Automatiseeritud juhitavad sõidukid (AGV) nõuavad liikumissüsteeme, mis ühendavad täpse positsioneerimise, kiire side, kompaktse mehaanilise integreerimise ja usaldusväärse reaalajas juhtimise . Selles keskkonnas pakub kombinatsioon integreeritud harjadeta rummu servomootori ja CANopeni kommunikatsiooni praktilise arhitektuuri ratta kiiruse, pöördemomendi, suuna ja sõiduki tasemel liikumiskäskude koordineerimiseks.

Erinevalt tavalistest mootorisüsteemidest, mis eraldavad mootori, koodri, servoajami ja sideliidese erinevateks komponentideks, saab integreeritud harjadeta rummu servomootor paigutada mitu neist funktsioonidest otse rattakoostu sisse. CANopen pakub seejärel standardiseeritud sidekihti AGV kontrolleri ja üksikute mootorisõlmede vahel.

See kombinatsioon on eriti kasulik diferentsiaalajamiga AGV-de, mitmesuunaliste mobiilsete robotite, laosõidukite, AMR-i ja autonoomsete materjalikäitlusplatvormide jaoks..

Mis on integreeritud harjadeta rummu servomootor?

An integreeritud harjadeta rummu servomootor on kompaktne liikumisjuhtimisseade, mis ühendab harjadeta mootori, servoajami, kodeerija ja rummumehhanismi üheks komplektiks. Erinevalt tavapärasest servosüsteemist, kus mootor, kontroller, tagasisideseade ja ülekandekomponendid paigaldatakse eraldi, paigutab integreeritud rummu servomootor peamised liikumisjuhtimise komponendid otse ratta sisse või ümber.

See arhitektuur sobib eriti hästi AGV-de, AMR-ide, mobiilsete robotite, automatiseeritud materjalikäitlusseadmete ja kompaktsete liikumisjuhtimissüsteemide jaoks , kus ruum, juhtmestik ja täpne rataste juhtimine on olulised.

Kuidas integreeritud harjadeta rummu servomootor töötab?

Tüüpiline integreeritud harjadeta rummu servomootor koosneb neljast peamisest funktsionaalsest elemendist:

Kooder mõõdab pidevalt mootori liikumist. Servokontroller võrdleb tegelikku liikumist käsu väärtusega ja reguleerib vastavalt mootori väljundit.

Miks kasutada rummu servosüsteemis harjadeta mootorit?

Harjadeta mootor on integreeritud arhitektuuri võtmeosa.

Võrreldes harjatud mootoritega kõrvaldavad BLDC mootorid mehaanilised harjad ja kommutaatorid , vähendades mehaanilist kulumist ja toetades tõhusat ja usaldusväärset pidevat tööd.

Tüüpilised eelised hõlmavad järgmist:

• Kõrge efektiivsus

• Madal mehaaniline kulumine

• Kompaktne konstruktsioon

• Kõrge võimsuse ja kaalu suhe

• Hea kiiruse kontroll

• Madalad hooldusnõuded

• Sobib pidevaks tööks

Need omadused muudavad harjadeta tehnoloogia sobivaks mobiilplatvormidele, mis nõuavad sagedast kiirendamist, aeglustumist ja suunamuutusi.

Mis teeb sellest servomootori?

Harjadeta mootor muutub servosüsteemi osaks , kui liikumise juhtimiseks kasutatakse suletud ahela tagasisidet.

Kodeerija pakub teavet järgmise kohta:

• Rootori asend

• Pöörlemiskiirus

• Suund

• Positsiooniviga

Servokontroller kasutab seda tagasisidet mootori reguleerimiseks.

Näiteks:

Käsustatud kiirus → 1000 p/min

Tegelik kiirus → 980 p/min

Kontroller tuvastab erinevuse ja reguleerib mootori väljundit vea vähendamiseks.

See suletud ahelaga toimimine tagab täpsema liikumise juhtimise kui tavaline avatud ahelaga mootorisüsteem.

Kuidas seda kasutatakse AGV-des ja AMR-ides?

Üks levinumaid rakendusi on mobiilne roboti rattavedu.

Diferentsiaalveoga AGV puhul saavad kaks integreeritud rummu servomootorit iseseisvalt juhtida vasakut ja paremat ratast.

