Kuinka saavuttaa korkean dynaamisen paikannus AS/RS-pinoamisnostureissa AC-servomoottoreilla?

Nykyaikaisissa varastoissa on jatkuva paine varastoida enemmän tavaroita pienemmässä tilassa, siirtää lavoja nopeammin, vähentää paikannusvirheitä ja ylläpitää luotettavaa toimintaa ympäri vuorokauden . Tämä on yksi syy, miksi automatisoidut varastointi- ja hakujärjestelmät eli AS/RS ovat tulleet yhä tärkeämmiksi suuritiheyksisessä varastoinnissa, valmistuslogistiikassa, jakelukeskuksissa ja automatisoiduissa tuotantolaitoksissa.

Monien lava-AS/RS-järjestelmien keskiössä on pinoamisnosturi . Sen on kuljetettava vaakasuunnassa kapeaa käytävää pitkin, nostettava kuormia pystysuoraan eri hyllytasoille ja käytettävä kuormankäsittelylaitetta kuormalavojen sijoittamiseksi tai noutamiseksi. Nämä liikkeet on koordinoitava tarkasti. Pieni sijoitusvirhe voi johtaa lavan väärin asettamiseen, törmäykseen telineeseen, tarpeettomiin korjausliikkeisiin tai pidempään varastointi- ja palautusjaksoon.

Tästä syystä ajo-, nosto- ja käsittelyakseleissa käytettävä moottori ei ole vain pyörimisvoiman lähde. Se on osa koneen liikkeenohjausarkkitehtuuria.

Korkeadynaamisiin AS/RS-sovelluksiin, AC-servomoottorit voivat tarjota yhdistelmän vääntömomenttia, nopeuden säätöä, takaisinkytkentää, kiihtyvyyden ohjausta, paikannusvastetta ja tiedonsiirtoa, joita tarvitaan vaativien liikeprofiilien koordinointiin.

Mikä on AS/RS-pinoamisnosturi?

AS /RS-pinoamisnosturi , jota kutsutaan myös pinoamisnosturiksi, varastointi- ja palautuskoneeksi (SRM) tai automaattinen varastointi- ja palautusnosturi , on automatisoitu materiaalinkäsittelykone, joka on suunniteltu siirtämään tavaroita varastopaikkojen ja määrättyjen syöttö-/tulostusasemien välillä.

Tyypillinen lavanosturi toimii kolmella ensisijaisella liikesuunnalla:

• Vaakasuora kulku varastokäytävää pitkin

• Pystysuora nosto eri telinetasojen saavuttamiseksi

• Kuorman käsittely teleskooppihaarukan, sukkulahaarukan tai muun poistomekanismin avulla

Kone toimii normaalisti yhdessä varastonhallintajärjestelmän (WMS), varastonohjausjärjestelmän (WCS), PLC:n, antureiden, paikannuslaitteiden ja liikekäyttöjen kanssa..

Perinteisistä trukeista poiketen pinoamisnosturi on suunniteltu toimimaan määritellyssä käytävässä ja toistamaan automaattisia varastointi- ja noutokomentoja rajoitetuin ihmisen toimenpitein.

Tämä luo hyvin erilaisen moottoritarpeen.

Moottorin on kiihdytettävä, hidastettava, pysäytettävä, peruutettava ja siirrettävä konetta toistuvasti samalla kun se käsittelee muuttuvia kuormitusolosuhteita. Samalla nosturin rakenne voi olla korkea ja suhteellisen joustava, mikä tarkoittaa, että aggressiivinen kiihtyvyys voi aiheuttaa maston tärinää, joka vaikuttaa suoraan paikannustarkkuuteen.

Pinoamisnosturin dynamiikkaa koskeva tutkimus on tunnistanut erityisesti suuret dynaamiset kuormat ja maston tärinä tekijöiksi, jotka voivat heikentää koneen vakautta ja paikannustarkkuutta.

Miksi AS/RS-pinoamisnosturit ovat niin vaativia?

Perusvaatimus kuulostaa yksinkertaiselta: siirrä lava pisteestä A pisteeseen B.

Käytännössä liikeprofiili on paljon monimutkaisempi.

Pinoamisnosturi saattaa tarvita:

1. Kiihdytä nopeasti pysähdyksestä.

2. Aja suurella nopeudella kapean käytävän läpi.

3. Hidasta ennen kuin saavutat kohdesijaintisi.

4. Pysähdy pieneen paikannusikkunaan.

5. Nosta tai laske raskasta hyötykuormaa.

6. Ohjaa haarukan pidentämistä ja sisäänvetämistä.

7. Kompensoi kuormituksen vaihtelua.

8. Toista sama sykli tuhansia kertoja.

9. Koordinoi useita akseleita ilman liiallista tärinää.

10. Kommunikoi jatkuvasti koneohjaimen ja varastoautomaatiojärjestelmän kanssa.

Kaupalliset AS/RS-spesifikaatiot osoittavat, kuinka vaativia nämä järjestelmät voivat olla. Koneen suunnittelusta riippuen pinoamisnostureissa voidaan yhdistää suuria kulkunopeuksia, merkittäviä nostonopeuksia, suuret hyötykuormat ja millimetritason paikannusvaatimukset.

Tässä erittäin dynaaminen servo-liikkeenohjaus tulee tärkeäksi.

Jkongmotor mukautetut servomoottoriliikkeet

Yhden luukun integroitu DC-servomoottoriratkaisujen tarjoaja

Mitä High-Dynamic Positioning tarkoittaa?

Erittäin dynaaminen paikannus ei tarkoita vain 'liikkumista nopeammin'.

AS/RS-pinoamisnosturissa erittäin dynaaminen asemointi tarkoittaa, että moottori ja käyttöjärjestelmä voivat kiihtyä nopeasti, ohjata nopeutta tarkasti, hidastaa tasaisesti, asettua tavoiteasentoon ja säilyttää toistettavuuden muuttuvissa mekaanisissa olosuhteissa..

Hyödyllinen liikesarja voidaan esittää seuraavasti:

Kiihdytys → Nopea ajo → Hallittu hidastus → Hieno paikannus → Asennon vahvistus

Vaikein osa on siirtyminen näiden vaiheiden välillä.

Jos kiihdytys on liian voimakasta, masto voi täristä.

Jos hidastus alkaa liian myöhään, nosturi voi ylittää.

Jos moottorin vääntömomentti on riittämätön, taajuusmuuttaja voi kamppailla raskaan lavan tai vaihtuvan kuorman kanssa.

Jos ohjauksen vaste on liian hidas, kone saattaa tarvita lisäkorjausliikkeitä.

Jos takaisinkytkentäresoluutio on riittämätön, säätimellä on vähemmän tietoa akselin todellisen asennon määrittämiseen.

Tavoitteena ei siis ole maksiminopeus sinänsä. Tavoitteena on korkea suorituskyky, ohjattu liike ja ennustettava sijainti.

Miksi monet AS/RS-suunnittelijat valitsevat? AC servomoottorit?

Vaativiin pinoamisnosturisovelluksiin AC-servomoottorit tarjoavat useita ominaisuuksia, jotka vastaavat automaattisen liikkeen vaatimuksia.

1. Tarkka sijainnin palaute

Servomoottori toimii normaalisti anturilta tai muulta asentotunnistimelta tulevalla takaisinkytkellä.

Säädin voi verrata käskettyä asentoa moottorin todelliseen asentoon ja säätää jatkuvasti moottorin vastetta.

Tämä suljetun silmukan arkkitehtuuri eroaa pohjimmiltaan kiinteän jännitteen tai taajuuden käyttämisestä tavanomaiseen moottoriin.

AS/RS-laitteille palaute on erityisen hyödyllistä seuraavien aikana:

• Paikannus

• Kiihtyvyys

• Hidastus

• Hidas toiminta

• Kääntäminen

• Kotiuttaminen

• Kuorman vaihtelu

• Hieno sijoittelu

Jotkut teolliset servojärjestelmät tukevat myös ylimääräisiä takaisinkytkentäkanavia tarkempaan suljetun silmukan ohjaukseen ja mekaanisten epätäydellisyyksien, kuten välyksen ja joustavuuden, kompensointiin.

2. Nopea kiihtyvyys ja hidastuminen

AS/RS-järjestelmä ansaitsee tuottavuuden sykliajasta.

Mitä nopeammin nosturi pystyy suorittamaan varastointi- tai noutosyklin vakaudesta tinkimättä, sitä enemmän tapahtumia varasto voi käsitellä.

