Kuinka valita oikea integroitu DC-servomoottori varastoautomaatteihin/AMR-ajoneuvoihin?

Varastoautojen ja AMR-autojen osalta moottorin valinta ei ole enää vain vertailu nimellistehon, kierrosluvun ja hinnan . Käyttömoottorin tulee sopia ajoneuvon mekaaniseen rakenteeseen, akun jännitteeseen, hyötykuormaan, pyörän kokoon, käyttösuhteeseen, viestintäarkkitehtuuriin, turvallisuusstrategiaan ja käytettävissä olevaan asennustilaan.

Integroitu DC-servomoottori voi yksinkertaistaa tätä työtä, koska moottori, käyttöelektroniikka, kooderi ja tiedonsiirtoliitäntä voidaan pakata yhteen kompaktiin liikkeenohjausyksikköön. Mobiiliroboteille tämä tarkoittaa vähemmän ulkoisia komponentteja, lyhyempiä johtoreittejä, helpompaa asennusta ja enemmän vapautta tiukan rungon suunnittelussa.

Integraatio ei kuitenkaan yksin takaa oikeaa tulosta. Moottorin on silti tarjottava tarpeeksi jatkuvaa ja huippuvääntömomenttia, ylläpidettävä lämpövakautta toistuvissa kiihdytyksissä, kommunikoitava luotettavasti ajoneuvon ohjaimen kanssa ja tarjottava tarkan liikkeen edellyttämä palauteresoluutio.

Tässä oppaassa kerrotaan, kuinka valitaan integroitu DC-servomoottori varastotrukkeihin , AMR-autoihin, autonomisiin trukkeihin, siirrettäviin kärryihin, lajittelujärjestelmiin ja muihin teollisiin liikkuviin robotteihin..

Miksi Yhdysvaltain varastot päivittyvät nopeasti Integroidut DC-servomoottorit AGV-/AMR-ajoneuvoihin?

Nykyaikaiset varastot lisäävät automaatiota pienempiin mekaanisiin jalanjälkiin. AMR:n on ehkä kannettava raskas hyötykuorma, käännyttävä kapeassa käytävässä, kiihdytettävä toistuvasti, pysähdyttävä tarkasti työasemalla ja toimittava pitkiä työvuoroja ilman säännöllistä huoltoa.

Tämä luo useita haasteita perinteisille moottoriarkkitehtuureille.

Perinteinen käyttöjärjestelmä voi käyttää:

Moottori + erillinen servokäyttö + anturi + tiedonsiirtomoduuli + useita kaapeleita

Integroitu järjestelmä yhdistää suuren osan näistä toiminnoista yhdeksi kokoonpanoksi.

Mobiilirobottien valmistajalle tämä voi tuoda useita käytännön etuja:

• Vähemmän kaappitilaa: ulkoisia asemia ja lisäjohdotuksia voidaan usein vähentää.

• Yksinkertaisempi johdotus: vähemmän liitäntöjä tarkoittaa vähemmän mahdollisuuksia kokoonpanovirheille.

• Nopeampi asennus: moottori voidaan asentaa toimivaksi liikkeenohjausyksiköksi.

• Parempi mekaaninen pakkaus: vetolaite voidaan asentaa lähemmäs pyörää tai vaihteistoa.

• Helpompi räätälöinti: vaihteisto, kooderi, jarru, tiedonsiirtoliitäntä, akseli ja liitinkokoonpanot voidaan sovittaa ajoneuvon arkkitehtuuriin.

JKONGMOTOR sijoittaa integroidun servo-alustansa erityisesti tämän tyyppisten mobiiliautomaatiovaatimusten mukaan. Sen AGV/AMR-ratkaisuvalikoima sisältää integroidut IDC60- ja IDC80-servomoottorit , joiden kokoonpanot vaihtelevat 24 V:n ja 48 V:n järjestelmistä suurempitehoisiin variantteihin , sekä vaihtoehtoja, kuten planeettavaihteistot, kierukkavaihteistot, jarrut, kooderit ja pulssi-, RS485/Modbus-, EtherNoC-viestintä.

Tämä on erityisen hyödyllistä silloin, kun moottori ei vain käytä pyörivää mekanismia, vaan se on osa robotin täydellistä liikkeenohjausarkkitehtuuria.

Kuinka integroidut DC-servomoottorit ratkaisevat tilan ja johdotuksen pullonkauloja kompakteissa mobiiliroboteissa?

Tila on yksi helpoimmin aliarvioitavista rajoitteista AMR-suunnittelussa.

