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Vistas: 0 Autor: Jkongmotor Hora de publicación: 2026-09-20 Origen: Sitio
Los almacenes modernos están bajo una presión constante para almacenar más productos en menos espacio, mover paletas más rápido, reducir los errores de posicionamiento y mantener un funcionamiento confiable las 24 horas del día . Esta es una de las razones por las que los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación, o AS/RS , se han vuelto cada vez más importantes en el almacenamiento de alta densidad, la logística de fabricación, los centros de distribución y las instalaciones de producción automatizadas.
En el centro de muchos sistemas AS/RS para palés se encuentra el transelevador . Debe desplazarse horizontalmente a través de un pasillo estrecho, levantar cargas verticalmente a diferentes niveles de estantería y operar un dispositivo de manipulación de carga para colocar o recuperar paletas. Estos movimientos deben coordinarse con precisión. Un pequeño error de posicionamiento puede provocar que un palet no se inserte correctamente, una colisión con la estantería, movimientos de corrección innecesarios o un ciclo de almacenamiento y recuperación más largo.
Por esta razón, el motor utilizado para los ejes de desplazamiento, elevación y manipulación no es simplemente una fuente de potencia giratoria. Es parte de la arquitectura de control de movimiento de la máquina..
Para aplicaciones AS/RS de alta dinámica, Los servomotores de CA pueden proporcionar la combinación de par, regulación de velocidad, retroalimentación, control de aceleración, respuesta de posicionamiento y comunicación necesaria para coordinar perfiles de movimiento exigentes.
Un transelevador AS/RS , también llamado transelevador, máquina de almacenamiento y recuperación (SRM), o grúa de almacenamiento y recuperación automatizada , es una máquina automatizada de manipulación de materiales diseñada para mover mercancías entre ubicaciones de almacenamiento y estaciones de entrada/salida designadas.
Una grúa apiladora de paletas típica opera en tres direcciones de movimiento principales:
Desplazamiento horizontal por el pasillo del almacén.
Elevación vertical para alcanzar diferentes niveles de rack
Manipulación de carga mediante horquilla telescópica, horquilla lanzadera u otro mecanismo de extracción
La máquina normalmente trabaja junto con un sistema de gestión de almacén (WMS), un sistema de control de almacén (WCS), PLC, sensores, dispositivos de posicionamiento y controladores de movimiento..
A diferencia de una carretilla elevadora convencional, el transelevador está diseñado para operar dentro de un pasillo definido y repetir comandos automatizados de almacenamiento y recuperación con intervención humana limitada.
Esto crea una necesidad motora muy diferente.
El motor debe acelerar, desacelerar, detener, retroceder y reposicionar repetidamente la máquina mientras maneja condiciones de carga cambiantes. Al mismo tiempo, la estructura de la grúa puede ser alta y relativamente flexible, lo que significa que una aceleración agresiva puede crear vibraciones en el mástil que afectan directamente la precisión del posicionamiento.
La investigación sobre la dinámica de los transelevadores ha identificado específicamente las altas cargas dinámicas y la vibración del mástil como factores que pueden reducir la estabilidad de la máquina y la precisión del posicionamiento.
El requisito básico parece simple: mover una paleta del punto A al punto B.
En la práctica, el perfil de movimiento es mucho más complicado.
Un transelevador puede necesitar:
Acelere rápidamente desde parado.
Viajar a alta velocidad por un pasillo estrecho.
Desacelere antes de llegar a la ubicación de destino.
Deténgase dentro de una pequeña ventana de posicionamiento.
Levante o baje una carga útil pesada.
Controlar la extensión y retracción de la horquilla.
Compensar la variación de carga.
Repite el mismo ciclo miles de veces.
Coordina varios ejes sin vibraciones excesivas.
Comunicarse continuamente con el controlador de la máquina y el sistema de automatización del almacén.
Las especificaciones comerciales de AS/RS ilustran lo exigentes que pueden ser estos sistemas. Dependiendo del diseño de la máquina, los transelevadores pueden combinar altas velocidades de desplazamiento, importantes velocidades de elevación, cargas útiles sustanciales y requisitos de posicionamiento milimétricos.
Aquí es donde el control de movimiento servo de alta dinámica adquiere importancia.
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Servomotor CC integrado con freno |
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Eje |
Tornillo de avance |
Módulo |
Movimiento lineal |
Freno |
Caja de cambios |
Caja de engranajes helicoidales |
alambres |
Nivel de protección |
Nivel de protección |
El posicionamiento altamente dinámico no significa simplemente 'moverse más rápido'.
Para un transelevador AS/RS, el posicionamiento altamente dinámico significa que el motor y el sistema de transmisión pueden acelerar rápidamente, controlar la velocidad con precisión, desacelerar suavemente, establecerse en la posición objetivo y mantener la repetibilidad en condiciones mecánicas cambiantes..
Una secuencia de movimiento útil se puede representar como:
Aceleración → Desplazamiento a alta velocidad → Desaceleración controlada → Posicionamiento preciso → Confirmación de posición
La parte difícil es la transición entre estas etapas.
Si la aceleración es demasiado agresiva, el mástil puede vibrar.
Si la desaceleración comienza demasiado tarde, la grúa puede sobrepasarse.
Si el motor tiene un par insuficiente, el variador puede tener problemas con una plataforma pesada o una carga cambiante.
Si la respuesta del control es demasiado lenta, la máquina puede requerir movimientos de corrección adicionales.
Si la resolución de retroalimentación es inadecuada, el controlador tiene menos información para determinar la posición real del eje.
Por tanto, el objetivo no es la velocidad máxima en sí misma. El objetivo es un alto rendimiento con movimiento controlado y posicionamiento predecible..
Para aplicaciones exigentes de transelevadores, los servomotores de CA ofrecen varias características que coinciden con los requisitos del movimiento automatizado.
Un servomotor normalmente funciona con retroalimentación de un codificador u otro sensor de posición.
El controlador puede comparar la posición ordenada con la posición real del motor y ajustar continuamente la respuesta del motor.
Esta arquitectura de circuito cerrado es fundamentalmente diferente de simplemente aplicar un voltaje o frecuencia fijos a un motor convencional.
Para equipos AS/RS, la retroalimentación es particularmente útil durante:
Posicionamiento
Aceleración
Desaceleración
Operación de baja velocidad
Inversión
Buscador de blancos
Variación de carga
Posicionamiento fino
Algunos servosistemas industriales también admiten canales de retroalimentación adicionales para un control de circuito cerrado de mayor precisión y compensación de imperfecciones mecánicas como el juego y la flexibilidad.
Un sistema AS/RS gana productividad a partir del tiempo de ciclo.
Cuanto más rápido pueda la grúa completar un ciclo de almacenamiento o recuperación sin comprometer la estabilidad, más transacciones podrá procesar el almacén.
Se puede configurar un servosistema de CA para aceleración y desaceleración controladas en lugar de simplemente cambiar entre velocidad máxima y parada.