AC-servojärjestelmä voidaan konfiguroida ohjattuun kiihdytykseen ja hidastumiseen sen sijaan, että vaihdettaisiin vain täyden nopeuden ja pysäytyksen välillä.

Tämän ansiosta insinöörit voivat rakentaa liikeprofiilin nosturin mekaanisten ominaisuuksien ympärille.

Esimerkiksi:

0 → kiihdytys → nopea ajo → hallittu hidastus → hidas lähestyminen → pysäytys

Tarkat arvot riippuvat nosturin rakenteesta, hyötykuormasta, vaihteistosta, pyörän halkaisijasta, nostomekanismista, telineen geometriasta ja turvallisuusvaatimuksista.

3. Suuri vääntömomentti dynaamisen käytön aikana

Pinoamisnosturi ei aina toimi samalla mekaanisella kuormituksella.

Matka-akseli voi liikkua:

• Tyhjä taakkateline

• Osittain ladattu kantolaite

• Täysi lava

• Lava, jossa kuorma ei ole keskellä

Nostoakseli kokee vielä suurempia muutoksia, koska moottorin on voitettava painovoima ja mekaaninen voimansiirtojärjestelmä.

Tästä syystä moottorin valinnassa tulee ottaa huomioon jatkuva vääntömomentti, huippuvääntömomentti, kiihdytysmomentti, inertia, vaihteiston suhde, käyttösuhde ja jarrutusvaatimukset sen sijaan, että luotaisiin vain moottorin nimellistehoon.

4. Vakaa alhaisen nopeuden säätö

Nopealla matkalla nosturin lähelle kohdetta.

Hidas nopeussäädin saa sen oikeaan asentoon.

Viimeinen paikannusvaihe on siksi erittäin tärkeä.

Hyvä servojärjestelmä voi ylläpitää hallittua liikettä pienellä nopeudella ja siirtyä sujuvasti nopeasta liikenteestä hienoasemointiin.

Tämä vähentää äkillisten pysähdysten ja toistuvien korjaavien liikkeiden tarvetta.

5. Tärinänvaimennus

Suuri haaste korkean rakennuksen pinoamisnostureissa on mekaaninen tärinä.

Korkea masto ei ole täysin jäykkä. Nopea kiihtyvyys ja hidastuminen voivat herättää rakenteellisia tiloja.

Tuloksena oleva värähtely voi pidentää asettumisaikaa ja tehdä lopullisesta asemasta vähemmän vakaata.

Servojärjestelmät voivat sisältää värähtelyn vaimennuksen, resonanssikompensoinnin, lovisuodatuksen ja huolellisesti viritetyt kiihtyvyysprofiilit mekaanisten resonanssien virittymisen vähentämiseksi.

Nykyaikaiset servo-alustat tarjoavat nimenomaan tärinän ja resonanssin vaimennustoiminnot liikkeenohjaussovelluksiin.

Servoviritys ei kuitenkaan voi kompensoida väärin suunniteltua mekaanista rakennetta. Moottoria, vaihdelaatikkoa, pyörää, mastoa, taakkatelinettä, anturia ja ohjausalgoritmia on pidettävä yhtenä järjestelmänä.

Mitä toimintoja AC-servomoottorilla pitäisi olla AS/RS:lle?

Kun valitset AC-servomoottorin AS/RS-pinoamisnosturille, suosittelemme arvioimaan koko käyttöjärjestelmän sen sijaan, että katsoisit vain moottorin tehoa.

Korkean resoluution enkooderin palaute

Enkooderin resoluutio vaikuttaa suoraan ohjaimen käytettävissä olevien sijaintitietojen määrään.

Vaativissa sovelluksissa ostajien tulee arvioida:

• Enkooderin resoluutio

• Absoluuttinen tai inkrementaalinen palaute

• Yhden tai useamman kierroksen ominaisuus

• Viestintäprotokolla

• Palautevastaus

• Ympäristön kestävyys

• Kaapelin pituus ja asennusvaatimukset

Oikea kooderi riippuu koneen arkkitehtuurista ja paikannusmenetelmästä.

Suuri huippumomentti

Huippuvääntömomentti on tärkeä seuraavien aikana:

• Nosturin kiihtyvyys

• Kuorman nosto

• Nopea kääntyminen

• Hätäohjattu hidastus

• Käynnistys raskaalla kuormalla

• Dynaamiset kuormituksen muutokset

Moottoria ei tule valita pelkästään nimelliskäyttöolosuhteiden perusteella.

Nopea toiminta

Liikeakseli voi vaatia suurta pyörimisnopeutta säilyttäen samalla vakaan vääntömomentin ja takaisinkytkennän.

Vaihteistoa voidaan käyttää moottorin nopeuden muuttamiseksi vaadituksi pyörän nopeudeksi ja vääntömomentiksi.

Oikea yhdistelmä on siis:

Servomoottori + vaihteisto + pyörä + mekaaninen kuorma + ohjausprofiili

sen sijaan, että valitset vain nopean moottorin.

Tarkka nopeudensäätö

Vakaa nopeus on tärkeä, koska epäyhtenäinen nopeus vaikuttaa hidastuksen ja paikannukseen.

Servokäyttö voi jatkuvasti säätää moottoria käsketyn nopeuden ja takaisinkytkentäsignaalin mukaan.

Asennon hallinta

Automaattisissa säilytysjärjestelmissä sijainninhallinta on sovelluksen keskeistä.

Ohjain voi käskeä:

• Absoluuttinen asema

• Suhteellinen liike

• Kotiuttava liike

• Nopeusprofiili

• Kiihtyvyys

• Hidastus

• Asennon toleranssi

Servokäyttö muuttaa sitten nämä komennot moottorin vääntömomentiksi ja nopeudeksi.

Viestintäkyky

AS/RS-nosturi on yleensä yhteydessä korkeamman tason ohjausarkkitehtuuriin.

Järjestelmästä riippuen insinöörit voivat arvioida tietoliikenneliittymiä, kuten:

• EtherCAT

• CANopen

• PROFINET

• Modbus

• EtherNet/IP

• Pulssi ja suunta

Oikea liitäntä riippuu PLC:stä, liikeohjaimesta, turva-arkkitehtuurista ja järjestelmäintegraattorista.

Jarrutuskyky

Pystysuuntaiset nostosovellukset vaativat erityistä huomiota jarrutukseen.

Moottorijarru saattaa olla tarpeen riippuvan kuorman pitämiseksi, kun virta katkaistaan.

Tämä on erityisen tärkeää, koska Safe Torque Off (STO) ei itse pidä mekaanisesti kiinni riippuvaa kuormaa . STO estää vääntömomenttia tuottavan energian syöttämisen moottoriin; järjestelmästä riippuen voidaan tarvita ylimääräinen mekaaninen pitojarru tai muu kuormanpidätysmekanismi.

Tämä ero on otettava huomioon mekaanisen ja toiminnallisen turvallisuuden suunnitteluvaiheessa.

Kuinka saavuttaa korkean dynaamisen paikannus askel askeleelta

Vaihe 1: Laske todellinen mekaaninen kuorma

Aloita varsinaisesta sovelluksesta moottoriluettelon sijaan.

Laskea:

• Liikkuva kokonaismassa

• Suurin kuormalavan massa

• Pyörän halkaisija

• Vaihteiston suhde

• Vierintävastus

• Kiihtyvyysvaatimus

• Kaltevuus, jos mahdollista

• Lähetyksen tehokkuus

• Heijastunut inertia

• Vaadittu käyttömäärä

Sisällytä nostoakselille painovoimakomponentti ja nostomekanismin tehokkuus.

Yksinkertaistettu vääntömomenttisuhde voidaan ilmaista seuraavasti:

T = F × r / η

jossa:

• T = vaadittu lähtömomentti

• F = vaadittu voima

• r = tehollinen mekaaninen säde

• η = lähetyksen tehokkuus

Lopulliseen moottorin valintaan tulee sisältyä myös kiihdytysmomentti ja asianmukainen suunnittelumarginaali.

Vaihe 2: Yhdistä moottorin hitaus mekaaniseen järjestelmään

Moottorin inertialla on merkitystä, koska servon on kiihdytettävä sekä kuormaa että omaa roottoriaan.

Liian suuri hitaussuhde voi vaikeuttaa järjestelmän viritystä.

Liian pienestä moottorista saattaa puuttua riittävä vääntömomenttireservi.