Reguleerides iga ratta kiirust ja suunda, suudab sõiduk:

• Edasi liikumine

• Tagurpidi liikumine

• Pööramine

• Kiirendus

• Aeglustus

• Diferentsiaaljuhtimine

Täiustatud platvormide puhul saab nelja või enama servorummu mootorit koordineerida tööstuslike sidevõrkude (nt CANopen) või muude reaalajas kasutatavate protokollide kaudu.

Integreeritud harjadeta rummu servomootor: kompaktne liikumislahendus

Integreeritud harjadeta rummu servomootor ühendab harjadeta mootori, servoajami, kodeerija ja rattarummu funktsioonid kompaktseks liikumisjuhtimissõlmeks. Selle suletud ahela arhitektuur võimaldab täpselt juhtida kiirust, asendit, suunda ja pöördemomenti , samas kui selle integreeritud konstruktsioon võib vähendada juhtmeid, mehaanilisi komponente ja paigaldusruumi.

See arhitektuur pakub jaoks AGV-de, AMR-ide, mobiilsete robotite ja automatiseeritud logistikaseadmete praktilist viisi kompaktsete, hajutatud ja täpselt juhitavate rattaveosüsteemide ehitamiseks.

Jkongmotori kohandatud servomootori liigutused

Ühekordne integreeritud alalisvoolu servomootori lahenduste pakkuja

Miks on CANopen AGV liikumisjuhtimise jaoks oluline?

CANopen on CAN siini tehnoloogial põhinev kõrgema kihi sideprotokoll. See määratleb standardiseeritud mehhanismid juhtkäskude, olekuteabe, konfiguratsiooniparameetrite ja protsessiandmete vahetamiseks võrku ühendatud seadmete vahel.

AGV-s võib iga integreeritud rummu servomootor töötada eraldi CANopeni sõlmena.

Sõiduki kontroller ei pea haldama iga mootorit eraldi füüsilise juhtimisliidese kaudu. Selle asemel saab see sama CAN-põhise võrgu kaudu suhelda mitme servosõlmega.

See hajutatud arhitektuur sobib hästi mobiilsetele robotitele, kus mitut ratast tuleb pidevalt koordineerida.

Kuidas CANopen juhib integreeritud harjadeta rummu servomootorit

Põhilise liikumisjuhtimise protsessi võib jagada mitmeks etapiks.

1. AGV kontroller genereerib liikumiskäsu

AGV navigatsiooni- või liikumisjuhtimistarkvara arvutab välja vajaliku sõiduki liikumise.

Diferentsiaalajamiga AGV puhul võib see hõlmata järgmist:

• Vasaku ratta kiirus

• Parema ratta kiirus

• Ratta suund

• Kiirendus

• Aeglustus

• Sihtpositsioon

• Pöördemomendi nõuded

Seejärel teisendab sõiduki kontroller need nõuded üksikute mootorisõlmede käskudeks.

2. CANopen edastab käsu

Liikumiskäsk edastatakse CANopeni võrgu kaudu.

Sõltuvalt juhtimisarhitektuurist võib kontroller kasutada standardiseeritud CANopeni mehhanisme, näiteks:

• Andmeobjektide töötlemine (KPN-d)

• Teenuse andmeobjektid (SDO-d)

• Võrguhaldus (NMT)

• Hädaabi teated

• Südamelöögid või sõlmede kaitsemehhanismid

• Objektisõnastiku parameetrid

Tsüklilise liikumise juhtimiseks on kaitstud päritolunimetused eriti kasulikud, kuna need võimaldavad sageli vahetatavaid protsessiandmeid tõhusalt edastada.

3. Integreeritud servoajam töötleb käsku

Integreeritud ajam saab CANopeni käsu ja teisendab selle sobivaks mootorijuhtimistoiminguks.

Kodeerija annab servokontrollerile tagasisidet, et kästud ja tegelikku liikumist saaks pidevalt võrrelda.

4. Kodeerija tagasiside sulgeb liikumisahela

Servo juhtimine sõltub tagasisidest.

Integreeritud kodeerija võib pakkuda järgmist teavet:

• Rootori asend

• Mootori kiirus

• Suund

• Positsiooniviga

• Tegelik liikumise olek

Ajam kasutab seda teavet mootori reguleerimiseks.