Esto permite a los ingenieros construir un perfil de movimiento en torno a las características mecánicas de la grúa.
Por ejemplo:
0 → aceleración → desplazamiento a alta velocidad → desaceleración controlada → aproximación a baja velocidad → parada
Los valores exactos dependen de la estructura de la grúa, la carga útil, la caja de cambios, el diámetro de las ruedas, el mecanismo de elevación, la geometría del bastidor y los requisitos de seguridad.
Un transelevador no siempre opera bajo la misma carga mecánica.
Un eje de desplazamiento puede moverse:
Un transportador de carga vacío
Un transportista parcialmente cargado
Un palet completo
Un palet con carga descentrada
El eje de elevación experimenta cambios aún mayores porque el motor debe superar la carga gravitacional y el sistema de transmisión mecánica.
Por esta razón, la selección del motor debe considerar el par continuo, el par máximo, el par de aceleración, la inercia, la relación de la caja de cambios, el ciclo de trabajo y los requisitos de frenado en lugar de depender únicamente de la potencia nominal del motor.
El desplazamiento a alta velocidad acerca la grúa al destino.
El control de baja velocidad lo coloca en la posición correcta.
Por lo tanto, la etapa final de posicionamiento es extremadamente importante.
Un buen sistema servo puede mantener el movimiento controlado a baja velocidad y realizar una transición suave del desplazamiento a alta velocidad al posicionamiento preciso.
Esto reduce la necesidad de paradas bruscas y movimientos correctivos repetidos.
Un desafío importante en los transelevadores de gran altura es la vibración mecánica.
Un mástil alto no es perfectamente rígido. La aceleración y desaceleración rápidas pueden excitar modos estructurales.
La oscilación resultante puede aumentar el tiempo de estabilización y hacer que la posición final sea menos estable.
Los servosistemas pueden incorporar supresión de vibraciones, compensación de resonancia, filtrado de muescas y perfiles de aceleración cuidadosamente ajustados para reducir la excitación de resonancias mecánicas.
Las servoplataformas modernas proporcionan explícitamente funciones de supresión de vibraciones y resonancias para aplicaciones de control de movimiento.
Sin embargo, el ajuste del servo no puede compensar una estructura mecánica mal diseñada. El motor, la caja de cambios, la rueda, el mástil, el soporte de carga, el codificador y el algoritmo de control deben considerarse como un solo sistema.
Al seleccionar un servomotor de CA para un transelevador AS/RS, recomendamos evaluar el sistema de accionamiento completo en lugar de fijarse únicamente en la potencia del motor.
La resolución del codificador afecta directamente la cantidad de información posicional disponible para el controlador.
Para aplicaciones exigentes, los compradores deben evaluar:
Resolución del codificador
Retroalimentación absoluta o incremental
Capacidad de una o varias vueltas
Protocolo de comunicación
Respuesta de retroalimentación
Resistencia ambiental
Longitud del cable y requisitos de instalación.
El codificador correcto depende de la arquitectura de la máquina y del método de posicionamiento.
El par máximo es importante durante:
Aceleración de la grúa
levantamiento de carga
Reversión rápida
Desaceleración controlada de emergencia
Arranque con carga pesada
Cambios de carga dinámicos
El motor no debe seleccionarse basándose únicamente en las condiciones nominales de funcionamiento.
El eje de desplazamiento puede requerir una alta velocidad de rotación mientras se mantiene un par y una retroalimentación estables.
Se puede utilizar una caja de cambios para convertir la velocidad del motor en la velocidad y el par de rueda requeridos.
Por tanto la combinación correcta es:
Servomotor + caja de cambios + rueda + carga mecánica + perfil de control
en lugar de simplemente seleccionar un motor de alta velocidad.
La velocidad estable es importante porque la velocidad inconsistente afecta el momento de la desaceleración y el posicionamiento.
Un servoaccionamiento puede regular continuamente el motor de acuerdo con la velocidad ordenada y la señal de retroalimentación.
Para los sistemas de almacenamiento automatizados, el control de posición es fundamental para la aplicación.
El controlador podrá ordenar:
posición absoluta
movimiento relativo
movimiento de referencia
Perfil de velocidad
Aceleración
Desaceleración
Tolerancia de posición
Luego, el servoaccionamiento traduce estos comandos en par y velocidad del motor.
Una grúa AS/RS normalmente se comunica con una arquitectura de control de nivel superior.
Dependiendo del sistema, los ingenieros pueden evaluar interfaces de comunicación como:
EtherCAT
CANabierto
PROFINET
Modbus
Ethernet/IP
Pulso y dirección
La interfaz correcta depende del PLC, el controlador de movimiento, la arquitectura de seguridad y el integrador del sistema.
Las aplicaciones de elevación vertical requieren especial atención al frenado.
Puede ser necesario un freno de motor para sostener una carga suspendida cuando se corta la energía.
Esto es particularmente importante porque Safe Torque Off (STO) no sostiene mecánicamente una carga suspendida . STO evita que se suministre al motor energía que produce par; Dependiendo del sistema, puede ser necesario un freno de retención mecánico adicional u otro mecanismo de retención de carga.
Esta distinción debe considerarse durante la etapa de diseño mecánico y de seguridad funcional.
Comience con la aplicación real en lugar del catálogo de motores.
Calcular:
masa total en movimiento
Masa máxima del palet
Diámetro de la rueda
Relación de caja de cambios
Resistencia a la rodadura
Requisito de aceleración
Inclinación, si corresponde
Eficiencia de transmisión
Inercia reflejada
Ciclo de trabajo requerido
Para el eje de elevación, incluya el componente gravitacional y la eficiencia del mecanismo de elevación.
Una relación de par simplificada se puede expresar como:
T = F × r / η
dónde:
T = par de salida requerido
F = fuerza requerida
r = radio mecánico efectivo
η = eficiencia de transmisión
La selección final del motor también debe incluir el par de aceleración y un margen de ingeniería adecuado.
La inercia del motor es importante porque el servo debe acelerar tanto la carga como su propio rotor.
Una relación de inercia excesivamente grande puede dificultar el ajuste del sistema.
Un motor demasiado pequeño puede carecer de suficiente reserva de par.
El objetivo es una combinación equilibrada de:
Inercia del motor + relación de la caja de cambios + inercia de la carga reflejada
Para aplicaciones altamente dinámicas, la adaptación de la inercia suele ser tan importante como la potencia nominal.
La caja de cambios cambia la relación entre la velocidad del motor y el par de salida.
Una relación de reducción más alta generalmente proporciona un par de salida mayor y una velocidad de salida más baja.
Una relación de reducción más baja puede soportar una mayor velocidad de salida.
Por lo tanto, la relación correcta debería determinarse a partir de:
Velocidad de rueda requerida + velocidad de desplazamiento requerida + aceleración requerida + velocidad del motor disponible + par de carga
En el caso de los mecanismos de elevación, se debe evaluar adicionalmente la capacidad de retención de carga y la seguridad del sistema de transmisión y de frenado.