Tavoitteena on tasapainoinen yhdistelmä:

Moottorin inertia + vaihteiston suhde + heijastuneen kuorman hitaus

Erittäin dynaamisissa sovelluksissa inertiasovitus on usein yhtä tärkeää kuin nimellisteho.

Vaihe 3: Valitse oikea välityssuhde

Vaihteisto muuttaa moottorin nopeuden ja ulostulomomentin välistä suhdetta.

Suurempi alennussuhde tarjoaa yleensä suuremman vääntömomentin ja pienemmän lähtönopeuden.

Pienempi alennussuhde voi tukea suurempaa lähtönopeutta.

Siksi oikea suhde on määritettävä seuraavista:

Vaadittu pyörän nopeus + vaadittu ajonopeus + vaadittu kiihtyvyys + käytettävissä oleva moottorin nopeus + kuormitusmomentti

Nostomekanismien osalta vaihteisto ja jarrujärjestelmä on lisäksi arvioitava kuormanpitävyyden ja turvallisuuden suhteen.

Vaihe 4: Luo S-Curve-liikeprofiili

Yksinkertainen puolisuunnikkaan muotoinen profiili voi aiheuttaa äkillisiä muutoksia kiihtyvyyteen.

S -käyräprofiili muuttaa vähitellen kiihtyvyyttä ja hidastuvuutta.

Tämä voi auttaa vähentämään:

• Mekaaninen isku

• Lavojen liike

• Maston tärinä

• Pyörän luistaminen

• Vaihteiston isku

• Laskeutumisaika

S-käyrän ohjausta käytetään jo pinoamisnosturin liikejärjestelmissä tasaisemman kiihtyvyyden ja hidastuvuuden aikaansaamiseksi.

Korkeille pinoamisnostureille tämä voi olla erityisen arvokasta, koska mekaanisella rakenteella voi olla suhteellisen alhainen luonnollinen taajuus.

Vaihe 5: Erottele karkea ja hieno sijoittelu

Käytännön paikannusstrategiassa voi olla kaksi vaihetta.

Karkea sijoitus:

Nosturi kulkee nopeasti kohti kohdetta.

Hieno sijoittelu:

Servo vähentää nopeutta ja lähestyy lopullista koordinaattia paremmalla ohjauksella.

Tämä estää konetta yrittämästä saavuttaa maksiminopeutta ja maksimaalista tarkkuutta samanaikaisesti.

Lopullinen lähestymistapa voi käyttää pienempää nopeuskäskyä ja tiukempaa paikkatoleranssia.

Vaihe 6: Koordinoi ulkoiset asentoanturit

Servokooderi kertoo taajuusmuuttajalle mitä moottorin akselilla tapahtuu.

Moottorin akseli ei kuitenkaan ole sama asia kuin lavan lopullinen fyysinen sijainti.

Mekaaniset tekijät, kuten:

• Vaihteiston vastaisku

• Pyörän luistaminen

• Vyön elastisuus

• Ketjun venytys

• Maston taipuma

• Rakenteellinen tärinä

• Kuorman liike

voi aiheuttaa virheitä moottorin asennon ja koneen todellisen asennon välillä.

Tästä syystä AS/RS-järjestelmät yhdistävät yleisesti kooderitiedot paikannustekniikoihin, kuten viivakoodipaikannukseen, laseretäisyysmittaukseen, valosähköisiin sensoreihin tai muihin ulkoisiin vertailujärjestelmiin . Esimerkit kaupallisista AS/RS-arkkitehtuureista käyttävät kooderin ja laser- tai viivakoodipaikannuksen yhdistelmiä millimetritason paikannukseen.

Pelkkä moottorin sijoittaminen ei riitä

Yksi tärkeimmistä kohdista AS/RS-liikkeen suunnittelussa on, että servon tarkkuus ei automaattisesti vastaa koneen tarkkuutta.

Oletetaan, että anturi antaa erittäin tarkan palautteen moottorin akselille.

Jos vaihteistossa on välys, pyörä luistaa tai masto taipuu kuormituksen alaisena, todellinen lavan asento voi silti poiketa lasketusta moottorin asennosta.

Siksi paikannusketjua tulisi tarkastella seuraavasti:

Moottori → Vaihteisto → Vaihteisto → Pyörä/nostomekanismi → Nosturin rakenne → Kuorma

Jokainen mekaaninen elementti voi vaikuttaa lopulliseen kohdistusvirheeseen.

Korkean tarkkuuden sovelluksissa parhaat tulokset saadaan yhdistämällä:

tehokas servoohjaus + mekaaninen tarkkuus + ulkoinen paikannuspalaute + optimoidut liikeprofiilit.

Kuinka vähentää maston tärinää suuren nopeuden käytön aikana

Maston tärinä on yksi suurimmista haasteista AS/RS-pinoamisnosturin kulkunopeutta nostettaessa. Pinoamisnosturissa on tyypillisesti korkea ja suhteellisen kapea masto, joten nopea kiihtyvyys, hidastuminen, äkilliset suunnanmuutokset ja epätasainen kuorman jakautuminen voivat herättää rakenteellista tärinää. Jos tärinää ei hallita, nosturi saattaa vaatia lisää asettumisaikaa ennen kuin kuorma voidaan varastoida tai noutaa tarkasti.

Tästä syystä nopea AS/RS-suunnittelu ei ole pelkästään korkeamman kierrosluvun valitsemista AC servomoottori . Servomoottorin , vetolaitteen, vaihteiston, mekaanisen rakenteen, kooderin, liikeprofiilin ja paikannusjärjestelmän on toimittava yhdessä.

1. Käytä Controlled Acceleration and Deceleration

Yksi tehokkaimmista tavoista vähentää maston tärinää on välttää äkillisiä muutoksia kiihtyvyydessä.

Perinteinen liikeprofiili voi soveltaa suhteellisen aggressiivista kiihdytystä ja hidastamista. Kun korkea nosturi muuttaa yhtäkkiä kiihtyvyyttään, syntyvä inertiavoima voi virittää maston ominaistaajuuden.

Sen sijaan S-käyrän kiihtyvyys- ja hidastusprofiili muuttaa vähitellen kiihtyvyyttä.

Tyypillinen liikesarja on:

Kiihdytys → Vakionopeusmatka → Hallittu hidastus → Hidas paikannus → Pysäytys

Sen sijaan, että nosturi pysäytetään mahdollisimman nopeasti mekaanisesti, tavoitteena on saavuttaa lyhin käytännöllinen sykliaika ja pitää rakenteellinen värähtely hyväksyttävällä alueella.

Tämä lähestymistapa voi vähentää:

• Maston värähtely

• Mekaaninen isku

• Lavojen liike

• Pyörän luistaminen

• Vaihteiston isku

• Asennon ylitys

• Pysähdyksen jälkeinen asettumisaika

2. Optimoi AC-servomoottorin viritys

AC-servomoottori tulee virittää pinoamisnosturin todellisten mekaanisten ominaisuuksien mukaan.

Servojärjestelmä, jossa on liian aggressiiviset vahvistusasetukset, voi reagoida nopeasti sijaintivirheisiin, mutta korkeampi ohjausvaste voi myös herättää mekaanista resonanssia.

Toisaalta liian konservatiiviset asetukset voivat saada nosturin tuntumaan hitaalta ja pidentää paikannusaikaa.

Servoviritysprosessissa tulisi siksi ottaa huomioon:

• Sijaintisilmukan vahvistus

• Nopeussilmukan vahvistus

• Vääntömomenttivaste

• Inertiasuhde

• Resonanssitaajuus

• Kuorman ominaisuudet

• Kiihtyvyys ja hidastus

• Mekaaninen jäykkyys

Tavoitteena on saavuttaa tasapaino nopean vasteen ja vakaan liikkeen välillä.

3. Käytä resonanssin vaimennus- ja lovisuodattimia

Jokaisella mekaanisella rakenteella on luonnolliset taajuudet, joilla se todennäköisemmin värähtelee.

Masto, vaihdelaatikko, pyöräkokoonpano, kuormalava ja muut mekaaniset komponentit voivat luoda erilaisia ​​resonanssiominaisuuksia.

Nykyaikaiset AC-servokäytöt voivat tarjota toimintoja, kuten lovisuodattimia, resonanssin vaimennusta, tärinänvaimennusta ja mukautuvaa viritystä.

Lovisuodatin voi vähentää servojärjestelmän vastetta ongelmallisen resonanssitaajuuden ympärillä, mikä auttaa estämään ohjaussilmukan jatkuvan jännittämisen mekaanista rakennetta.