Robotti saattaa tarvita tilaa akuille, LiDAR:lle, kameroille, turvaskannereille, laskentalaitteistolle, hyötykuormamekanismeille, ohjauskomponenteille ja palveluille. Jokainen ylimääräinen asema, kytkentärasia, liitin ja kaapeli kuluttavat arvokasta määrää.

Integroitu DC-servomoottori muuttaa mekaanista ja sähköistä asettelua.

Sen sijaan, että erillinen servokäyttö asennettaisiin rungon sisään, ohjauselektroniikka voidaan integroida moottoriin. Enkooderi on myös osa liikkeen takaisinkytkentäsilmukkaa, joten ulkoisia komponentteja tarvitaan vähemmän.

Kompakteissa roboteissa edut ovat erityisen havaittavissa vetopyörän ympärillä.

Vähemmän kaapeleita vähentää asennuksen monimutkaisuutta

Perinteinen servo-arkkitehtuuri saattaa vaatia moottorin tehokaapeleita, kooderikaapeleita, tietoliikennekaapeleita, jarruliitäntöjä ja lisäohjauskaapeleita.

Integroidussa suunnittelussa nämä liitännät voidaan yhdistää kompaktimmaksi käyttöliittymäksi.

Tämä ei automaattisesti poista EMC-ongelmia. Itse asiassa integroitu moottori vaatii silti huolellisen maadoituksen, kaapelin reitityksen, suojauksen, liittimen valinnan ja piirilevysuojauksen. Etuna on, että suunnittelutiimi aloittaa kompaktimman arkkitehtuurin.

Lisää vapautta alustan ympärillä

Kun moottori ja elektroniikka yhdistetään, insinööreillä on enemmän joustavuutta käyttökokoonpanon paikantamisessa.

Tällä on merkitystä:

• Differentiaalikäyttöiset AMR:t

• Ohjauspyöräiset AGV:t

• Autonomiset trukit

• Kuljettimet AGV:t

• Ristihihnalajittelijat

• Lavojen kuljetusrobotit

• Sairaalalogistiikkarobotit

• Raskaat varastokärryt

Esimerkiksi JKONGMOTORin AGV-ratkaisu tukee räätälöityjä akseleita ja mekaanisia liitäntöjä, mukaan lukien lisävarusteet, kuten ontot akselit, kiilaurat, hihnapyörät, kierukkapyörät, ristiinporatut tapit ja laipalliset päät . Tämä mahdollistaa moottorin mukauttamisen voimansiirtoon sen sijaan, että voimansiirto pakotetaan suunnittelemaan uudelleen vakioakselin ympärille.

Jkongmotor mukautetut servomoottoriliikkeet

Yhden luukun integroitu DC-servomoottoriratkaisujen tarjoaja

DC-servomoottorityypit varastoautomaatti- ja AMR-autoihin

Nykyaikaisissa varaston AGV- ja AMR-autoissa DC-servomoottoreita käytetään laajalti vetopyörissä, ohjausmekanismeissa, nostojärjestelmissä, siirtomoduuleissa ja muissa liikkeenohjaustoiminnoissa, jotka vaativat tarkkaa paikannusta, nopeaa vastetta, vakaata vääntömomenttia ja älykästä ohjausta..

Erilaisia ​​AGV/AMR-arkkitehtuureja ja varaston käyttöolosuhteita varten DC-servomoottorit voidaan konfiguroida koodereilla, vaihteistoilla, jarruilla, integroiduilla ajureilla, STO-turvatoiminnoilla ja suljetuilla koteloilla . Kuvassa näkyvän tuotevalikoiman perusteella päätyypit voidaan jakaa seuraaviin seitsemään kategoriaan.

1. Integroitu DC-servomoottori

Integroitu DC-servomoottori yhdistää DC-servomoottorin, kooderin, ohjaimen ja ohjauselektroniikan yhdeksi kompaktiksi yksiköksi.

Tämä integroitu rakenne vähentää ulkoisen johdotuksen ja ohjauspaneelin tilaa ja yksinkertaistaa asennusta ja käyttöönottoa. Se soveltuu erityisesti varaston AGV- ja AMR-käyttöjärjestelmiin, nostomekanismeihin, kuljetinmoduuleihin, siirtomekanismeihin ja kompakteihin robottilaitteisiin.