Un perfil trapezoidal simple puede crear cambios abruptos en la aceleración.
Un perfil de curva en S cambia gradualmente la aceleración y la desaceleración.
Esto puede ayudar a reducir:
Choque mecánico
Movimiento de paletas
Vibración del mástil
Patinaje de ruedas
Impacto de la caja de cambios
tiempo de asentamiento
El control de curva en S ya se utiliza en los sistemas de movimiento de transelevadores para producir una aceleración y desaceleración más suaves.
Para transelevadores altos, esto puede ser particularmente valioso porque la estructura mecánica puede tener una frecuencia natural relativamente baja.
Una estrategia de posicionamiento práctica puede utilizar dos etapas.
Posicionamiento aproximado:
La grúa se desplaza rápidamente hacia el objetivo.
Posicionamiento fino:
El servo reduce la velocidad y se acerca a la coordenada final con mayor control.
Esto evita que la máquina intente alcanzar la máxima velocidad y la máxima precisión simultáneamente.
El enfoque final puede utilizar un comando de velocidad más pequeño y una tolerancia de posición más estricta.
El servocodificador le dice al variador lo que está sucediendo en el eje del motor.
Sin embargo, no es lo mismo el eje del motor que la posición física final del palet.
Factores mecánicos como:
Juego de la caja de cambios
Patinaje de ruedas
Elasticidad del cinturón
Estiramiento de cadena
Deflexión del mástil
Vibración estructural
Movimiento de carga
puede introducir errores entre la posición del motor y la posición real de la máquina.
Por esta razón, los sistemas AS/RS comúnmente combinan información del codificador con tecnologías de posicionamiento como posicionamiento por código de barras, medición de distancia por láser, sensores fotoeléctricos u otros sistemas de referencia externos . Ejemplos de arquitecturas AS/RS comerciales utilizan combinaciones de codificador y posicionamiento láser o de código de barras para un posicionamiento a nivel milimétrico.
Uno de los puntos más importantes en el diseño de movimiento AS/RS es que la precisión del servo no equivale automáticamente a la precisión de la máquina..
Supongamos que un codificador proporciona retroalimentación muy precisa en el eje del motor.
Si la caja de cambios tiene juego, la rueda patina o el mástil se dobla bajo carga, la posición real del palet aún puede diferir de la posición calculada del motor.
Por tanto, la cadena de posicionamiento debe considerarse como:
Motor → Caja de cambios → Transmisión → Rueda/Mecanismo de elevación → Estructura de grúa → Carga
Cada elemento mecánico puede contribuir al error de posicionamiento final.
Para aplicaciones de alta precisión, los mejores resultados se obtienen combinando:
Servocontrol de alto rendimiento + precisión mecánica + retroalimentación de posicionamiento externo + perfiles de movimiento optimizados.
La vibración del mástil es uno de los principales retos a la hora de aumentar la velocidad de desplazamiento de un transelevador AS/RS. Un transelevador suele tener un mástil alto y relativamente delgado, por lo que la aceleración y desaceleración rápidas, los cambios repentinos de dirección y la distribución desigual de la carga pueden provocar vibraciones estructurales. Si la vibración no se controla, la grúa puede requerir un tiempo de asentamiento adicional antes de que la carga pueda almacenarse o recuperarse con precisión.
Por esta razón, el diseño de AS/RS de alta velocidad no consiste simplemente en seleccionar un motor de mayor RPM. Servomotor de CA. El servomotor, el variador, la caja de cambios, la estructura mecánica, el codificador, el perfil de movimiento y el sistema de posicionamiento deben trabajar juntos.
Una de las formas más eficaces de reducir la vibración del mástil es evitar cambios bruscos de aceleración.
Un perfil de movimiento convencional puede aplicar una aceleración y desaceleración relativamente agresiva. Cuando una grúa alta cambia repentinamente su aceleración, la fuerza de inercia resultante puede excitar la frecuencia natural del mástil.
En cambio, un perfil de aceleración y desaceleración en curva S cambia gradualmente la aceleración.
Una secuencia de movimiento típica se convierte en:
Aceleración → Desplazamiento a velocidad constante → Desaceleración controlada → Posicionamiento a baja velocidad → Parada
En lugar de detener la grúa tan rápido como sea mecánicamente posible, el objetivo es lograr el tiempo de ciclo práctico más corto manteniendo la oscilación estructural dentro de un rango aceptable.
Este enfoque puede reducir:
Oscilación del mástil
Choque mecánico
Movimiento de paletas
Patinaje de ruedas
Impacto de la caja de cambios
Sobrepaso de posición
Tiempo de asentamiento post-parada
El servomotor de CA debe ajustarse de acuerdo con las características mecánicas reales del transelevador.
Un servosistema con ajustes de ganancia excesivamente agresivos puede responder rápidamente a errores de posición, pero la respuesta de control más alta también puede excitar resonancia mecánica.
Por el contrario, ajustes excesivamente conservadores pueden hacer que la grúa parezca lenta y aumentar el tiempo de posicionamiento.
Por lo tanto, el proceso de ajuste del servo debería considerar:
Ganancia del bucle de posición
Ganancia del bucle de velocidad
Respuesta de par
Relación de inercia
Frecuencia de resonancia
Características de carga
Aceleración y desaceleración
Rigidez mecánica
El objetivo es lograr un equilibrio entre respuesta rápida y movimiento estable..
Toda estructura mecánica tiene frecuencias naturales a las que es más probable que vibre.
El mástil, la caja de cambios, el conjunto de ruedas, la plataforma de carga y otros componentes mecánicos pueden crear diferentes características de resonancia.
Los servovariadores de CA modernos pueden proporcionar funciones como filtros de muesca, supresión de resonancia, supresión de vibraciones y sintonización adaptativa..
Un filtro de muesca puede reducir la respuesta del servosistema alrededor de una frecuencia de resonancia problemática, ayudando a evitar que el bucle de control excite continuamente la estructura mecánica.
Sin embargo, el filtrado de software no debe considerarse un sustituto de la ingeniería mecánica.
Si el mástil no es lo suficientemente rígido, la carga está mal distribuida o la transmisión tiene un juego mecánico excesivo, el ajuste del servo por sí solo no puede eliminar completamente la vibración.
La relación entre la inercia del motor y la inercia de la carga reflejada tiene una influencia directa en la respuesta dinámica.
Si la inercia de la carga es demasiado grande en relación con el motor, el servosistema puede requerir más torque para lograr la aceleración deseada. La respuesta puede volverse más lenta y la sintonización puede volverse más difícil.
La caja de cambios cambia la inercia reflejada hacia el motor. Por lo tanto, la selección del motor y la selección de la caja de cambios deben realizarse juntas.