Ohjelmistosuodatusta ei kuitenkaan pidä käsitellä koneenrakennuksen korvikkeena.

Jos masto ei ole riittävän jäykkä, kuorma jakautuu huonosti tai voimansiirrossa on liikaa mekaanista välystä, ei pelkkä servosäätö pysty täysin poistamaan tärinää.

4. Yhdistä servomoottori kuormitushitaukseen

välinen suhde Moottorin inertian ja heijastuneen kuormitushitauden vaikuttaa suoraan dynaamiseen vasteeseen.

Jos kuorman hitaus on liian suuri moottoriin nähden, servojärjestelmä voi vaatia enemmän vääntömomenttia halutun kiihtyvyyden saavuttamiseksi. Vastaus voi hidastua ja virittämisestä voi tulla vaikeampaa.

Vaihteisto muuttaa takaisin moottoriin heijastuvaa inertiaa. Siksi moottorin ja vaihteiston valinta tulee tehdä yhdessä.

Teknisessä laskelmassa tulee ottaa huomioon:

Moottorin inertia + vaihteiston suhde + heijastuneen kuorman hitaus + kiihtyvyysvaatimus

AS/RS-liikeakselin osalta laskelman tulee sisältää koko liikkuva massa eikä vain lavan paino.

Liikkuva massa voi sisältää:

• Nosturin rakenne

• Masto

• Kuormavaunu

• Haarukkamekanismi

• Kuormalava

• Tuote

• Kaapelijärjestelmä

• Pyörän ja voimansiirron komponentit

5. Vältä liiallista kiihdytystä vain lisätäksesi matkanopeutta

Suurempi kiihtyvyys voi lyhentää enimmäisajonopeuden saavuttamiseen kuluvaa aikaa, mutta se voi myös lisätä mekaanista tärinää.

Tämä luo tärkeän eron maksiminopeuden ja hyötynopeuden välillä.

Esimerkiksi nosturi voi saavuttaa teknisesti erittäin suuren ajonopeuden, mutta jos sen asettuminen kestää pitkään tavoiteasennon saavuttamisen jälkeen, kokonaissyklin aika ei välttämättä parane.

Parempi optimointitavoite on:

Suuri ajonopeus + hallittu kiihtyvyys + tasainen hidastus + lyhyt asettumisaika

Toisin sanoen nopein AS/RS-nosturi ei välttämättä ole se, jolla on suurin maksimikierrosluku. Se voi suorittaa koko varastointi- tai hakusyklin tehokkaasti.

6. Hallitse hidastuspistettä

Hidastusvaihe on erityisen tärkeä maston tärinän kannalta.

Jos hidastus alkaa liian myöhään, nosturin on ehkä jarrutettava aggressiivisesti kohteen lähellä. Tämä voi aiheuttaa merkittävän dynaamisen kuormituksen mastoon.

Jos hidastus alkaa liian aikaisin, nosturi viettää liian paljon aikaa matkustaessaan alhaisella nopeudella.

Hyvin viritetty servojärjestelmä voi käyttää enkooderin ja liikkeenohjaimen asennon palautetta määrittääkseen, milloin siirrytään nopeasta ajosta ohjattuun hidastumiseen.

Tavoitteena on luoda ennakoitava lähestymistapa:

Nopea matka → Tasainen hidastus → Hidas lähestyminen → Tarkka pysähdys

Tämä vähentää toistuvien korjaavien liikkeiden tarvetta nosturin saavuttaessa kohteen.

7. Harkitse kuorman jakautumista ja hyötykuorman sijaintia

Maston tärinä ei johdu pelkästään moottorista.

Hyötykuorman sijainti ja jakautuminen voivat vaikuttaa merkittävästi nosturin dynamiikkaan.

Raskas tai epätasaisesti jakautunut lava voi muuttaa tehollista painopistettä ja lisätä värähtelyä kiihdytyksen ja hidastuksen aikana.

Tästä syystä AS/RS-suunnittelijoiden tulisi harkita:

• Suurin hyötykuorma

• Minimi hyötykuorma

• Tyhjän vaunun toiminta

• Hyötykuorman painopiste

• Lavan mitat

• Kuorman vakaus

• Haarukan jatke

• Kuorman korkeus

Servoliikeprofiili on ehkä optimoitava pahimman tapauksen dynaamisia olosuhteita varten pelkän nimellisen hyötykuorman sijaan.

8. Vähennä mekaanista välystä ja rakenteellista välystä

Jopa a Tehokas AC-servomoottori ei voi kompensoida loputtomasti liiallista mekaanista välystä.

Vaihteiston tai vaihteiston välys voi aiheuttaa eron moottorin liikkeen ja nosturin todellisen liikkeen välillä.

Mahdollisia lähteitä ovat:

• Vaihteiston vastaisku

• Löysät liitokset

• Pyörän ja kiskon välinen välys

• Kuluneet laakerit

• Ketjun tai hihnan joustavuus

• Rakenteelliset liitokset

• Asennustoleranssit

Kun moottori muuttaa suuntaa, nämä mekaaniset välykset voivat yhtäkkiä täyttyä aiheuttaen pienen iskun tai paikannushäiriön.

Siksi pienivälysiset vaihteistokomponentit ja mekaanisesti jäykkä asennus voivat olla tärkeitä korkeadynaamisissa AS/RS-sovelluksissa.

9. Yhdistä moottorianturin palaute ulkoiseen paikannukseen

Servokooderi mittaa ensisijaisesti moottorin akselia.

Nosturin todellisen asennon määrää kuitenkin täydellinen mekaaninen voimansiirto.

Moottorin ja kuorman välissä voi olla:

Moottori → Vaihteisto → Kytkin → Pyörä → Kisko → Nosturin rakenne → Kuorma

Jokainen komponentti voi aiheuttaa pienen määrän virhettä.

Korkean tarkkuuden AS/RS-sovelluksissa servokooderi voidaan siksi yhdistää ulkoisiin paikannustekniikoihin, kuten:

• Laser paikannus

• Viivakoodipaikannus

• Absoluuttiset paikannusjärjestelmät

• Läheisyysanturit

• Rajakytkimet

• Viitemerkit

Näin ohjausjärjestelmä pystyy erottamaan moottorin asennon koneen todellisesta asennosta.

10. Minimoi asettumisaika sen sijaan, että vain lisäät moottorin tehoa

Yksi hyödyllisimmistä indikaattoreista erittäin dynaamisessa paikannuksessa on asettumisaika.

Oletetaan, että kaksi pinoamisnosturia kulkevat molemmat samalla nopeudella.

Nosturi A saavuttaa tavoitteen, mutta jatkaa värähtelyä 0,8 sekunnin ajan.

Nosturi B saavuttaa tavoitteen ja asettuu 0,2 sekunnissa.

Vaikka niiden enimmäisajonopeudet ovat samat, Crane B voi mahdollisesti saavuttaa lyhyemmän kokonaissyklin.

Tästä syystä AS/RS-insinöörien tulisi arvioida:

• Matka-aika

• Kiihtyvyysaika

• Hidastusaika

• Sijoitusaika

• Laskeutumisaika

• Haarukan toiminta-aika

• Kuorman siirtoaika

sen sijaan, että keskittyisit vain moottorin nimellisnopeuteen.

11. Käytä täydellistä liikkeenhallintastrategiaa

Tehokkain ratkaisu on yleensä useiden toimenpiteiden yhdistelmä yhden teknologian sijaan.

Käytännöllinen nopea AS/RS-liikestrategia voi sisältää:

Tehokas AC-servomoottori

↓

Korkean resoluution enkooderipalaute

↓

Oikea vaihteisto ja hitaus

↓

S-käyrän kiihtyvyys/hidastus

↓

Servovahvistuksen optimointi

↓

Resonanssin vaimennus

↓

Ulkoinen paikannuspalaute

↓

Hieno paikannus ja asettumisohjaus

Tämä järjestelmätason lähestymistapa auttaa pinoamisnosturia saavuttamaan korkeamman dynaamisen suorituskyvyn lisäämättä tarpeettomasti mekaanista rasitusta.

12. Mekaaninen suunnittelu on edelleen etusijalla

Servotekniikka voi parantaa AS/RS-pinoamisnosturin dynaamista vastetta, mutta se ei pysty täysin ratkaisemaan perustavanlaatuisia mekaanisia ongelmia.