Tärkeimmät edut

• Moottori, enkooderi ja ohjain integroituna samaan yksikköön

• Suljetun silmukan nopeuden ja asennon säätö

• Vähentynyt johdotuksen ja asennuksen monimutkaisuus

• Kompakti rakenne rajoitetuille AGV-/AMR-ajoneuvoille

• Nopea vaste ja tarkka liikkeenhallinta

• Soveltuu OEM- ja räätälöityihin AGV-järjestelmiin

Tyypilliset sovellukset: AGV-käyttömoduulit, AMR-nostojärjestelmät, varastokuljettimet, robottisiirtomekanismit.

2. Planeettavaihteinen DC-servomoottori

A Planeettavaihteinen DC-servomoottori yhdistää tasavirtaservomoottorin planeettavaihteistoon, mikä tarjoaa suuremman vääntömomentin, pienemmän lähtönopeuden ja paremman kuormankäsittelykyvyn.

Planeettavaihteisto soveltuu hyvin varaston AGV- ja AMR-ajoneuvoihin, joiden on siirrettävä raskaampia kuormia ja säilytetään tarkka liikkeenhallinta.

Tärkeimmät edut

• Korkea vääntömomentti

• Kompakti ja suuritehoinen muotoilu

• Pienet välysvaihtoehdot tarkkuussovelluksiin

• Vakaa nopeuden ja asennon hallinta

• Soveltuu toistuvaan kiihdytykseen ja hidastukseen

• Voidaan mukauttaa enkooderilla, jarrulla ja ohjaimella

Tyypillisiä käyttökohteita: raskaat varastoautot, AMR-vetopyörät, kuormalavojen käsittely, nostolavat ja materiaalinkuljetusjärjestelmät.

3. Kierukkavaihteinen DC-servomoottori

A Kierukkavaihteinen DC-servomoottori integroi DC-servomoottorin kierukkavaihteistoon. Sen tärkeimmät edut ovat korkea alennussuhde, kompakti asennus, sujuva toiminta ja vahva kuormanpitokyky.

Tämä tyyppi on erityisen hyödyllinen, kun AGV tai AMR vaatii suuria alennussuhteita tai lisävastusta peruutusliikkeelle.

Tärkeimmät edut

• Korkea vähennyssuhde

• Suuri ulostulomomentti

• Kompakti suorakulmainen voimansiirto

• Tasainen ja vakaa toiminta

• Hyvä taakanpitokyky

• Soveltuu vaativiin teollisuusympäristöihin

Tyypilliset sovellukset: automaattitrukit, ohjausjärjestelmät, kuljettimen siirtomoduulit, varastoautomaatiolaitteet ja pystyliikesovellukset.

4. Jarruihin integroitu DC-servomoottori

Jarruihin integroitu DC-servomoottori yhdistää servomoottorin, kooderin, ohjaimen ja sähkömagneettisen jarrun yhdeksi integroiduksi ratkaisuksi.

Jarru voi pitää moottorin akselin, kun virta katkaistaan, mikä tekee tästä kokoonpanosta hyödyllisen AGV/AMR-mekanismeissa, joissa asennon pitäminen ja turvallisuus tehohäviön aikana ovat tärkeitä.

Tärkeimmät edut

• Integroitu sähkömagneettinen jarru

• Luotettava pitovoima, kun virta on katkaistu

• Suljetun silmukan asento ja nopeuden säätö

• Nopea jarrutusvaste

• Vähentynyt asennustila

• Soveltuu pystysuoraan tai turvallisuusherkkään mekanismeihin

Tyypillisiä käyttökohteita: automaattitrukit, pystytoimilaitteet, automatisoidut ovet, materiaalinkäsittelymekanismit ja turvallisuuskriittisen varastoautomaation.

5. IP65 Integroitu DC-servomoottori

An IP65 integroitu DC-servomoottori on suunniteltu sovelluksiin, jotka vaativat lisäsuojaa pölyltä ja vesisuihkulta.

Integroimalla moottorin, kooderin ja ohjaimen suljettuun koteloon tämä ratkaisu tarjoaa luotettavan liikkeenhallinnan ja vähentää samalla ulkoisten komponenttien määrää.

Tärkeimmät edut

• IP65-suojaus

• Pölyn- ja vedenpitävä kotelo

• Integroitu servo-ohjausarkkitehtuuri

• Vähentynyt ulkoinen johdotus

• Luotettavaa toimintaa vaativissa teollisuusympäristöissä

• Soveltuu räätälöityihin OEM/ODM AGV-järjestelmiin

Tyypillisiä sovelluksia: varastoautot, ulkokäyttöön sopivat AMR:t, logistiikkarobotit, automatisoidut käsittelylaitteet ja teollisuusrobotit.