El cálculo de ingeniería debe considerar:
Inercia del motor + relación de la caja de cambios + inercia de carga reflejada + requisito de aceleración
Para un eje de desplazamiento AS/RS, el cálculo debe incluir la masa en movimiento completa en lugar de solo el peso del palet.
La masa en movimiento puede incluir:
Estructura de grúa
Mástil
Carro de carga
Mecanismo de horquilla
Paleta
Producto
sistema de cables
Componentes de ruedas y transmisión.
Una mayor aceleración puede reducir el tiempo necesario para alcanzar la velocidad máxima de desplazamiento, pero también puede aumentar la vibración mecánica.
Esto crea una distinción importante entre velocidad máxima y velocidad útil..
Por ejemplo, técnicamente una grúa puede alcanzar una velocidad de desplazamiento muy alta, pero si requiere mucho tiempo para asentarse después de alcanzar la posición objetivo, es posible que el tiempo total del ciclo no mejore.
Un mejor objetivo de optimización es:
Alta velocidad de desplazamiento + aceleración controlada + desaceleración suave + tiempo de estabilización corto
En otras palabras, la grúa AS/RS más rápida no es necesariamente la que tiene las RPM máximas más altas. Es aquel que puede completar todo el ciclo de almacenamiento o recuperación de manera eficiente.
La fase de desaceleración es particularmente importante para la vibración del mástil.
Si la desaceleración comienza demasiado tarde, es posible que la grúa deba frenar agresivamente cerca de la ubicación objetivo. Esto puede generar una carga dinámica importante en el mástil.
Si la desaceleración comienza demasiado pronto, la grúa pasa demasiado tiempo viajando a baja velocidad.
Un servosistema bien ajustado puede utilizar la retroalimentación de posición del codificador y el controlador de movimiento para determinar cuándo pasar de un desplazamiento de alta velocidad a una desaceleración controlada.
El objetivo es crear un enfoque predecible:
Viaje a alta velocidad → Desaceleración suave → Aproximación a baja velocidad → Parada precisa
Esto reduce la necesidad de movimientos correctivos repetidos después de que la grúa alcanza el objetivo.
La vibración del mástil no es causada únicamente por el motor.
La posición y distribución de la carga útil pueden influir significativamente en la dinámica de la grúa.
Una paleta pesada o distribuida de manera desigual puede cambiar el centro de gravedad efectivo y aumentar la oscilación durante la aceleración y desaceleración.
Por este motivo, los diseñadores de AS/RS deberían considerar:
Carga útil máxima
Carga útil mínima
Operación de carro vacío
Centro de gravedad de la carga útil
Dimensiones del palet
Estabilidad de carga
Extensión de horquilla
Altura de carga
Es posible que sea necesario optimizar el perfil de movimiento del servo para la condición dinámica del peor de los casos en lugar de solo para la carga útil nominal.
Incluso un El servomotor de CA de alto rendimiento no puede compensar indefinidamente el juego mecánico excesivo.
El juego en la caja de cambios o la transmisión puede crear una diferencia entre el movimiento del motor y el movimiento real de la grúa.
Las fuentes potenciales incluyen:
Juego de la caja de cambios
Acoplamientos sueltos
Espacio libre entre ruedas y rieles
Rodamientos desgastados
Elasticidad de cadena o cinturón.
Juntas estructurales
Tolerancias de montaje
Cuando el motor cambia de dirección, estas holguras mecánicas pueden ser absorbidas repentinamente, produciendo un pequeño impacto o alteración de posicionamiento.
Por lo tanto, los componentes de transmisión de bajo juego y el montaje mecánicamente rígido pueden ser importantes para aplicaciones AS/RS de alta dinámica.
El servocodificador mide principalmente el eje del motor.
Sin embargo, la posición real de la grúa está determinada por la transmisión mecánica completa.
Entre el motor y la carga puede haber:
Motor → Caja de cambios → Acoplamiento → Rueda → Riel → Estructura de grúa → Carga
Cada componente puede introducir una pequeña cantidad de error.
Por lo tanto, para aplicaciones AS/RS de alta precisión, el servocodificador se puede combinar con tecnologías de posicionamiento externas como:
Posicionamiento láser
Posicionamiento de código de barras
Sistemas de posicionamiento absoluto
Sensores de proximidad
interruptores de límite
Marcadores de referencia
Esto permite que el sistema de control distinga entre la posición del motor y la posición real de la máquina..
Uno de los indicadores más útiles para el posicionamiento altamente dinámico es el tiempo de estabilización..
Supongamos que dos transelevadores viajan a la misma velocidad.
La grúa A alcanza el objetivo pero continúa oscilando durante 0,8 segundos.
La grúa B alcanza el objetivo y se estabiliza en 0,2 segundos.
Aunque sus velocidades máximas de desplazamiento son idénticas, la grúa B puede potencialmente lograr un tiempo de ciclo general más corto.
Es por eso que los ingenieros de AS/RS deberían evaluar:
tiempo de viaje
tiempo de aceleración
tiempo de desaceleración
tiempo de posicionamiento
tiempo de asentamiento
Tiempo de funcionamiento de la horquilla
Tiempo de transferencia de carga
en lugar de centrarse únicamente en la velocidad nominal del motor.
La solución más eficaz suele ser una combinación de varias medidas y no una única tecnología.
Una estrategia práctica de movimiento AS/RS de alta velocidad puede incluir:
Servomotor de CA de alto rendimiento
↓
Comentarios del codificador de alta resolución
↓
Correcta adaptación de caja de cambios e inercia.
↓
Aceleración/desaceleración en curva S
↓
Optimización de ganancia de servo
↓
Supresión de resonancia
↓
Comentarios de posicionamiento externo
↓
Control fino de posicionamiento y asentamiento.
Este enfoque a nivel de sistema ayuda al transelevador a lograr un mayor rendimiento dinámico sin aumentar innecesariamente la tensión mecánica.
La servotecnología puede mejorar la respuesta dinámica de un transelevador AS/RS, pero no puede superar por completo los problemas mecánicos fundamentales.
Antes de aumentar la ganancia o aceleración del servo, los ingenieros deben verificar:
Rigidez del mástil
Alineación ferroviaria
Estado de la rueda
Estado del rodamiento
Juego de la caja de cambios
Alineación del acoplamiento
Distribución de carga
Conexiones estructurales
Movimiento de cables
resonancia mecánica
Si la vibración aparece sólo a una velocidad específica, esto puede ser una indicación útil de que el sistema se está acercando a una resonancia mecánica.
En tales casos, la solución correcta puede implicar una combinación de refuerzo mecánico, ajuste del perfil de velocidad, filtrado de resonancia y reajuste del servo..
Un principio de ingeniería útil es:
Menor vibración = Rigidez mecánica adecuada + Coincidencia de inercia correcta + Aceleración controlada + Sintonización de servo optimizada + Retroalimentación de posición precisa
En el caso de los transelevadores de alta velocidad, el objetivo no es eliminar todos los movimientos físicos. En cambio, el objetivo es controlar la respuesta dinámica lo suficientemente bien como para que la grúa alcance la posición objetivo de forma rápida, segura y repetible..