Näiteks:

Käsustatud kiirus: 1,00 m/s ratta ekvivalentkiirus

Tegelik kiirus: 0,98 m/s

Kontroller suudab erinevuse tuvastada ja mootori väljundit vastavalt reguleerida.

See suletud ahelaga arhitektuur võimaldab AGV-l saavutada oluliselt rohkem kontrollitud liikumist kui avatud ahelaga mootorisüsteem.

CANopen CiA 402 ja AGV servoajamid

Servo- ja liikumisjuhtimisrakenduste jaoks on CiA 402 oluline CANopeni seadmeprofiil.

See määratleb liikumisjuhtimisseadmete standardsed kontseptsioonid, sealhulgas tööolekud ja juhtimisobjektid.

Täpne rakendamine sõltub draivist ja rakendusest, kuid standardiseeritud seadme käitumine muudab AGV-kontrolleri jaoks erinevate liikumissõlmedega suhtlemise lihtsamaks.

Levinud CiA 402 töörežiimid

CANopeni servoajam võib toetada selliseid töörežiime nagu:

Mobiilsete AGV-de puhul on kiirusele orienteeritud juhtimine eriti oluline, kuna rataste kiirust reguleeritakse pidevalt vastavalt sõiduki trajektoori arvutustele.

Kuidas CANopen sünkroniseerib mitut AGV ratast

CANopeni võrgunduse suur eelis on võime koordineerida mitut mootorisõlme.

Mõelge neljarattalisele AGV-le, igal mootoril võib olla oma CANopeni sõlme ID. AGV-kontroller suudab arvutada iga ratta jaoks vajaliku kiiruse ja jagada need käsud CANopeni võrgu kaudu.

See on hädavajalik:

• Sirge joonega sõitmine

• Pööramine

• Kiirendus

• Aeglustus

• Kõverad trajektoorid

• Diferentsiaaljuhtimine

• Koordineeritud ratta liikumine

CANopen KPN-d reaalajas liikumisandmete jaoks

Process Data Objects (PDO-d) on CANopeni liikumissüsteemides tõhusa tsüklilise suhtluse kesksel kohal.

Konfiguratsiooniteabe korduva saatmise asemel võivad kaitstud päritolunimetused kanda sageli muutuvaid protsessiandmeid.

CANopen SDO-d konfigureerimiseks ja parameetrite haldamiseks

Kuigi PDO-d sobivad hästi tsükliliste protsessiandmete jaoks, teenuseandmeobjekte (SDO) tavaliselt konfigureerimiseks ja parameetritele juurdepääsuks. kasutatakse

AGV tootja võib kasutada SDO sidet, et konfigureerida:

• Mootori parameetrid

• Kodeerija seaded

• Kiirenduse piirid

• Aeglustuspiirid

• Kiiruse piirangud

• Praegused piirangud

• Vealäved

• Töörežiimid

• kaitstud päritolunimetuse kaardistused

• Sõlme konfiguratsioon

Konfiguratsiooni ja tsüklilise liikumise andmete eraldamine aitab säilitada organiseeritud suhtlusarhitektuuri.

Kuidas CANopen parandab AGV hajutatud juhtimist

Integreeritud jaoturi servoarhitektuuri üks tugevamaid omadusi on hajutatud intelligentsus.

Selle asemel, et paigutada kogu veoelektroonika keskkappi, saavad üksikud rattad täita oma madala tasemega liikumisjuhtimisülesandeid.

Seetõttu saab AGV kontroller keskenduda kõrgema taseme funktsioonidele, näiteks:

• Navigeerimine

• Lokaliseerimine

• Tee planeerimine

• Takistuste vältimine

• Sõiduki kinemaatika

• Laevastiku koordineerimine

Samal ajal tegeleb iga integreeritud servomoodul kohalike mootorijuhtimisfunktsioonidega.

Tsentraliseeritud vs hajutatud juhtimine

See arhitektuur võib aidata lihtsustada kompaktsete AGV-de mehaanilist ja elektrilist disaini.

CANopen side ja AGV liikumise täpsus

Liikumise täpsus ei tulene ainult CANopenist.