6. AGV STO DC servomoottori

AGV STO DC -servomoottori on suunniteltu erityisesti automaattiohjattuihin ajoneuvoihin, joissa toiminnallinen turvallisuus on tärkeä osa liikkeenohjausarkkitehtuuria.

STO tai Safe Torque Off mahdollistaa moottorin vääntömomentin luovan toiminnon poistamisen turvallisesti käytöstä, kun turvallisuustilanne ilmenee. Tämä tekee STO-varustetuista servomoottoreista sopivia AGV- ja AMR-autoihin, jotka toimivat ihmisten ja muiden laitteiden ympärillä.

Tärkeimmät edut

• Integroitu tai yhteensopiva STO-turvatoiminto

• Parannettu liikkeenhallinnan turvallisuus

• Nopea vastaus turvakäskyihin

• Luotettava vääntömomentin ja nopeuden säätö

• Sopii älykkäille mobiiliroboteille

• Tukee nykyaikaisia ​​AGV/AMR-turvallisuusarkkitehtuureja

Tyypillisiä sovelluksia: autonomiset mobiilirobotit, varastoautot, ihmisen ja robotin yhteistyöympäristöt, älykkäät logistiikkajärjestelmät ja automatisoidut materiaalinkäsittelylaitteet.

7. AGV-napamoottori

AGV -napamoottori yhdistää moottorin ja pyörän vetorakenteen kompaktiksi pyörä- tai napakokoonpanoksi. Sen sijaan, että se siirtäisi tehoa perinteisen ulkoisen vaihteiston ja pyörämekanismin kautta, napamoottori voi tarjota integroidumman ratkaisun AGV-käyttöjärjestelmään.

Sen kompakti rakenne auttaa valmistajia säästämään asennustilaa ja yksinkertaistamaan AGV- ja AMR-käyttömoduulien mekaanista suunnittelua.

Tärkeimmät edut

• Kompakti pyörään integroitu rakenne

• Korkea vääntömomentti

• Tehokas voimansiirto

• Vähemmän mekaanisia komponentteja

• Parempi tilankäyttö

• Sopii kompakteille AGV/AMR-alustoille

• Voidaan räätälöidä ajoneuvon kuormitus- ja nopeusvaatimusten mukaan

Tyypilliset sovellukset: varasto AMR:t, AGV-kuljetusalustat, autonomiset mobiilirobotit, logistiikkarobotit ja kompaktit materiaalinkäsittelyajoneuvot.

DC-servomoottorin valintaopas varastoautomaattiautoille/AMR:ille

Erilaiset AGV/AMR-sovellukset vaativat erilaisia ​​moottorikonfiguraatioita. Valinta ei saa perustua pelkästään moottorin tehoon. Kuorma, pyörän halkaisija, ajoneuvon nopeus, kiihtyvyys, käyttösuhde, paikannustarkkuus, asennustila, turvallisuusvaatimukset ja käyttöympäristö tulee ottaa huomioon.

Kuinka valita oikea DC-servomoottori AGV:lle tai AMR:lle?

Varastoautomaatiota varten sopivin tasavirtaservomoottori AGV/AMR-sovelluksiin riippuu mekaanisesta rakenteesta ja liikevaatimuksista.

Kompakteissa AGV-autoissa integroitu DC-servomoottori voi vähentää johdotusta ja säästää asennustilaa.

Raskaiden AGV-ajoneuvojen planeettavaihteinen DC-servomoottori voi tarjota suuremman vääntömomentin, joka tarvitaan kuormattujen kuormalavojen kuljetukseen.

Nosto- ja pystysuuntaisissa mekanismeissa jarruihin integroitu DC-servomoottori voi tarjota luotettavan pidon, kun virta katkaistaan.

Turvallisuuteen keskittyneissä AMR :issä AGV STO DC -servomoottori voidaan integroida turvallisuuteen suuntautuneeseen liikkeenohjausarkkitehtuuriin.

Ahtaissa liikkuvissa roboteissa AGV-napamoottori voi integroida käyttömekanismin suoraan pyörän rakenteeseen.

Ankarissa varasto- tai teollisuusympäristöissä IP65-suojaus voi tarjota lisäsuojaa pölylle ja vedelle altistumiselta.