Ennen kuin lisäät servovahvistusta tai kiihtyvyyttä, insinöörien tulee tarkistaa:

• Maston jäykkyys

• Kiskojen linjaus

• Pyörän kunto

• Laakerin kunto

• Vaihteiston vastaisku

• Kytkimen kohdistus

• Kuorman jakautuminen

• Rakenteelliset yhteydet

• Kaapelin liike

• Mekaaninen resonanssi

Jos tärinää ilmenee vain tietyllä nopeudella, tämä voi olla hyödyllinen merkki siitä, että järjestelmä on lähestymässä mekaanista resonanssia.

Tällaisissa tapauksissa oikea ratkaisu voi sisältää yhdistelmän. mekaanisen vahvistuksen, nopeusprofiilin säädön, resonanssisuodatuksen ja servon uudelleenvirityksen .

Käytännöllinen kaava AS/RS-maston tärinän vähentämiseen

Hyödyllinen suunnitteluperiaate on:

Alempi tärinä = oikea mekaaninen jäykkyys + oikea hitaussovitus + hallittu kiihtyvyys + optimoitu servoviritys + tarkka asennon palaute

Nopeiden pinoamisnostureiden tavoitteena ei ole poistaa jokaista fyysistä liikettä. Sen sijaan tavoitteena on hallita dynaamista vastetta riittävän hyvin, jotta nosturi saavuttaa kohdeaseman nopeasti, turvallisesti ja toistuvasti.

Kun AC-servomoottori on sovitettu oikein nosturin kuormaan, vaihteistoon, kooderiin ja ohjausjärjestelmään, kone voi saavuttaa paremman tasapainon suuren kulkunopeuden, tasaisen liikkeen, paikannustarkkuuden ja lyhyen asettumisajan välillä..

AS/RS OEM-valmistajille tämä on viime kädessä avain dynaamisen suorituskyvyn lisäämiseen ilman, että yksinkertaisesti lisätään moottorin tehoa tai pakotetaan nosturi toimimaan mekaanisten rajojen yli.

AC-servomoottorin valinnan tarkistuslista AS/RS:lle

Ennen kuin ostat AC-servomoottorin pinoamisnosturille, suosittelemme tarkistamaan seuraavat parametrit.

Miksi OEM-räätälöinti on tärkeää AS/RS-servomoottorit

Vakioluettelomoottorit eivät aina ole tehokkain ratkaisu pinoamisnosturille.

AS/RS-valmistaja voi vaatia moottorin, jossa on tietty:

• Asennuslaippa

• Akselin mitta

• Vaihteiston käyttöliittymä

• Jarrujen kokoonpano

• Enkooderi

• Kaapelin ulostulo

• Liitin

• Tiedonsiirtoliittymä

• Nimellisjännite

• Vääntömomenttialue

• Suojaustaso

• Asennussuunta

Mekaaninen käyttöliittymä on erityisen tärkeä.

Moottorissa voi olla riittävästi tehoa, mutta se on silti vaikea asentaa, koska sen asennusmitat tai akselikokoonpano eivät vastaa olemassa olevaa voimansiirtoa.

OEM-projekteissa moottorin räätälöinti voi siten vähentää uudelleensuunnittelutyötä ja helpottaa servojärjestelmän integrointia koko nosturiin.

Kuinka parantaa AS/RS-suorituskykyä lisäämättä vain moottorin nopeutta

Yleinen virhe on ajatella, että suurempi nopeus tarkoittaa automaattisesti parempaa tuottavuutta.

Todellisessa AS/RS-järjestelmässä suorituskyky riippuu koko syklistä.

Yksinkertaistettu sykli voi sisältää:

Matka → Hidastus → Paikannus → Haarukan jatke → Kuorman siirto → Haarukan sisäänveto → Ajo → Nosto → Paikannus

Jos nosturi kulkee nopeammin, mutta vaatii pitkän asettumisajan kohdepaikassa, teoreettisesta nopeuden lisäyksestä voi olla vain vähän käytännön hyötyä.

Parempi strategia on optimoida:

• Kiihtyvyys

• Hidastus

• Paikannus

• Laskeutumisaika

• Haarukan liike

• Hissin synkronointi

• Lataa siirto

• Viestinnän latenssi

• Anturin vaste

• Liikkeiden koordinointi

Tästä syystä korkean suorituskyvyn servo-ohjaus on arvokasta: se käsittelee koko liikesyklin dynaamista käyttäytymistä , ei vain maksimikierroslukua.

AC-servomoottorit vaaka-ajo-, nosto- ja haarukkaakseleille

AS/RS-pinoamisnosturi ei suorita vain yhtä liikettä. Sen on kuljettava varastokäytävän läpi, nostettava kuorma eri hyllytasoille ja pidennettävä tai vedettävä haarukka tarkasti sisään varastointi- tai noutosyklin loppuunsaattamiseksi.

Vaikka nämä kolme liikettä ovat osa samaa konetta, niiden moottorivaatimukset ovat erilaiset. Vaakasuuntainen ajoakseli asettaa etusijalle dynaamisen kiihtyvyyden ja tarkan pysähdyksen, nostoakseli vaatii suurta vääntömomenttia ja luotettavaa kuormanpidätystä, kun taas haarukan akseli korostaa kompaktia integraatiota ja toistettavaa sijoittelua.

Tästä syystä yhden AC-servomoottorin vakiokokoonpanon valitseminen jokaiselle akselille ei ole aina käytännöllisin tapa. Moottorin, vaihteiston, enkooderin, jarrun, vetolaitteen ja liikeprofiilin tulee vastata kunkin akselin erityisvaatimuksia.

1. AC-servomoottorit vaakasuuntaiselle kulkuakselille

Vaakasuuntainen kulkuakseli siirtää pinoamisnosturia varastokäytävää pitkin. Monissa nopeissa AS/RS-järjestelmissä tämä on yksi vaativimmista liikeakseleista, koska moottorin on kiihdytettävä suurta liikkuvaa massaa ja saatettava nosturi sitten tarkasti pysähtymään kohdetelineen paikkaan.

Liikkuva massa voi sisältää:

• Nosturin masto

• Kuormavaunu

• Haarukkamekanismi

• Kuormalava

• Tuote

• Kaapelit ja kaapelikannattimet

• Pyörät

• Vaihteiston komponentit

Ajo-servomoottori tarvitsee siksi riittävän jatkuvan vääntömomentin ja huippuvääntömomentin kestämään sekä normaalin toiminnan että kiihdytyksen.

Tyypillinen matkajärjestys on:

Pysäköinti → Kiihdytys → Nopea ajo → Hidastus → Tarkka paikannus → Pysäytys

Tavoitteena ei ole vain maksimoida ajonopeutta. Nosturin tulee myös minimoida tärinä ja asettumisaika.

Tärkeimmät vaatimukset Travel Servo -moottorille

Sopiva AC-servomoottori vaakasuoraan AS/RS-liikenteeseen voi vaatia:

• Suuri huippuvääntömomentti

• Nopea toiminta

• Nopea vääntömomenttivaste

• Tarkka enkooderin palaute

• Tasainen kiihtyvyys ja hidastuminen

• Hidas paikannusmahdollisuus

• Korkean syklin toiminta

• Vaihteiston yhteensopivuus

• Regeneratiivinen jarrutuskyky

• Teollisen viestinnän yhteensopivuus

Vaihteiston välityssuhde on erityisen tärkeä. Se määrittää moottorin nopeuden ja pyörän nopeuden välisen suhteen ja vaikuttaa käytettävissä olevaan vääntömomenttiin.

Esimerkiksi alennussuhteen lisääminen voi lisätä vääntömomenttia ja vähentää pyörän nopeutta. Oikea suhde on siksi laskettava vaaditusta ajonopeudesta, pyörän halkaisijasta, moottorin nopeudesta, kiihtyvyydestä ja kokonaismassasta.

2. Kuinka servomoottorit parantavat vaakasuuntaista sijoittelua

Pinoamisnosturin on ehkä pysähdyttävä satoihin tai tuhansiin varastopaikkoihin. Oikean käytävän koordinaatin saavuttaminen on siksi olennainen osa AS/RS-suorituskykyä.

Anturi antaa palautetta servokäytölle, jolloin ohjausjärjestelmä voi verrata käskettyä liikettä moottorin todelliseen liikkeeseen.

kuitenkaan välttämättä ole sama kuin nosturin asento Moottorin asento ei .

Mekaaniset tekijät, kuten:

• Vaihteiston vastaisku

• Pyörän luistaminen

• Rautatieolosuhteet

• Kytkimen välys

• Rakenteellinen taipuma

• Mekaanista kulumista

voi vaikuttaa lopulliseen asentoon.