Cuando un servomotor de CA se adapta correctamente a la carga, la caja de cambios, el codificador y el sistema de control de la grúa, la máquina puede lograr un mejor equilibrio entre alta velocidad de desplazamiento, movimiento suave, precisión de posicionamiento y corto tiempo de asentamiento..
Para los OEM de AS/RS, esta es, en última instancia, la clave para aumentar el rendimiento dinámico sin simplemente aumentar la potencia del motor ni forzar a la grúa a operar más allá de sus límites mecánicos.
Antes de adquirir un servomotor AC para un transelevador, recomendamos comprobar los siguientes parámetros.
Factor de selección |
Qué evaluar |
|---|---|
potencia del motor |
Demanda de energía continua y específica de la aplicación |
Par nominal |
Par de funcionamiento continuo |
Par máximo |
Requisitos de aceleración y carga transitoria. |
velocidad nominal |
Velocidad de desplazamiento o elevación requerida |
Velocidad máxima |
Requisitos de viaje de alta velocidad |
Codificador |
Resolución, tipo de retroalimentación, absoluta/incremental |
Caja de cambios |
Relación, par de salida, juego, eficiencia |
Freno |
Requerido para cargas verticales/suspendidas |
Comunicación |
EtherCAT, CANopen, PROFINET, etc. |
modo de control |
Control de posición, velocidad, par o combinado |
Aceleración |
Respuesta dinámica requerida |
Desaceleración |
Requisitos de parada y posicionamiento. |
ciclo de trabajo |
Operación continua, intermitente o de ciclo alto |
Ambiente |
Temperatura, polvo, vibración, condiciones de instalación. |
Seguridad |
STO y funciones de seguridad específicas de la máquina |
Comentario |
Codificador más sensores de posicionamiento externos |
Personalización |
Eje, brida, cable, conector, freno, caja de cambios |
Los motores estándar de catálogo no siempre son la solución más eficiente para un transelevador.
Un fabricante de AS/RS puede requerir un motor con una específica:
Brida de montaje
Dimensión del eje
Interfaz de caja de cambios
Configuración de freno
Codificador
Salida de cables
Conector
Interfaz de comunicación
Tensión nominal
Rango de par
Nivel de protección
Orientación de instalación
La interfaz mecánica es particularmente importante.
Un motor puede tener suficiente potencia pero aún así ser difícil de instalar porque sus dimensiones de montaje o configuración de eje no coinciden con la transmisión existente.
Por lo tanto, para proyectos OEM, la personalización del motor puede reducir el trabajo de rediseño y hacer que el servosistema sea más fácil de integrar en la grúa completa.
Un error común es pensar que una mayor velocidad significa automáticamente una mayor productividad.
En un sistema AS/RS real, el rendimiento depende del ciclo completo.
Un ciclo simplificado puede incluir:
Desplazamiento → Desaceleración → Posicionamiento → Extensión de la horquilla → Transferencia de carga → Retracción de la horquilla → Desplazamiento → Elevación → Posicionamiento
Si la grúa se desplaza más rápido pero requiere un largo tiempo de asentamiento en el lugar objetivo, el aumento teórico de la velocidad puede proporcionar pocos beneficios prácticos.
Una mejor estrategia es optimizar:
Aceleración
Desaceleración
Posicionamiento
tiempo de asentamiento
Movimiento de horquilla
Sincronización de ascensores
transferencia de carga
Latencia de comunicación
Respuesta del sensor
Coordinación de movimiento
Esta es la razón por la que el servocontrol de alto rendimiento es valioso: aborda el comportamiento dinámico de todo el ciclo de movimiento , no solo las RPM máximas.
Un transelevador AS/RS no realiza un solo movimiento. Debe recorrer el pasillo del almacén, elevar la carga a diferentes niveles de estantería y extender o retraer con precisión la horquilla para completar un ciclo de almacenamiento o recuperación.
Aunque estos tres movimientos forman parte de una misma máquina, sus necesidades motoras son diferentes. El eje de desplazamiento horizontal prioriza la aceleración dinámica y la parada precisa, el eje de elevación requiere un par alto y una sujeción de carga confiable, mientras que el eje de la horquilla enfatiza la integración compacta y el posicionamiento repetible.
Por esta razón, seleccionar una configuración de servomotor de CA estándar para cada eje no siempre es el enfoque más práctico. El motor, la caja de cambios, el codificador, el freno, el variador y el perfil de movimiento deben adaptarse a los requisitos específicos de cada eje.
El eje de desplazamiento horizontal mueve el transelevador a lo largo del pasillo de almacenamiento. En muchos sistemas AS/RS de alta velocidad, este es uno de los ejes de movimiento más exigentes porque el motor debe acelerar una gran masa en movimiento y luego detener la grúa con precisión en la ubicación del bastidor objetivo.
La masa en movimiento puede incluir:
Mástil de grúa
Carro de carga
Mecanismo de horquilla
Paleta
Producto
Cables y portacables
Ruedas
Componentes de transmisión
Por lo tanto, el servomotor de desplazamiento necesita suficiente par continuo y par máximo para soportar tanto el funcionamiento normal como la aceleración.
Una secuencia de viaje típica es:
Parada → Aceleración → Desplazamiento a alta velocidad → Desaceleración → Posicionamiento fino → Parada
El objetivo no es simplemente maximizar la velocidad de viaje. La grúa también debe minimizar la vibración y el tiempo de asentamiento.
Un servomotor de CA adecuado para desplazamiento AS/RS horizontal puede requerir:
Alto par máximo
Operación de alta velocidad
Respuesta de par rápida
Retroalimentación precisa del codificador
Aceleración y desaceleración suaves
Capacidad de posicionamiento a baja velocidad
Operación de ciclo alto
Compatibilidad de caja de cambios
Capacidad de frenado regenerativo
Compatibilidad de comunicaciones industriales
La relación de transmisión es particularmente importante. Determina la relación entre la velocidad del motor y la velocidad de la rueda e influye en el par de salida disponible.
Por ejemplo, aumentar la relación de reducción puede aumentar el par de salida y al mismo tiempo reducir la velocidad de las ruedas. Por lo tanto, la relación correcta debe calcularse a partir de la velocidad de desplazamiento requerida, el diámetro de la rueda, la velocidad del motor, la aceleración y la masa total en movimiento.
Es posible que un transelevador deba detenerse en cientos o miles de lugares de almacenamiento. Por lo tanto, alcanzar las coordenadas correctas del pasillo es una parte fundamental del rendimiento de AS/RS.
Un codificador proporciona retroalimentación al servoaccionamiento, lo que permite que el sistema de control compare el movimiento ordenado con el movimiento real del motor.
Sin embargo, la posición del motor no es necesariamente idéntica a la posición de la grúa..