Räätälöidyt tasavirtaservomoottorit varastoautomaatti- ja AMR-autoihin

AGV/AMR-valmistajille vakiomoottorin valinta on vasta ensimmäinen askel. Eri ajoneuvoalustat vaativat usein räätälöityä jännitettä, tehoa, vääntömomenttia, nopeutta, akselin mittoja, vaihteiston suhdetta, enkooderia, jarrua, liitintä, kaapelin pituutta, asennusrakennetta, IP-luokitusta ja ohjaustoimintoja.

Ammattimainen DC-servomoottorivalmistaja voi siksi tarjota OEM/ODM-ratkaisun, joka perustuu asiakkaan ajoneuvon rakenteeseen ja liikevaatimuksiin.

Varastoautojen ja AMR:ien osalta täydellinen räätälöintiprosessi voi kattaa:

Moottorin valinta → Vääntömomentin ja nopeuden laskenta → Vaihteiston sovitus → Enkooderin/jarrun valinta → Mekaaninen räätälöinti → Ohjaus- ja turvallisuuskonfiguraatio → Prototyyppitestaus → Massatuotanto

Tämän lähestymistavan avulla moottori voidaan sovittaa todelliseen AGV-vetopyörään, ohjaukseen, nostoon, kuljettimen siirtoon tai muuhun liikkeenohjausmekanismiin sen sijaan, että valitaan vain moottori nimellistehon perusteella.

Miksi nämä DC-servomoottorityypit ovat tärkeitä varastoautomaatiolle

Varastoautomaation keskeinen trendi on siirtyminen perinteisestä moottori + vaihteisto + anturi + ajuri + jarru -arkkitehtuurista kohti integroituneempia liikeratkaisuja.

Tämä tekee integroiduista DC-servomoottoreista, vaihdetuista DC-servomoottoreista, jarruservomoottoreista, STO-servomoottoreista, IP65-servomoottoreista ja AGV-napamoottoreista yhä arvokkaampia AGV/AMR-valmistajille, jotka etsivät:

Parempi integraatio + vähemmän kaapeleita + pienempi asennustila + tarkka suljetun silmukan ohjaus + turvallisempi käyttö + helpompi järjestelmän integrointi.

AGV/AMR-valmistajalle paras moottori ei siis välttämättä ole tehokkain moottori, vaan moottorikokoonpano, joka tarjoaa vaaditun vääntömomentin, nopeuden, tarkkuuden, turvallisuuden, suojan ja mekaanisen yhteensopivuuden käytettävissä olevassa tilassa.

Kuinka laskea oikeat jännite-, vääntömomentti- ja tehovaatimukset teollisille automaattitrukeille?

Tämä on vaihe, jossa monet moottorivalinnat menevät pieleen.

Moottorin valinta on helppoa, koska sen nimellisteho näyttää riittävältä. Mutta ajoneuvo itse asiassa reagoi voiman, vääntömomentin, kiihtyvyyden, nopeuden, hyötykuorman, kaltevuuden, vierintävastuksen ja käyttösuhteen vaikutuksiin..

Vaihe 1: Laske tarvittava vetovoima

Yksinkertaistettu laskelma on:

F = ma + rullaus + Fkaltevuus

jossa:

• m = ajoneuvon kokonaismassa hyötykuorma mukaan lukien

• a = vaadittu kiihtyvyys

• Rullautuminen = vierintävastus

• Fslope = tason vastus

Rampin kaltevuuskomponentti voidaan arvioida seuraavasti:

Fkaltevuus ≈ mg × luokka

pienille kulmille, joissa arvosana ilmaistaan ​​desimaalina.

Siksi robotti tarvitsee enemmän voimaa, kun se on:

• Raskaamman kuorman kantaminen

• Leposta alkaen

• Kiipeily ramppiin

• Toimii korkeakitkaisilla lattioilla

• Kiihtyy nopeasti

• Liikuntasaumojen tai lattian siirtymäkohtien ohittaminen

Vaihe 2: Muunna voima pyörän vääntömomentiksi

Vetävälle pyörälle:

Pyörä = F × r / η

jossa:

• r = pyörän säde

• η = voimansiirron hyötysuhde

Jos kaksi pyörää jakavat vetovoiman, vaadittu vääntömomentti pyörää kohden jaetaan suunnilleen näiden pyörien kesken, olettaen, että kuorma on kohtuullisesti tasapainotettu.

Tässä vaihteiston valinnasta tulee tärkeä.

Nopeasta moottorista, jolla on kohtalainen vääntömomentti, voi tulla suuren vääntömomentin pyöräkäyttö, kun se yhdistetään sopivan vaihteiston kanssa.