Korkean tarkkuuden järjestelmissä servopalautus voidaan siksi yhdistää ulkoisiin paikannustekniikoihin, kuten lasermittaukseen, viivakoodipaikannukseen tai referenssisensoreihin.

Tuloksena on kerrostettu paikannusstrategia:

Servokooderi → Moottorin asento → Mekaaninen vaihteisto → Ulkoisen asennon viite → Nosturin todellinen asento

Tämä on erityisen hyödyllistä, kun nosturi toimii suurella nopeudella, mutta sen on hidastettava ja asetettava itsensä tarkasti ennen kuin haarukka tulee telineeseen.

3. AC-servomoottorit nostoakselille

Nostoakselilla on olennaisesti erilaiset vaatimukset kuin vaakatasossa.

Sen sijaan, että nostomoottori liikuttaisi suurta massaa vaakasuoraa kiskoa pitkin, sen on nostettava ja laskettava kuormaa painovoimaa vastaan.

Tämä tarkoittaa, että vääntömomentista ja jarrutuksesta tulee erityisen tärkeitä.

Nostoservomoottori saattaa joutua käsittelemään:

• Lavan enimmäispaino

• Kuorman vaunun paino

• Haarukkamekanismin paino

• Vastapaino, jos sellainen on

• Nostonopeus

• Kiihtyvyys

• Hidastus

• Vaihteiston tehokkuus

• Rummun, hihnapyörän tai ketjupyörän mitat

• Painovoiman kuormitus

• Jatkuva päivystys

Yksinkertaistettu nostomomenttisuhde voidaan ilmaista seuraavasti:

T = F × r / η

jossa:

• T = vaadittu lähtömomentti

• F = nostovoima

• r = tehollinen mekaaninen säde

• η = lähetyksen tehokkuus

Varsinaiseen laskelmaan tulee sisältyä myös kiihdytysmomentti, mekaaniset häviöt, inertia ja asianmukainen suunnittelumarginaali.

4. Miksi jarrutus on kriittistä nostoakselille

Nostoakseli vaatii lisähuomiota, koska kuorma voidaan ripustaa maan yläpuolelle.

Kun moottori pysähtyy tai virta katkeaa, järjestelmä saattaa joutua pitämään kuormaa mekaanisesti.

Tästä syystä nostoservomoottori voidaan konfiguroida mekaanisella pitojarrulla.

Jarru tulee arvioida seuraavasti:

• Suurin kuormitus

• Vaihteiston suhde

• Nostomekanismi

• Vaadittu pitomomentti

• Pysähdysehdot

• Jarruvaste

• Turvallisuusarkkitehtuuri

On tärkeää tehdä ero STO:n ja mekaanisen jarrun välillä.

Safe Torque Off estää moottoria kehittämästä vääntömomenttia sovellettavissa turvallisuusolosuhteissa, mutta itse STO:ta ei tule käsitellä mekaanisena kuormanpidätysmekanismina riippuvaan kuormaan.

Täydellisen nostojärjestelmän tulee siksi käsitellä yhdessä moottorin ohjausta, mekaanista jarrutusta ja koneturvallisuutta.

5. Nostonopeus ja asennon tarkkuus

Nostoakseli ei saa saavuttaa vain oikeaa telinetasoa; sen täytyy saapua sinne sujuvasti.

Jos nostomoottori hidastuu liian aggressiivisesti, se voi aiheuttaa:

• Kuorman keinu

• Maston tärinä

• Mekaaninen isku

• Lavojen liike

• Asennon ylitys

S -käyrän kiihtyvyys- ja hidastusprofiili voi auttaa vähentämään äkillisiä muutoksia kiihtyvyydessä.

Käytännön sekvenssi voi olla:

Nopea nosto → Hallittu hidastus → Hidas lähestyminen → Asennon vahvistus

Tämä mahdollistaa nosturin nopean liikkumisen telinetasojen välillä säilyttäen samalla hallitun liikkeen viimeisen paikannusvaiheen aikana.

High-bay AS/RS -laitteissa tällä nopeuden ja vakauden välisellä tasapainolla voi olla suora vaikutus yleiseen säilytys- ja hakujaksoon.

6. AC-servomoottorit haarukan akselille

Haarukkaakseli vastaa lavan siirtämisestä pinoamisnosturin ja varastotelineen välillä.

Vaikka haarukkamekanismi voi kantaa vähemmän kokonaismassaa kuin itse nosturi, sen sijoitusvaatimukset voivat olla erittäin vaativia.

Haarukan tulee ulottua oikeaan syvyyteen, kiinnittää lava oikein ja vetäytyä sisään koskettamatta telinerakennetta.

Servomoottori voi siksi priorisoida:

• Tarkka paikannus

• Toistettavuus

• Tasainen hidas liike

• Kompakti koko

• Pikakelaus eteen/taakse

• Luotettava rajantunnistus

• Mekaaninen yhteensopivuus

Haarukan liike tapahtuu tyypillisesti sen jälkeen, kun nosturi on jo saavuttanut tavoiteasennon vaaka- ja pystysuorassa.

Tämä tarkoittaa, että haarukan paikoitustarkkuus riippuu osittain edellisten ajo- ja nostoakselien tarkkuudesta.

7. Miksi haarukan sijoittelu vaatii tarkkaa servohallintaa

Harkitse lavaa, joka on asetettava telineen paikkaan.

Jos nosturi on asetettu väärin, haarukka voi mennä väärälle korkeudelle tai väärälle vaakakoordinaatille.

Jos haarukka ulottuu liian pitkälle, se voi mahdollisesti häiritä telineen osia.

Jos se ei ulotu tarpeeksi pitkälle, lava ei ehkä siirry kunnolla.

Haarukan servo tarvitsee siis ennakoitavaa liikettä sekä suurilla että pienillä nopeuksilla.

Tyypillinen haarukan liike voidaan jakaa:

Nopea laajennus → Hallittu hidastus → Lopullinen asento → Kuorman siirto → Hallittu sisäänveto

Tämän lähestymistavan avulla järjestelmä voi vähentää nopeutta ennen viimeistä asennus- tai poistovaihetta.

8. Servovaatimusten vertailu kolmella akselilla

Tämä vertailu osoittaa, miksi akselikohtainen servokonfiguraatio voi olla arvokasta AS/RS-laitteille.

Sama moottorin erittely ei välttämättä tarjoa parasta yhdistelmää vääntömomentista, nopeudesta, mitoista ja ohjaustehosta kaikille kolmelle mekanismille.

9. Yksi servoalusta, useita kokoonpanoja

AS/RS-valmistajille yhteisen servomoottorialustan käyttö eri kokoonpanoilla voi tarjota käytännöllisen tasapainon räätälöinnin ja standardoinnin välillä.

Valmistaja voi esimerkiksi käyttää saman servoalustan eri versioita:

Matka-akseli

• Suurempi teho

• Korkeampi huippuvääntömomentti

• Vaihteisto

• Nopea toiminta

• Enkooderin palaute

Nostoakseli

• Korkeampi jatkuva vääntömomentti

• Mekaaninen jarru

• Vaihteisto

• Hallittu laskeutuminen

• Korkearesoluutioinen palaute

Haarukan akseli

• Pienempi teho

• Kompaktit mitat

• Korkea sijoituksen toistettavuus

• Pikakelaus eteen/taakse

Tämä lähestymistapa voi yksinkertaistaa tuotekehitystä ja mukauttaa moottoria jokaiselle akselille.

10. Servomoottorin ja vaihteiston yhteensopivuus

Servomoottoria ei saa koskaan arvioida erillään voimansiirtojärjestelmästä.

Ajoakselilla vaihteiston on tarjottava riittävä pyörän vääntömomentti säilyttäen samalla vaadittu enimmäisajonopeus.

Nostoa varten vaihteiston on annettava riittävästi vääntömomenttia kuorman nostamiseksi ja jarrujärjestelmän kanssa.

Haarukan akselin osalta voimansiirron tulee tarjota vaadittu laajennusnopeus ja paikannustarkkuus ilman liiallista välystä.

Tärkeitä vaihteistoparametreja ovat:

• Vähennyssuhde

• Nimellislähtömomentti

• Huippulähtömomentti

• Takaisku

• Tehokkuus

• Mekaaninen jäykkyys

• Käyttöikä

• Asennus mitat

Pienen välyksen omaava vaihteisto voi olla erityisen hyödyllinen, kun sovellus vaatii tarkkaa sijoittelua ja toistuvia suunnanmuutoksia.