Factores mecánicos como:
Juego de la caja de cambios
Patinaje de ruedas
Condiciones ferroviarias
Juego de acoplamiento
Deflexión estructural
Desgaste mecánico
puede influir en la posición final.
Por lo tanto, para sistemas de alta precisión, la servorretroalimentación se puede combinar con tecnologías de posicionamiento externas, como medición láser, posicionamiento de códigos de barras o sensores de referencia.
El resultado es una estrategia de posicionamiento en capas:
Servocodificador → Posición del motor → Transmisión mecánica → Referencia de posición externa → Posición real de la grúa
Esto es particularmente útil cuando la grúa opera a alta velocidad pero debe reducir la velocidad y posicionarse con precisión antes de que la horquilla entre en el estante.
El eje de elevación tiene requisitos fundamentalmente diferentes a los del desplazamiento horizontal.
En lugar de mover una gran masa a lo largo de un riel horizontal, el motor de elevación debe subir y bajar una carga contra la gravedad..
Esto significa que el par y el frenado se vuelven especialmente importantes.
Es posible que el servomotor de elevación deba manejar:
Peso máximo del palet
Peso del carro de carga
Peso del mecanismo de la horquilla
Contrapeso, si corresponde
Velocidad de elevación
Aceleración
Desaceleración
Eficiencia de la caja de cambios
Dimensiones del tambor, polea o rueda dentada
Carga por gravedad
Servicio continuo
Una relación de par de elevación simplificada se puede expresar como:
T = F × r / η
dónde:
T = par de salida requerido
F = fuerza de elevación
r = radio mecánico efectivo
η = eficiencia de transmisión
El cálculo real también debería incluir el par de aceleración, las pérdidas mecánicas, la inercia y un margen de ingeniería adecuado.
El eje de elevación requiere atención adicional porque la carga puede suspenderse por encima del suelo.
Cuando el motor se detiene o se corta la energía, es posible que el sistema necesite sostener mecánicamente la carga.
Por este motivo, un servomotor de elevación se puede configurar con un freno de parada mecánico..
El freno debe evaluarse según:
Carga máxima
Relación de caja de cambios
Mecanismo de elevación
Par de sujeción requerido
Condiciones de parada
Respuesta del freno
Arquitectura de seguridad
Es importante distinguir entre STO y un freno mecánico..
Safe Torque Off evita que el motor genere torque bajo las condiciones de seguridad aplicables, pero el STO en sí no debe tratarse como un mecanismo mecánico de retención de carga para una carga suspendida.
Por lo tanto, el sistema de elevación completo debe abordar conjuntamente el control del motor, el frenado mecánico y la seguridad de la máquina.
El eje de elevación no sólo debe alcanzar el nivel correcto de cremallera; debe llegar allí sin problemas.
Si el motor de elevación desacelera demasiado agresivamente, puede crear:
oscilación de carga
Vibración del mástil
Choque mecánico
Movimiento de paletas
Sobrepaso de posición
Un perfil de aceleración y desaceleración en curva en S puede ayudar a reducir los cambios abruptos en la aceleración.
Una secuencia práctica puede ser:
Elevación rápida → Desaceleración controlada → Aproximación a baja velocidad → Confirmación de posición
Esto permite que la grúa se mueva rápidamente entre los niveles de estantería mientras mantiene el movimiento controlado durante la etapa de posicionamiento final.
Para equipos AS/RS de gran altura, este equilibrio entre velocidad y estabilidad puede tener una influencia directa en el ciclo general de almacenamiento y recuperación.
El eje de las horquillas es el encargado de trasladar el palet entre el transelevador y la estantería de almacenamiento.
Aunque el mecanismo de horquilla puede soportar menos masa total que la propia grúa, sus requisitos de posicionamiento pueden ser muy exigentes.
La horquilla debe extenderse hasta la profundidad correcta, engancharse correctamente en el palet y retraerse sin hacer contacto con la estructura del estante.
Por tanto, el servomotor podrá priorizar:
Posicionamiento preciso
Repetibilidad
Movimiento suave a baja velocidad
Tamaño compacto
Respuesta rápida de avance/retroceso
Detección de límites fiable
Compatibilidad mecánica
El movimiento de la horquilla normalmente ocurre después de que la grúa ya ha alcanzado su posición horizontal y vertical objetivo.
Esto significa que la precisión del posicionamiento de las horquillas depende en parte de la precisión de los ejes de desplazamiento y elevación anteriores..
Considere una plataforma que debe insertarse en una ubicación de estante.
Si la grúa se coloca incorrectamente, la horquilla puede entrar a una altura o coordenada horizontal incorrecta.
Si la horquilla se extiende demasiado, puede interferir con los componentes de la parrilla.
Si no se extiende lo suficiente, es posible que el palet no se transfiera correctamente.
Por lo tanto, el servo de horquilla necesita un movimiento predecible tanto a altas como a bajas velocidades.
Un movimiento típico de una horquilla se puede dividir en:
Extensión rápida → Desaceleración controlada → Posición final → Transferencia de carga → Retracción controlada
Este enfoque permite que el sistema reduzca la velocidad antes de la etapa final de inserción o extracción.
Eje |
Función primaria |
Requisitos del servo principal |
|---|---|---|
Viaje horizontal |
Mover la grúa por el pasillo |
Alta velocidad, aceleración, par máximo, parada precisa |
Elevación vertical |
Subir y bajar carga |
Alto par, freno, descenso controlado, retroalimentación de posición |
Tenedor |
Palet de transferencia |
Diseño compacto, repetibilidad, control de baja velocidad, inversión rápida |
Esta comparación demuestra por qué la configuración de servo específica del eje puede ser valiosa para los equipos AS/RS.
Es posible que la misma especificación de motor no proporcione la mejor combinación de par, velocidad, dimensiones y rendimiento de control para los tres mecanismos.
Para los fabricantes de AS/RS, el uso de una plataforma de servomotor común con diferentes configuraciones puede proporcionar un equilibrio práctico entre personalización y estandarización.
Por ejemplo, un fabricante puede utilizar diferentes versiones de la misma plataforma servo para:
Eje de viaje
Mayor poder
Mayor par máximo
Caja de cambios
Operación de alta velocidad
Comentarios del codificador
Eje de elevación
Mayor par continuo
Freno mecanico
Caja de cambios
descenso controlado
Comentarios de alta resolución
Eje de horquilla
Menor potencia
Dimensiones compactas
Alta repetibilidad de posicionamiento
Respuesta rápida de avance/retroceso
Este enfoque puede simplificar el desarrollo de productos y al mismo tiempo adaptar el motor a cada eje.
El servomotor nunca debe evaluarse por separado del sistema de transmisión.
Para el eje de desplazamiento, la caja de cambios debe proporcionar suficiente par a las ruedas manteniendo la velocidad máxima de desplazamiento requerida.
Para levantar, la caja de cambios debe proporcionar suficiente par para elevar la carga y trabajar con el sistema de frenos.