Vaihe 3: Tarkista mekaaninen teho

Teho voidaan arvioida seuraavista:

P = F × v / η

missä v on ajoneuvon nopeus.

Teho määrittää, kestääkö moottori vaaditut toimintaolosuhteet, kun taas vääntömomentti määrittää, voiko robotti todella käynnistyä ja kiihdyttää kuormaa.

Näitä kahta numeroa ei tulisi koskaan pitää keskenään vaihdettavissa olevina.

Vaihe 4: Erottele jatkuva vääntömomentti huippumomentista

AGV voi vaatia paljon enemmän vääntömomenttia muutaman sekunnin ajaksi:

• Käynnistys

• Ramppikiipeily

• Äkillinen kiihtyvyys

• Ohjauksen korjaus

• Lataa siirto

• Esteiden palautuminen

kuin se tarvitsee tasaisen risteilyn aikana.

Siksi suosittelemme tarkistamaan:

Jatkuva vääntömomentti → Huippumomentti → Huippukesto → Käyttöjakso → Lämpöpalautus

Asianmukaisesti suunnitellun servojärjestelmän on selviydyttävä todellisesta käyttösyklistä, ei vain läpäistävä nimellismomenttilaskenta.

JKONGMOTORin AGV-suuntautunut IDC-alusta sisältää kokoonpanot, kuten 200 W 24 V JKIDC60-P124A1 , nimellisnopeudella 3000 rpm ja 0,63 N·m , sekä 400 W 48 V JKIDC60-P248A1 kierrosnopeudella ja 0.1.2 m . Nämä tarjoavat hyödyllisiä viitepisteitä arvioitaessa kompakteja AGV-käyttöarkkitehtuureja.

24 V vai 48 V: kumpi on parempi?

Vastaus riippuu täydellisestä sähköarkkitehtuurista.

Samalla tehotasolla jännitteen lisääminen yleensä vähentää tarvittavaa virtaa:

I ≈ P/V

Esimerkiksi nimellinen 400 W:n kuorma 48 V:lla vaatii oleellisesti vähemmän virtaa kuin sama teho 24 V:lla idealisoiduissa olosuhteissa.

Pienempi virta voi auttaa vähentämään:

• Kaapelin häviöt

• Liittimen lämmitys

• Jännitteen pudotus

• Johtimen koko

• Sähköjännitys joissakin järjestelmän osissa

Moottori tulee kuitenkin aina valita todellisen akun arkkitehtuurin, säätimen rajojen, suojausstrategian, regenerointikäyttäytymisen ja huippuvirtavaatimusten mukaan.

Pienen AGV-alustan käyttömoduuli: Integroitu servomoottorisovellustapaustutkimus

1. Pienen AGV-käyttömoduulin vaatimukset ja projektin yleiskatsaus

Kohdesovellus: Pieni AGV (Automated Guided Vehicle) alustan käyttömoduuli

Mukana olevat tuotteet:

• JKIDS60-C01A integroitu servomoottori + kierrehammasvaihdeakseli – epäkesko muotoilu

• JKIDS60-C01A integroitu servomoottori + RV30 matovähennys - välityssuhde 60:1

Tekniset ydinhaasteet

Asiakas kohtasi kolme ensisijaista teknistä haastetta AGV-testauksen aikana:

1. pyörän ylitys ja pomppiminen Suuren kuormitushitauden aiheuttama

2. Vakava ylikuumeneminen jatkuvan käytön aikana

3. CANbus katkaisi solmut ja tiedonsiirto katkesi

Lopullinen ratkaisu

Suunnittelutiimi päivitti järjestelmän 2. sukupolven integroiduksi servomoottoriksi, jossa on:

• Moottorin rungon pituus 104 mm

• Integroitu lämpösuojaus

• Parannettu lämmönpoisto ja virtaa rajoittava logiikka

• Mukautettu VH 3.96 CANbus -johtosarja

Myöhemmin asiakas muokkasi AGV-runkoa 104 mm:n moottorin mukaiseksi.

Kaupallinen tulos

Onnistuneen validoinnin jälkeen asiakas sopi 800 yksikön bulkkivolyymisuunnitelmasta vuodelle 2025 ja tilauserät vaihtelivat 500 - 1 000 yksikköä.

2. Pienen AGV:n integroidun servomoottorin tekniset tiedot

Asiakas tarvitsi kompaktin, suuren vääntömomentin integroidun servomoottorin pieneen AGV-alustakäyttöön.

