ή ο μηχανισμός χειρισμού. Ένας σερβοκινητήρας παρέχει επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση, ελεγχόμενη κίνηση χαμηλής ταχύτητας, γρήγορη απόκριση προς τα εμπρός/πίσω και ακριβές σταμάτημα , τα οποία είναι σημαντικά για αξιόπιστη μεταφορά παλετών.

5. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας σερβοκινητήρας AC για όλους τους άξονες AS/RS;

Είναι τεχνικά δυνατό σε ορισμένα σχέδια μηχανών, αλλά οι τρεις άξονες έχουν συχνά διαφορετικές απαιτήσεις λειτουργίας. Οι μηχανισμοί διαδρομής, ανύψωσης και περόνης ενδέχεται να απαιτούν διαφορετικές διαμορφώσεις ισχύος, ροπής, ταχύτητας, κιβωτίου ταχυτήτων, φρένων, κωδικοποιητή και τοποθέτησης. Μια κοινή πλατφόρμα σερβομηχανισμού με διαμορφώσεις ανά άξονα μπορεί να προσφέρει μια πρακτική λύση.

6. Πώς ένας σερβοκινητήρας AC βελτιώνει την ακρίβεια τοποθέτησης AS/RS;

Ένα σερβοσύστημα AC χρησιμοποιεί ανάδραση κωδικοποιητή για να παρακολουθεί την κίνηση του κινητήρα και να ρυθμίζει τη θέση και την ταχύτητα. Ωστόσο, η τελική ακρίβεια του γερανού εξαρτάται επίσης από το κιβώτιο ταχυτήτων, τη μετάδοση, την ολίσθηση των τροχών, τη μηχανική ακαμψία, την οπισθοδρόμηση, τους εξωτερικούς αισθητήρες τοποθέτησης και το σύστημα ελέγχου . Η ανάδραση σερβομηχανισμού πρέπει επομένως να θεωρείται μέρος της πλήρους αρχιτεκτονικής τοποθέτησης.

7. Χρειάζεται φρένο ο σερβοκινητήρας ανύψωσης AS/RS;

Ένας άξονας ανύψωσης μπορεί να απαιτεί μηχανικό φρένο συγκράτησης όταν ο σχεδιασμός πρέπει να συγκρατεί ένα κατακόρυφα αναρτημένο φορτίο όταν η ροπή του κινητήρα δεν είναι διαθέσιμη. Το φρένο θα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με το φορτίο, το σύστημα μετάδοσης, την απαιτούμενη ροπή συγκράτησης και τον σχεδιασμό ασφάλειας του μηχανήματος. Το STO και η συγκράτηση του μηχανικού φορτίου δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται ως η ίδια λειτουργία.

8. Πώς μπορούν οι σερβοκινητήρες AC να μειώσουν τους κραδασμούς σε γερανούς AS/RS υψηλής ταχύτητας;

Οι κραδασμοί μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω του κατάλληλου μεγέθους κινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων, αντιστοίχισης αδράνειας, επιτάχυνσης και επιβράδυνσης καμπύλης S, συντονισμού σερβομηχανισμού, καταστολής συντονισμού, μηχανικής ακαμψίας και ακριβούς ανάδρασης . Η αύξηση της ταχύτητας ή της επιτάχυνσης του κινητήρα από μόνη της δεν βελτιώνει απαραίτητα τον συνολικό χρόνο κύκλου AS/RS.

9. Μπορούν οι σερβοκινητήρες AC για εξοπλισμό AS/RS να προσαρμοστούν;

Ναί. Η προσαρμογή OEM μπορεί να περιλαμβάνει διαστάσεις κινητήρα, διαμόρφωση άξονα και φλάντζας, κωδικοποιητή, κιβώτιο ταχυτήτων, φρένο, καλώδιο, σύνδεσμο, ονομαστική ροπή, ταχύτητα και άλλες απαιτήσεις για συγκεκριμένες εφαρμογές . Η προσαρμογή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη όταν ο σερβοκινητήρας πρέπει να ταιριάζει σε ένα ειδικό σύστημα μετάδοσης κίνησης γερανού στοίβαξης.

10. Ποιες πληροφορίες πρέπει να παρέχει ένας κατασκευαστής AS/RS όταν επιλέγει έναν σερβοκινητήρα;

Οι πιο χρήσιμες πληροφορίες περιλαμβάνουν τη συνολική κινούμενη μάζα, το μέγιστο ωφέλιμο φορτίο, την ταχύτητα διαδρομής, την ταχύτητα ανύψωσης, την επιτάχυνση, την επιβράδυνση, τις διαστάσεις τροχού ή κιβωτίου ταχυτήτων, αναλογία κιβωτίου ταχυτήτων, κύκλο λειτουργίας, ακρίβεια τοποθέτησης, χώρο τοποθέτησης, απαιτήσεις κωδικοποιητή, απαιτήσεις πέδησης και πρωτόκολλο ελέγχου . Τα ακριβή δεδομένα εφαρμογής επιτρέπουν στον προμηθευτή του κινητήρα να αξιολογήσει το πλήρες σύστημα κίνησης αντί να επιλέξει έναν κινητήρα με βάση μόνο την ονομαστική ισχύ.