11. Anturin valinta AS/RS-servoakseleille

Enkooderin valinnan tulee perustua täydelliseen liikkeenohjausjärjestelmään.

Asiaankuuluvia parametreja ovat:

• Resoluutio

• Inkrementaalinen tai absoluuttinen palaute

• Yhden tai useamman kierroksen ominaisuus

• Palauteprotokolla

• Suurin nopeus

• Aseman yhteensopivuus

• Ympäristön kestävyys

High-cycle AS/RS -järjestelmissä kooderin tulee myös sopia käyttöympäristöön ja odotettuun käyttöikään.

Korkearesoluutioinen kooderi voi tarjota servokäytölle tarkempia sijaintitietoja, mutta koneen kokonaistarkkuus riippuu silti mekaanisesta voimansiirrosta ja ulkoisesta paikannusjärjestelmästä.

12. Tiedonsiirto servokäyttöjen ja AS/RS-ohjaimen välillä

Kolmen akselin on toimittava koordinoituna järjestelmänä.

Esimerkiksi nosturi ei saa pidentää haarukkaa ennen kuin ajo- ja nostoakselit ovat saavuttaneet oikean asennon.

Ohjausarkkitehtuuri voi siksi käyttää teollisia verkkoja, kuten:

• EtherCAT

• PROFINET

• CANopen

• EtherNet/IP

• Modbus

Tietty protokolla riippuu PLC:stä, liikeohjaimesta, servokäytöstä ja järjestelmäintegraattorista.

Nopea viestintä voi auttaa koordinoimaan:

Ajoasento + nostoasento + haarukan asento

Tämä koordinointi on välttämätöntä luotettavan automaattisen kuormalavojen käsittelyn kannalta.

13. Tärinän vähentäminen ajo- ja nostoakseleilla

Nopea ajo ja nosto voivat aiheuttaa rakenteellista tärinää.

Ratkaisun tulisi yhdistää:

• Oikea moottorin koko

• Oikea vaihteistovalinta

• Inertia-sovitus

• S-käyrän liikeprofiilit

• Servon vahvistuksen viritys

• Resonanssin vaimennus

• Hallittu hidastus

• Mekaaninen jäykkyys

• Tarkka paikannuspalaute

Tavoitteena on lyhentää asettumisaikaa , ei vain vähentää maksiminopeutta.

Nosturi, joka kulkee nopeasti mutta vaatii paljon aikaa värähtelyn lopettamiseksi, ei välttämättä tarjoa lyhyempää kokonaissykliä.

14. Miksi OEM-räätälöinnillä on merkitystä näille kolmelle akselille

AS/RS-laitteiden valmistajilla on usein erilaiset vaatimukset ajo-, nosto- ja haarukkamekanismeille.

OEM-räätälöinti voi käsitellä:

• Moottorin mitat

• Akselin koko

• Asennuslaippa

• Enkooderin tyyppi

• Jarrujen kokoonpano

• Vaihteiston suhde

• Kaapelin pituus

• Liittimen asento

• Nimellisjännite

• Vääntömomenttialue

• Viestintävaatimukset

Esimerkiksi nostomoottori voi vaatia jarrua, kun taas ajomoottori ei. Haarukkamoottori saattaa vaatia kompaktin rungon, kun taas ajomoottori voi asettaa etusijalle huippuvääntömomentin.

Räätälöinnin ansiosta moottorin kokoonpano voi seurata koneen rakennetta sen sijaan, että kone pakotettaisiin noudattamaan vakiomoottoria.

15. Oikean AC-servomoottorin valitseminen kullekin AS/RS-akselille

AS/RS-valmistajien tulee laatia sovellustiedot ennen moottorin valintaa.

Vaakasuuntaiselle matka-akselille

Määritä:

• Liikkuva kokonaismassa

• Suurin ajonopeus

• Pyörän halkaisija

• Kiihtyvyys

• Hidastus

• Vaihteiston suhde

• Kiskon vastus

• Käyttömäärä

• Vaadittu paikannustarkkuus

Nostoakselille

Määritä:

• Suurin hyötykuorma

• Kuorman vaunun paino

• Nostonopeus

• Nostokorkeus

• Kiihtyvyys

• Hihnapyörän tai rummun halkaisija

• Välityssuhde

• Vaadittu pitomomentti

• Jarruvaatimukset

• Käyttömäärä

Haarukan akselille

Määritä:

• Haarukkamassaa

• Suurin kuormitus

• Laajennusetäisyys

• Vaadittu laajennusnopeus

• Paikannustarkkuus

• Jakson taajuus

• Käytettävissä oleva asennustila

• Vaihteiston tyyppi

Näiden tietojen avulla moottorin toimittaja voi arvioida todellista sovellusta sen sijaan, että valitsee moottorin pelkästään nimellistehon perusteella.

16. JKONGMOTOR AC-servomoottorit AS/RS -sovelluksiin

AS/RS-valmistajille JKONGMOTOR voi tarjota AC-servomoottoriratkaisuja, jotka on suunniteltu sovelluskohtaisten liikevaatimusten mukaan.

Ratkaisu voidaan arvioida seuraavien vaatimusten mukaisesti:

• Matka-akseli

• Nostoakseli

• Haarukan akseli

OEM-kokoonpano voi sisältää muun muassa moottorin tehon, vääntömomentin, mitat, akselin kokoonpanon, kooderin, jarrun, vaihteiston sovituksen, kaapelien järjestelyn ja ohjausjärjestelmän yhteensopivuuden..

Uusien AS/RS-alustojen kehitysprosessi voi tapahtua seuraavasti:

Sovellusanalyysi → Moottorin valinta → Mekaanisen rajapinnan suunnittelu → Prototyyppi → Testaus → Optimointi → Erätuotanto

Tämä lähestymistapa mahdollistaa servomoottorin arvioimisen osana täydellistä liikejärjestelmää eikä eristettynä luettelokomponenttina.

Johtopäätös

AS/RS-pinoamisnosturi on riippuvainen useista koordinoiduista liikeakseleista, ja jokaisella akselilla on erilaiset servomoottorivaatimukset.

Vaakasuuntainen kulkuakseli tarvitsee korkean dynaamisen vasteen, nopean toiminnan ja tarkan pysäytyksen. Nostoakseli vaatii suurta vääntömomenttia, hallittua pystysuuntaista liikettä ja luotettavaa kuormanpitoa. Haarukan akseli vaatii kompaktin integroinnin, sujuvan liikkeen ja erittäin toistettavan asennon.

Tästä syystä tehokas AS/RS-liikkeenohjaus perustuu AC-servomoottorin sovittamiseen kunkin akselin todelliseen mekaaniseen toimintaan.

Kun moottorin teho, vääntömomentti, vaihteiston suhde, kooderi, jarru, liikeprofiili ja ohjausarkkitehtuuri on koordinoitu oikein, pinoamisnosturi voi saavuttaa paremman tasapainon suuren nopeuden, paikannustarkkuuden, sujuvan toiminnan, luotettavuuden ja varastointi- ja palautusjakson kokonaisajan välillä..

AS/RS OEM-valmistajille käytännöllisin lähestymistapa on työskennellä servomoottorien valmistajan kanssa, joka voi tukea sekä standardoituja servoalustoja että sovelluskohtaisia ​​OEM-räätälöintiä , jolloin kuljetus-, nosto- ja haarukkaakselit voidaan suunnitella nosturin todellisten vaatimusten mukaisesti.

AC Servo vs. tavallinen moottori AS/RS:lle

Perinteinen oikosulkumoottori taajuusmuuttajakäytöllä voi olla sopiva moniin teollisiin sovelluksiin.

Vaativat AS/RS-sovellukset voivat kuitenkin vaatia yksityiskohtaisempaa liikkeenohjausta.

Valinnan tulee lopulta perustua koko koneen suunnitteluun. Kaikki AS/RS-akselit eivät vaadi samaa moottoritekniikkaa.

Yleisiä ongelmia, kun valitaan väärä servomoottori

Moottorilla voi olla oikea nimellisteho ja se voi silti toimia huonosti AS/RS-sovelluksessa.

Riittämätön huippumomentti

Moottori voi käydä normaalisti, mutta vaikeuksia kiihdytyksen aikana täysin ladatun lavan kanssa.

Liiallinen inertia

Servoa voi olla vaikea virittää, mikä aiheuttaa hitaan dynaamisen vasteen tai epävakaa käyttäytymistä.

Väärä välityssuhde

Nosturi voi saavuttaa halutun nopeuden, mutta sillä ei ole riittävää ulostulomomenttia tai se tuottaa ylinopeutta pyörässä.