3. AGV-pyörän palautumisen vianmääritys moottorin ensimmäisen testauksen aikana

Vaihe 1 – Näytteenotto joulukuussa 2024: Inertian ylitys- ja palautumisanalyysi

Testiasetukset:

10 yksikköä JKIDS60-C01A (Helical Gear Shaft -versio) testattiin CANbus-testipenkillä.

Oireiden tarkkailu

Jousitetun pyörän testi

Kun nopeus 0 -komento lähetettiin, moottori pysähtyi välittömästi ja tarkasti.

Maan liiketesti

Kun sama nopeus 0 -komento lähetettiin kuormitettuna:

• Pyörä osoitti hieman viivästynyttä pysähtymistä.

• Pyörä pomppasi sitten tahattomasti taaksepäin.

• Pyörä pysähtyi lopulta kokonaan.

Perimmäinen syy

Tekninen analyysi havaitsi inertiaeron . moottorin ja todellisen AGV-kuorman välisen

Alkuperäinen kiihtyvyys/hidastusprofiili oli liian pehmeä , kun taas järjestelmän kuorman hitaus ylitti alkuperäiset jarrutusparametrit.

Tekninen säätö

Suunnittelutiimi opasti asiakkaan:

• Säädä PID-vahvistukset uudelleen

• Optimoi jyrkän pysähdyksen hidastusramppi

• Säädä taajuusmuuttajan laiteohjelmistoparametreja vastaamaan paremmin todellista kuormituksen inertiaa

Näillä säätöillä pyrittiin parantamaan vakauden pysäyttämistä ja eliminoimaan taaksepäin tapahtuvaa palautumista.

4. AGV:n integroidun servomoottorin ylikuumeneminen ja CANbus-tiedonsiirtovirhe

Vaihe 2 – Näytteenotto maaliskuussa 2025: Ylikuumenemishäiriö ja tiedonsiirtokatkos

Testiasetukset:

2 yksikköä JKIDS60-C01A + RV30 Worm Gear Reducer (suhde 60:1) testattiin kuormittamattomassa vaihtuvan nopeuden käytössä.

Oireiden tarkkailu

Testauksen aikana asiakas havaitsi:

• Epänormaali moottorin sisäinen ääni

• Pintalämpötila yli 49,3°C lämpökuvauksessa

• Punainen virhe-LED-aktivointi

• CANbus-tiedonsiirto katkesi

• Moottorin mahdollinen loppuunpalaminen pitkän käytön aikana

Perimmäinen syy

Integroiduista Gen -1 C60 -moottoreista puuttui aktiivinen lämpösuojauksen laiteohjelmisto/laitteistologiikka.

Jatkuvan käytön aikana lämmön kerääntyminen lisääntyi integroidun moottorin sisällä. Ilman riittävää lämpösuojaa:

Jatkuva toiminta → Lämpöakkumulaatio → Elektroniikan ylikuumeneminen → CANbus-tiedonsiirtokatkos → Moottorin palaminen

Siksi koneen elektroniikka altistui liialliselle lämpörasitukselle pitkän käytön aikana.

Valjaiden yksinkertaistaminen

AGV-johdotuksen ja kokoonpanon yksinkertaistamiseksi asiakas pyysi yhden pistokkeen VH 3.96 -liitinkokoonpanoa, joka sisälsi vain neljä tärkeää nastaa:

5. Toisen sukupolven integroitu servomoottoriratkaisu AGV-sovelluksiin

Ylikuumenemis-, liikkeenhallinta- ja johdotusongelmien ratkaisemiseksi insinööritiimi toteutti kattavan laitteisto- ja laiteohjelmistopäivityksen.

5.1 Laitteiston päivitys — 2. sukupolven moottorin integrointi

Järjestelmä päivitettiin 2. sukupolven integroiduksi servomoottoriksi, joka sisältää:

• Rungon pituus 104 mm

• Sisäänrakennetut lämpöanturit

• Automaattinen terminen sammutus/alennuslogiikka

• Uudelleen suunnitellut sisäiset lämmönpoistoreitit

• Dynaamiset virtaa rajoittavat algoritmit

Nämä parannukset on suunniteltu estämään moottorin palaminen jatkuvan AGV-toiminnan aikana.

5.2 Johdotuksen ja liitännän mukauttaminen

Lopullinen johdotusratkaisu sisälsi:

• 200 mm lyijylanka

• Yksi 4-nastainen VH 3.96 -liitin

• Integroidut teho- ja CANbus-tiedonsiirtoliitännät

Yksinkertaistettu käyttöliittymä vähensi johdotuksen monimutkaisuutta ja virtaviivaisti AGV-rungon kokoonpanoa.