Lõplik liikumise jõudlus sõltub kogu juhtimisahelast:

Kodeerija eraldusvõime + servo juhtimine + mehaaniline jõuülekanne + ratta läbimõõt + juhtimisalgoritm + side ajastus + sõiduki mehaanika

CANopen pakub sideraamistikku, samas kui integreeritud servoajam juhib kohalikku suletud ahelaga mootorit.

Näiteks kui ratta ümbermõõt on CC, määrab ratta pöörlemiskiirus nn teoreetilise lineaarkiiruse:

v=C×n60v = rac{C imes n}{60}

kus:

• vv = lineaarkiirus

• CC = ratta ümbermõõt

• nn = pöörlemiskiirus p/min

DD läbimõõduga ratta puhul:

C=πDC = pi D

Seetõttu:

v=πDn60v = rac{pi D n}{60}

Tegeliku AGV puhul tuleb arvesse võtta ka rataste libisemist, rehvi deformatsiooni, põranda tingimusi, käigukasti omadusi ja mehaanilisi tolerantse.

CANopeni hädaabiteated parandavad tõrkekäsitlust

Automaatsõidukid töötavad keskkondades, kus ootamatud mootoririkked võivad mõjutada sõiduki ohutust ja tootlikkust.

CANopen pakub mehhanisme seadme tõrgete, sealhulgas hädaolukorra (EMCY) teadete edastamiseks.

Mootorikontroller võib teatada järgmistest tingimustest:

• Ülevool

• Ülepinge

• Alapinge

• Ületemperatuur

• Kodeerija vead

• Suhtlusvead

• Ajami vead

• Mootori juhtimise kõrvalekalded

Täpse kaitsereaktsiooni peaks määrama AGV üldine ohutusarhitektuur, mitte tugineda ainult CANopeni suhtlusele.

Südamelöögi jälgimine hajutatud mootorisõlmede jaoks

Mitmerattalise AGV puhul peab kontroller teadma, kas üksikud mootorisõlmed jäävad tööle.

CANopeni südamelöökide jälgimist saab kasutada sõlme saadavuse jälgimiseks.

Kui sõlm lõpetab suhtlemise, saab kontroller tuvastada võrgu või seadme probleemi ja algatada asjakohase süsteemi vastuse.

See on eriti kasulik mitme hajutatud mootorimooduliga AGVde puhul.

Miks integreeritud rummu servomootorid sobivad AGV-dele?

Rummu mootori mehaaniline struktuur võib sõiduki integreerimist veelgi lihtsustada.

Kuna mootor on paigutatud otse rattasõlme ümber või sees, võib jõuülekanne potentsiaalselt kõrvaldada mõned tavapärased mehaanilised ülekandekomponendid.

Täpne mehaaniline paigutus on tooteti erinev, kuid integreeritud kontseptsioon võib vähendada väliste komponentide arvu.

Võimalikud disaini eelised hõlmavad järgmist:

• Kompaktne pakend

• Vähendatud käigukasti komponendid

• Madalam juhtmestiku keerukus

• Lihtsustatud paigaldus

• Moodulrataste vahetus

• Hajutatud juhtimine

• Lihtsam süsteemi laiendamine

CANopeni võrgu kavandamise kaalutlused AGV-de jaoks

Usaldusväärne CANopen liikumissüsteem nõuab enamat kui ühilduva mootori valimist.

Olulised insenerikaalutlused hõlmavad järgmist:

1. Sõlme ID planeerimine

Igal mootoril peab olema kordumatu võrgu identiteet.

Näiteks neljarattaline AGV võib reserveerida:

• Sõlm 1 – vasakpoolne

• Sõlm 2 – parempoolne esikülg

• Sõlm 3 – vasak-tagumine

• Sõlm 4 – parem-tagumine

Järjepidev sõlmede adresseerimise strateegia lihtsustab kasutuselevõttu ja hooldust.

2. Bussipeatus

CAN-võrgud nõuavad asjakohast lõpetamist vastavalt füüsilise kihi teostusele.

Halb lõpetamine võib põhjustada:

• Peegeldused

• Suhtlusvead

• Vähendatud töökindlus

• Vahelduvad vead

3. Kaabli paigutus

Süsteemi projekteerimisel tuleks arvesse võtta kaabli pikkust, topoloogiat, elektromagnetilisi häireid, maandust ja varjestust.