Para el eje de la horquilla, la transmisión debe proporcionar la velocidad de extensión requerida y la precisión de posicionamiento sin un juego excesivo.
Los parámetros importantes de la caja de cambios incluyen:
Relación de reducción
Par de salida nominal
Par de salida máximo
Reacción
Eficiencia
Rigidez mecánica
Vida útil
Dimensiones de instalación
Una caja de cambios de bajo juego puede resultar particularmente útil cuando la aplicación requiere un posicionamiento preciso y cambios de dirección frecuentes.
La selección del codificador debe basarse en el sistema de control de movimiento completo.
Los parámetros relevantes incluyen:
Resolución
Retroalimentación incremental o absoluta
Capacidad de una o varias vueltas
Protocolo de retroalimentación
Velocidad máxima
Compatibilidad de unidades
Resistencia ambiental
Para sistemas AS/RS de ciclo alto, el codificador también debe ser adecuado para el entorno operativo y la vida útil esperada.
Un codificador de alta resolución puede proporcionar al servoaccionamiento información de posición más detallada, pero la precisión general de la máquina aún depende de la transmisión mecánica y del sistema de posicionamiento externo.
Los tres ejes deben funcionar como un sistema coordinado.
Por ejemplo, la grúa no debe extender la horquilla hasta que los ejes de desplazamiento y elevación hayan alcanzado las posiciones correctas.
Por tanto, la arquitectura de control puede utilizar redes industriales como:
EtherCAT
PROFINET
CANabierto
Ethernet/IP
Modbus
El protocolo específico depende del PLC, el controlador de movimiento, el servoaccionamiento y el integrador del sistema.
La comunicación rápida puede ayudar a coordinar:
Posición de viaje + Posición de elevación + Posición de horquilla
Esta coordinación es esencial para una manipulación automatizada fiable de palés.
Los desplazamientos y levantamientos a alta velocidad pueden crear vibraciones estructurales.
La solución debe combinar:
Dimensionamiento correcto del motor
Selección de caja de cambios adecuada
Coincidencia de inercia
Perfiles de movimiento en curva S
Ajuste de ganancia de servo
Supresión de resonancia
Desaceleración controlada
Rigidez mecánica
Comentarios de posicionamiento precisos
El objetivo es reducir el tiempo de asentamiento , no simplemente reducir la velocidad máxima.
Una grúa que se desplaza rápidamente pero que requiere un tiempo considerable para dejar de oscilar puede no proporcionar un ciclo general más corto.
Los fabricantes de equipos AS/RS a menudo tienen diferentes requisitos para los mecanismos de desplazamiento, elevación y horquilla.
La personalización OEM puede abordar:
Dimensiones del motor
Tamaño del eje
Brida de montaje
Tipo de codificador
Configuración de freno
Relación de caja de cambios
Longitud del cable
Posición del conector
Tensión nominal
Rango de par
Requisitos de comunicación
Por ejemplo, un motor de elevación puede requerir un freno mientras que el motor de desplazamiento no. Un motor de horquilla puede requerir un cuerpo compacto, mientras que el motor de desplazamiento puede priorizar el par máximo.
La personalización permite que la configuración del motor siga el diseño de la máquina en lugar de obligarla a seguir un motor estándar.
Antes de seleccionar un motor, los fabricantes de AS/RS deben preparar los datos de la aplicación.
Determinar:
masa total en movimiento
Velocidad máxima de desplazamiento
Diámetro de la rueda
Aceleración
Desaceleración
Relación de caja de cambios
Resistencia del carril
ciclo de trabajo
Precisión de posicionamiento requerida
Determinar:
Carga útil máxima
Peso del carro de carga
Velocidad de elevación
Altura de elevación
Aceleración
Diámetro de polea o tambor
Relación de transmisión
Par de sujeción requerido
Requisitos de freno
ciclo de trabajo
Determinar:
Masa de horquilla
Carga máxima
Distancia de extensión
Velocidad de extensión requerida
Precisión de posicionamiento
Frecuencia del ciclo
Espacio de instalación disponible
Tipo de transmisión
Esta información permite al proveedor del motor evaluar la aplicación real en lugar de seleccionar un motor únicamente a partir de la potencia nominal.
Para los fabricantes de AS/RS, JKONGMOTOR puede proporcionar soluciones de servomotores de CA diseñadas según los requisitos de movimiento específicos de la aplicación..
La solución se puede evaluar según los requisitos de:
Eje de viaje
Eje de elevación
Eje de horquilla
La configuración OEM puede incluir consideraciones tales como potencia del motor, par, dimensiones, configuración del eje, codificador, freno, coincidencia de la caja de cambios, disposición de los cables y compatibilidad del sistema de control..
Para nuevas plataformas AS/RS, el proceso de desarrollo puede seguir:
Análisis de aplicaciones → Selección de motores → Diseño de interfaz mecánica → Prototipo → Pruebas → Optimización → Producción por lotes
Este enfoque permite evaluar el servomotor como parte del sistema de movimiento completo en lugar de como un componente aislado del catálogo.
Un transelevador AS/RS depende de varios ejes de movimiento coordinado, y cada eje presenta diferentes requisitos de servomotor.
El eje de desplazamiento horizontal necesita una alta respuesta dinámica, operación a alta velocidad y parada precisa. El eje de elevación requiere un par elevado, un movimiento vertical controlado y una sujeción de carga fiable. El eje de la horquilla requiere una integración compacta, un movimiento suave y un posicionamiento altamente repetible.
Por esta razón, el control de movimiento AS/RS efectivo se basa en hacer coincidir el servomotor de CA con la función mecánica real de cada eje..
Cuando la potencia del motor, el par, la relación de la caja de cambios, el codificador, el freno, el perfil de movimiento y la arquitectura de control se coordinan adecuadamente, el transelevador puede lograr un mejor equilibrio entre alta velocidad, precisión de posicionamiento, funcionamiento suave, confiabilidad y tiempo general del ciclo de almacenamiento y recuperación..
Para los OEM de AS/RS, el enfoque más práctico es trabajar con un fabricante de servomotores que pueda admitir tanto plataformas de servos estandarizadas como personalización OEM específica de la aplicación , lo que permite diseñar ejes de desplazamiento, elevación y horquillas en función de los requisitos reales de la grúa.
Un motor de inducción convencional con variador de frecuencia puede ser adecuado para muchas aplicaciones industriales.
Sin embargo, las aplicaciones AS/RS exigentes pueden requerir un control de movimiento más detallado.