Huono kooderin valinta

Järjestelmällä ei ehkä ole riittävää takaisinkytkentäresoluutiota vaadittua paikannustehoa varten.

Liiallinen kiihtyvyys

Moottori voi olla riittävän tehokas, mutta nosturin rakenne saattaa täristä liikaa.

Puutteellinen jarrusuunnittelu

Nostoakseli vaatii erityistä huomiota kuorman pysymiseen, kun virta katkaistaan.

Huono kaapelikokoonpano

Pitkät liikkuvat kaapelit ja toistuva nosturin liike voivat aiheuttaa asennus- ja luotettavuusongelmia, jos kaapeli- ja liitinjärjestelmää ei valita oikein.

Käytännöllinen kaava korkeadynaamiseen AS/RS-liikkeeseen

Hyödyllinen tapa ajatella koko sovellusta on:

Paikannusteho = moottorin vaste + palautteen laatu + mekaaninen tarkkuus + liikeprofiili + ohjauksen viritys

Ja:

Suorituskyky = matkan suorituskyky + kiihtyvyys + hidastuvuus + asettumisaika + kuormankäsittelyjakso

Tämä selittää, miksi pelkkä tehokkaamman servomoottorin ostaminen ei välttämättä tuota nopeampaa AS/RS-järjestelmää.

Moottori on sovitettava oikein mekaaniseen järjestelmään ja ohjausstrategiaan.

Viimeiset huomiot High-Dynamic AS/RS-paikannusta varten

Korkean dynaamisen asemoinnin saavuttaminen AS/RS-pinoamisnosturissa ei ole pelkästään nopean moottorin asentamista.

Tehokkaimmat järjestelmät on suunniteltu servomoottorin, servokäytön, kooderin, vaihteiston, mekaanisen rakenteen, ulkoisten paikannusanturien, liikeprofiilin ja varaston ohjausjärjestelmän vuorovaikutuksen ympärille.

AC-servomoottori tarjoaa dynaamisen ohjauksen perustan. Enkooderi antaa palautetta. Taajuusmuuttaja säätelee vääntöä ja nopeutta. Vaihteisto muuttaa moottorin ominaisuudet käyttökelpoiseksi mekaaniseksi tehoksi. Paikannusjärjestelmä vahvistaa koneen fyysisen sijainnin. Lopuksi liikeohjain koordinoi koko syklin.

Suurinopeuksisille AS/RS-laitteille käytännöllisin suunnittelutavoite ei siis ole moottorin maksiminopeus , vaan maksimaalinen hyötysuhde kontrolloidulla kiihtyvyydellä, lyhyellä asettumisajalla, luotettavalla paikannuksella ja toistettavalla toiminnalla..

OEM-pinoamisnosturien valmistajille tämä järjestelmätason lähestymistapa voi tehdä eron konetta yksinkertaisesti liikuttavan moottorin ja servo-liikeratkaisun välillä, joka on suunniteltu erittäin dynaamiseen automaattiseen varastointiin ja noutoon..

UKK

1. Millainen AC-servomoottori sopii AS/RS-pinoamisnosturille?

Sopiva AC-servomoottori riippuu nosturin akselista, hyötykuormasta, nopeudesta, kiihtyvyydestä, vaihteiston suhteesta, käyttösuhteesta ja paikannusvaatimuksista. Ajo-, nosto- ja haarukan akselit vaativat tavallisesti erilaisia ​​vääntömomentteja, nopeutta, jarruja ja mekaanisia kokoonpanoja.

2. Miksi AC-servomoottoreita käytetään AS/RS-vaakaliikenteeseen?

AC-servomoottorit tarjoavat korkean dynaamisen vasteen, tarkan nopeudensäädön, anturin takaisinkytkennän ja ohjatun kiihtyvyyden ja hidastuvuuden . Nämä ominaisuudet auttavat pinoamisnosturia kulkemaan nopeasti käytävän läpi ja saavuttamaan tarkan paikantamisen kohdevarastopaikassa.

3. Mitkä AC-servomoottorivaatimukset ovat tärkeitä AS/RS-nostoakselille?

Nostoakseli vaatii yleensä suurta jatkuvaa ja huippumomenttia, tarkkaa asennon palautetta, hallittua kiihdytystä ja hidastuvuutta sekä sopivaa mekaanista jarrutusta . Moottorin valinnassa tulee ottaa huomioon suurin hyötykuorma, nostonopeus, nostomekanismi, vaihteiston suhde, käyttösuhde ja kuorman pitovaatimukset.

4. Miksi AS/RS-haarukan akseli tarvitsee tarkan servo-ohjauksen?

Haarukan tulee ulottua tarkasti telineeseen ja vetäytyä siitä sisään vahingoittamatta lavaa, telinettä tai käsittelymekanismia. Servomoottori tarjoaa toistettavan asennon, hallitun hitaan liikkeen, nopean eteenpäin/taaksevasteen ja tarkan pysäytyksen , jotka ovat tärkeitä luotettavalle lavansiirrolle.

5. Voidaanko yhtä AC-servomoottoria käyttää kaikille AS/RS-akseleille?

Se on joissain konemalleissa teknisesti mahdollista, mutta kolmella akselilla on usein erilaiset käyttövaatimukset. Ajo-, nosto- ja haarukkamekanismit voivat vaatia erilaisia ​​tehoja, vääntömomentteja, nopeutta, vaihdelaatikkoa, jarrua, enkooderia ja kiinnityskokoonpanoja. Yhteinen servoalusta akselikohtaisilla konfiguraatioilla voi tarjota käytännöllisen ratkaisun.

6. Miten AC-servomoottori parantaa AS/RS-paikannustarkkuutta?

AC-servojärjestelmä käyttää anturin palautetta moottorin liikkeen seuraamiseen ja asennon ja nopeuden säätelyyn. Lopullinen nosturin tarkkuus riippuu kuitenkin myös vaihteistosta , voimansiirrosta, pyörän luistosta, mekaanisesta jäykkyydestä, välyksestä, ulkoisista paikannusantureista ja ohjausjärjestelmästä . Servopalaute tulee siksi katsoa osaksi koko paikannusarkkitehtuuria.

7. Tarvitseeko AS/RS-noston servomoottori jarrua?

Nostoakseli voi vaatia mekaanisen pitojarrun , kun rakenteen on kestettävä pystysuoraan riippuva kuorma, kun moottorin vääntömomentti ei ole käytettävissä. Jarru tulee valita kuorman, voimansiirtojärjestelmän, vaaditun pitomomentin ja koneen turvallisuusrakenteen mukaan. STO:ta ja mekaanista kuormanpitoa ei pidä pitää samana toimintona.

8. Kuinka AC-servomoottorit voivat vähentää tärinää nopeissa AS/RS-nostureissa?

Tärinää voidaan käsitellä sopivalla moottorin ja vaihteiston mitoituksella, hitaussovituksella, S-käyrän kiihtyvyydellä ja hidastuksella, servovirityksellä, resonanssin vaimennuksen, mekaanisen jäykkyyden ja tarkan palautteen avulla . Pelkästään moottorin nopeuden tai kiihtyvyyden lisääminen ei välttämättä paranna AS/RS-syklin kokonaisaikaa.

9. Voidaanko AS/RS-laitteiden AC-servomoottorit räätälöidä?

Kyllä. OEM-räätälöinti voi sisältää moottorin mitat, akselin ja laipan kokoonpanon, kooderin, vaihteiston, jarrun, kaapelin, liittimen, nimellisvääntömomentin, nopeuden ja muut sovelluskohtaiset vaatimukset . Räätälöinti on erityisen hyödyllistä, kun servomoottorin on sovittava erityiseen pinoamisnosturin voimansiirtoon.

10. Mitä tietoja AS/RS-valmistajan tulee antaa valitessaan servomoottoria?

Hyödyllisimmät tiedot sisältävät liikkuvan kokonaismassan, suurimman hyötykuorman, ajonopeuden, nostonopeuden, kiihtyvyyden, hidastuvuuden, pyörän tai vaihteiston mitat, vaihteiston välityssuhteen, käyttösuhteen, paikannustarkkuus, asennustilan, enkooderin vaatimukset, jarruvaatimukset ja ohjausprotokollan . Tarkat sovellustiedot antavat moottorin toimittajalle mahdollisuuden arvioida koko liikejärjestelmää sen sijaan, että hän valitsee moottorin pelkästään nimellistehon perusteella.