Mootori toitekaablid tuleks samuti suunata sidekaablite suhtes sobivalt.

4. Sidekoormus

CANopeni võrk peab olema konfigureeritud nii, et tsükliline liiklus jääks praktiliste bussikoormuse piiridesse.

Suurem mootorite arv ja lühemad juhtimistsüklid suurendavad võrguliiklust.

CANopen on üks võimalus mitme tööstusliku kommunikatsiooni lähenemisviisi hulgast.

Sobiv protokoll sõltub nõutavast värskenduskiirusest, sünkroonimisest, võrgu ulatusest, kontrolleri arhitektuurist ja süsteemi keerukusest.

Kompaktsete AGV-de jaoks võib CANopen pakkuda kasulikku tasakaalu hajutatud juhtimise, standardiseeritud seadmeprofiilide, juhtmestiku lihtsuse ja tööstusliku side funktsionaalsuse vahel..

CANopeni integreeritud harjadeta rummu servomootorite peamised eelised

Kui see kombinatsioon on õigesti kavandatud, võib see pakkuda mitmeid süsteemitaseme eeliseid.

Kompaktne integratsioon

Mootori, ajami, tagasisideseadme ja sideliidese saab koondada rattataseme moodulisse.

Vähendatud juhtmestik

Võrguühendus võib asendada mitu individuaalset juhtühendust keskkontrolleri ja hajutatud draivide vahel.

Suletud ahela juhtimine

Kodeerija tagasiside võimaldab servoajamil reguleerida mootori tegelikku liikumist.

Mitme mootori koordineerimine

Mitu rattasõlme saavad liikumisandmeid vahetada sama CANopeni võrgu kaudu.

Standardne suhtlus

CANopen ja CiA 402 pakuvad seadme juhtimise ja liikumisprofiilide standardseid kontseptsioone.

Modulaarne sõiduki disain

Mootorisõlmed saab kujundada modulaarsete komponentidena, mis lihtsustab erinevate AGV platvormide arendamist.

Vea diagnostika

Olekuteave, hädaabisõnumid ja sõlmede jälgimine pakuvad mehhanisme side- ja draiviprobleemide tuvastamiseks.

CANopen AGV rummu servosüsteemide disaini kontrollnimekiri

Enne integreeritud harjadeta rummu servosüsteemi rakendamist peaksid insenerid hindama:

Järeldus

CANopen-side võimaldab integreeritud harjadeta rummu servomootorid, mis toimivad intelligentsete võrku ühendatud rattamoodulitena AGV-des. Selle asemel, et käsitleda mootorit isoleeritud täiturmehhanismina, saab süsteem ühendada kohaliku servo juhtimise, koodri tagasiside, hajutatud side, diagnostika ja sõiduki tasemel liikumise koordineerimise ühtseks arhitektuuriks.

Selliste mehhanismide kaudu nagu PDO-d, SDO-d, NMT, südamelöökide jälgimine, hädaabiteated ja CiA 402 seadmeprofiilid , saab AGV-kontroller suhelda mitme servosõlmega, samal ajal kui iga mootor teostab oma madalatasemelist suletud ahela juhtimist.

Selliste rakenduste jaoks nagu laoautod, autonoomsed mobiilsed robotid, intelligentsed logistikasõidukid, automatiseeritud kärud ja materjalikäitlusplatvormid , võib integreeritud harjadeta rummu servomootori ja CANopeni kombinatsioon luua kompaktse ja modulaarse aluse hajutatud liikumisjuhtimiseks.

Kõige tõhusam rakendamine sõltub kogu süsteemi ülesehitusest, sealhulgas mootori pöördemomendist, koodri eraldusvõimest, ratta läbimõõdust, CANopeni tsükli ajastusest, siini koormusest, mehaanilisest konfiguratsioonist, soojustõhususest, pidurdusnõuetest ja funktsionaalsest ohutusarhitektuurist . Kui need elemendid on koos konstrueeritud, võivad CANopen-põhised integreeritud servorattad pakkuda skaleeritavat lähenemist AGV täpsele ja koordineeritud liikumisele.

KKK:

KKK 1: Mis on CANopen-side integreeritud harjadeta rummu servomootorites?