Requisito |
Motor convencional + VFD |
Servosistema de CA |
|---|---|---|
control de velocidad |
Bien |
Excelente |
Comentarios de posición |
Opcional/externo |
Arquitectura de retroalimentación integrada |
Respuesta dinámica |
Dependiente de la aplicación |
Alto |
Posicionamiento fino |
mas dificil |
Bien adaptado |
Aceleración/desaceleración rápida |
Posible |
Fuerte capacidad |
Respuesta de par |
Bien |
Alta respuesta dinámica |
Compensación de vibraciones |
Depende de la unidad |
Comúnmente disponible |
Perfiles de movimiento precisos |
Posible |
Fuerte capacidad |
Posicionamiento de ciclo alto |
Dependiente de la aplicación |
Bien adaptado |
Integración con control de movimiento |
Bien |
Excelente |
En última instancia, la elección debería basarse en el diseño completo de la máquina. No todos los ejes AS/RS requieren la misma tecnología de motor.
Un motor puede tener la potencia nominal correcta y aun así funcionar mal en una aplicación AS/RS.
Es posible que el motor funcione normalmente pero tenga problemas durante la aceleración con una paleta completamente cargada.
El servo puede resultar difícil de sintonizar, lo que produce una respuesta dinámica lenta o un comportamiento inestable.
La grúa puede alcanzar la velocidad deseada pero carecer de par de salida suficiente o producir una velocidad excesiva en la rueda.
Es posible que el sistema no tenga suficiente resolución de retroalimentación para el rendimiento de posicionamiento requerido.
El motor puede ser lo suficientemente potente, pero la estructura de la grúa puede vibrar excesivamente.
Un eje de elevación requiere especial atención a la retención de la carga cuando se corta la energía.
Los cables largos y los movimientos repetidos de la grúa pueden crear problemas de instalación y confiabilidad si el sistema de cables y conectores no se selecciona adecuadamente.
Una forma útil de pensar en toda la aplicación es:
Rendimiento de posicionamiento = Respuesta del motor + Calidad de retroalimentación + Precisión mecánica + Perfil de movimiento + Ajuste de control
Y:
Rendimiento = Rendimiento de viaje + Aceleración + Desaceleración + Tiempo de estabilización + Ciclo de manejo de carga
Esto explica por qué la simple compra de un servomotor de mayor potencia no produce necesariamente un sistema AS/RS más rápido.
El motor debe adaptarse correctamente al sistema mecánico y a la estrategia de control.
Lograr un posicionamiento altamente dinámico en un transelevador AS/RS no es simplemente una cuestión de instalar un motor de alta velocidad.
Los sistemas de mejor rendimiento están diseñados en torno a la interacción entre el servomotor, el servoaccionamiento, el codificador, la caja de cambios, la estructura mecánica, los sensores de posicionamiento externos, el perfil de movimiento y el sistema de control del almacén..
Un servomotor de CA proporciona la base del control dinámico. El codificador proporciona retroalimentación. El variador regula el par y la velocidad. La caja de cambios convierte las características del motor en potencia mecánica utilizable. El sistema de posicionamiento confirma la ubicación física de la máquina. Finalmente, el controlador de movimiento coordina el ciclo completo.
Por lo tanto, para equipos AS/RS de alta velocidad, el objetivo de diseño más práctico no es la velocidad máxima del motor sino el máximo rendimiento útil con aceleración controlada, tiempo de estabilización corto, posicionamiento confiable y operación repetible..
Para los fabricantes de transelevadores OEM, este enfoque a nivel de sistema puede marcar la diferencia entre un motor que simplemente mueve la máquina y una solución de servo movimiento diseñada para almacenamiento y recuperación automatizados de alta dinámica..
El servomotor de CA adecuado depende del eje de la grúa, la carga útil, la velocidad, la aceleración, la relación de caja de cambios, el ciclo de trabajo y los requisitos de posicionamiento. Los ejes de desplazamiento, elevación y horquilla normalmente requieren diferentes configuraciones mecánicas, de par, de velocidad y de freno.
Los servomotores de CA proporcionan una respuesta dinámica alta, control de velocidad preciso, retroalimentación del codificador y aceleración y desaceleración controladas . Estas características ayudan al transelevador a desplazarse rápidamente a través del pasillo mientras logra un posicionamiento preciso en la ubicación de almacenamiento objetivo.
El eje de elevación generalmente requiere un alto par continuo y máximo, retroalimentación de posición precisa, aceleración y desaceleración controladas y frenado mecánico adecuado . La selección del motor debe considerar la carga útil máxima, la velocidad de elevación, el mecanismo de elevación, la relación de la caja de cambios, el ciclo de trabajo y los requisitos de retención de carga.
La horquilla debe extenderse y retraerse con precisión en el estante sin dañar la plataforma, el estante o el mecanismo de manipulación. Un servomotor proporciona un posicionamiento repetible, un movimiento controlado a baja velocidad, una respuesta rápida de avance/retroceso y una parada precisa , que son importantes para una transferencia confiable de paletas.
Es técnicamente posible en algunos diseños de máquinas, pero los tres ejes suelen tener requisitos operativos diferentes. Los mecanismos de desplazamiento, elevación y horquilla pueden requerir diferentes configuraciones de potencia, par, velocidad, caja de cambios, freno, codificador y montaje. Una plataforma servo común con configuraciones específicas de eje puede proporcionar una solución práctica.
Un servosistema de CA utiliza retroalimentación del codificador para monitorear el movimiento del motor y regular la posición y la velocidad. Sin embargo, la precisión final de la grúa también depende de la caja de cambios, la transmisión, el deslizamiento de las ruedas, la rigidez mecánica, el juego, los sensores de posicionamiento externos y el sistema de control . Por lo tanto, la retroalimentación servo debe considerarse parte de la arquitectura de posicionamiento completa.
Un eje de elevación puede requerir un freno de retención mecánico cuando el diseño necesita sostener una carga suspendida verticalmente cuando el par del motor no está disponible. El freno debe seleccionarse según la carga, el sistema de transmisión, el par de retención requerido y el diseño de seguridad de la máquina. STO y la retención mecánica de carga no deben considerarse la misma función.
La vibración se puede abordar mediante el tamaño apropiado del motor y la caja de cambios, adaptación de inercia, aceleración y desaceleración en curva S, ajuste de servos, supresión de resonancia, rigidez mecánica y retroalimentación precisa . El aumento de la velocidad o aceleración del motor por sí solo no necesariamente mejora el tiempo general del ciclo AS/RS.
Sí. La personalización OEM puede incluir dimensiones del motor, configuración de eje y brida, codificador, caja de cambios, freno, cable, conector, par nominal, velocidad y otros requisitos específicos de la aplicación . La personalización es particularmente útil cuando el servomotor debe adaptarse a una transmisión de transelevador dedicada.
La información más útil incluye masa total en movimiento, carga útil máxima, velocidad de desplazamiento, velocidad de elevación, aceleración, desaceleración, dimensiones de rueda o transmisión, relación de caja de cambios, ciclo de trabajo, precisión de posicionamiento, espacio de montaje, requisitos del codificador, requisitos de freno y protocolo de control . Los datos precisos de la aplicación permiten al proveedor del motor evaluar el sistema de movimiento completo en lugar de seleccionar un motor basándose únicamente en la potencia nominal.