CANopen on CAN siini tehnoloogial põhinev sideprotokoll, mis võimaldab integreeritud harjadeta rummu servomootoritel vahetada liikumiskäske, tagasisideandmeid ja diagnostikateavet AGV kontrolleriga. See toetab standardiseeritud sidet hajutatud liikumisjuhtimissüsteemide jaoks.

KKK 2: Kuidas CANopen juhib AGV rummu servomootoreid?

CANopen võimaldab AGV kontrolleril edastada sihtkiiruse, asukoha või pöördemomendi käske üksikutele servomootoritele. Integreeritud servoajam töötleb neid käske ja kasutab koodri tagasisidet mootori liikumise reguleerimiseks ja suletud ahela liikumisjuhtimise saavutamiseks.

KKK 3: milline on CiA 402 roll CANopeni servomootorites?

CiA 402 määratleb CANopeni liikumisjuhtimisseadmete jaoks standardiseeritud seadmeprofiilid. See määrab töörežiimid, juhtsõnad, olekusõnad ja ajami-oleku üleminekud, aidates AGV-kontrolleritel suhelda ühilduvate servoajamitega.

KKK 4: Kas CANopen saab sünkroonida mitut rummu servomootorit AGV-s?

Jah. CANopen toetab koordineeritud suhtlust mitme mootorisõlme vahel. Sobivate sünkroonimismehhanismidega, nagu SYNC-teated ja konfigureeritud tsükliline side, saab AGV-kontroller koordineerida rataste kiirusi ja liikumiskäske diferentsiaalveoga ja mitmerattaliste sõidukite jaoks.

KKK 5: Mis on CANopeni liikumisjuhtimises kaitstud päritolunimetused ja SDO-d?

Protsessi andmeobjektid (PDO-d) edastavad ajatundlikke liikumis- ja tagasisideandmeid, sealhulgas sihtkiirust ja tegelikku asukohta. Teenindusandmeobjekte (SDO) kasutatakse peamiselt ajami parameetrite konfigureerimiseks, objektisõnastikule juurdepääsuks ja sideparameetrite seadistamiseks.

KKK 6: Millised töörežiimid on CANopeni integreeritud servomootorite jaoks saadaval?

Sõltuvalt draivi CiA 402 teostusest võivad toetatud režiimid hõlmata profiili asukoha režiimi, profiili kiiruse režiimi, tsüklilist sünkroonse asukoha režiimi, tsüklilist sünkroonse kiiruse režiimi ja tsüklilist sünkroonse pöördemomendi režiimi. Kiiruse reguleerimist kasutatakse tavaliselt AGV rattaveo rakendustes.

KKK 7. Kuidas parandab kodeerija tagasiside AGV liikumise täpsust?

Integreeritud kooder mõõdab mootori asendit ja kiirust ning annab tagasisidet servokontrollerile. Kontroller võrdleb tegelikku liikumist käsu väärtustega ja reguleerib mootori väljundit, et vähendada vigu, parandades ratta kiiruse reguleerimist ja positsioneerimist.

KKK 8: Kuidas CANopen parandab AGV-de rikete jälgimist?

CANopen pakub diagnostikamehhanisme, nagu hädaabiteated ja südamelöökide jälgimine. Need funktsioonid võimaldavad AGV kontrolleril tuvastada teatatud ajami vigu või siderikkeid ja algatada asjakohase sõidukitaseme reaktsiooni.

KKK 9: Millised on AGV-de integreeritud harjadeta rummu servomootorite eelised?

Integreeritud harjadeta rummu servomootorid ühendavad mootori, servoajami, kodeerija ja rattarummu kompaktseks koostuks. See võib vähendada juhtmeid, lihtsustada paigaldamist, säästa ruumi, toetada suletud ahelaga rataste juhtimist ja hõlbustada modulaarset AGV jõuülekande disaini.

KKK 10: Mida peaksid insenerid arvestama CANopeni rummu servomootori valimisel AGV jaoks?

Insenerid peaksid hindama nimi- ja tipppöördemomenti, ratta pöörlemiskiirust, anduri eraldusvõimet, toitepinget, CANopeni ja CiA 402 ühilduvust, sidetsükli aega, siini koormust, kaitsereitingut, soojustõhusust, pidurdusnõudeid ja sõiduki ohutusarhitektuuri.