5.3 AGV-alusta majoitus

Asiakas hyväksyi 2. sukupolven integroidun servomoottorin päivityksen.

Koska päivitetyn moottorin rungon pituus on 104 mm , asiakas suunnitteli AGV-alustan rakenteen uudelleen riittävän asennustilan tarjoamiseksi.

6. Toisen sukupolven moottorin validointi ja massatuotannon tulokset

Vaiheen 3 validointitestaus

Päivitetyille 2. sukupolven moottoreille tehtiin lisätestejä:

• 10 yksikköä — Helical Gear -versio

• 5 yksikköä — RV30 Redducer-versio

Kolmannen vaiheen testit osoittivat:

• Erinomainen lämpötilan hallinta

• Parempi liikkeen vakaus

• Luotettava jatkuva toiminta

Vuoden 2025 joukkotuotantosuunnitelma

Onnistuneen suunnittelun validointi tuki lopulta asiakkaan suunnittelemaa 800 yksikön bulkkihankintaohjelmaa vuodelle 2025.

Mitkä turvallisuusstandardit ja UL/CE-sertifioinnit ovat pakollisia tasavirtaservomoottoreille Yhdysvaltain markkinoilla?

Tämä kohta ansaitsee huolellisen huomion, koska UL, CE, OSHA ja robotin turvallisuusstandardit eivät ole keskenään vaihdettavissa.

CE-merkintä liittyy ensisijaisesti eurooppalaisten markkinoiden vaatimuksiin. Se ei ole yleinen yhdysvaltalainen tuotesertifikaatti.

Yhdysvalloissa OSHA:n Nationally Recognized Testing Laboratory (NRTL) -ohjelma on erityisen tärkeä tietyille työpaikoilla käytettäville sähkötuotteille. OSHA ilmoittaa, että sen määräykset edellyttävät NRTL-hyväksyntää monille sähkölaiteluokille ja että asianmukaisesti sertifioidut tuotteet hyväksytään sovellettavien OSHA-hyväksyntävaatimusten mukaisesti. Myös paikallisviranomaiset ja hyväksytyt säännöt voivat vaikuttaa hyväksymiseen.

Tärkeä asia AGV-valmistajalle on se, että ei ole yleispätevää sääntöä, jonka mukaan jokaisessa erillisessä tasavirtaservomoottorissa on oltava UL-merkki . Sovellettava sertifiointipolku riippuu moottorista, käyttöelektroniikasta, loppulaitteista, käyttötarkoituksesta, sovellettavista standardeista sekä asiakkaan, AHJ:n tai asennusympäristön vaatimuksista.

Teollisuuden liikkuville roboteille turvallisuusstandardeja voidaan soveltaa myös järjestelmätasolla.

Tärkeimmät yhdysvaltalaiset ja kansainväliset mobiilirobottistandardit

ANSI/A3 R15.08 koskee teollisia mobiilirobotteja. Nykyiset ANSI-materiaalit tunnistavat:

• ANSI/A3 R15.08-1-2020 (R2026) itse teollisuusrobotille

• ANSI/A3 R15.08-2-2023 IMR-järjestelmille ja -sovelluksille

• ANSI/A3 R15.08-3-2026 IMR-sovellusten käyttöön ja elinkaarinäkökohtiin

Kuljettamattomien teollisuusajoneuvojen osalta ANSI/ITSDF B56.5-2024 on toinen asiaankuuluva standardi, joka kattaa ohjaamattomien automaattiohjattujen teollisuusajoneuvojen ja niihin liittyvien järjestelmien suunnittelun, käytön ja huollon.

ISO 3691-4:2023 on yleisesti käytössä myös kuljettamattomissa trukeissa, ja se esiintyy ANSI/A3- ja B56.5-standardien rinnalla nykyisissä alan turvallisuusstandardipaketeissa.

US AGV/AMR-projektissa oikea lähestymistapa on siksi pyytää moottorintoimittajalta selkeä vaatimustenmukaisuus- ja sertifiointipaketti sen sijaan, että oletetaan, että yksi logo ratkaisee koko vaatimuksen.

Ammattimaisen toimittajan tulee pystyä toimittamaan asiaankuuluvat ilmoitukset, testausasiakirjat, tarvittaessa komponenttien sertifikaatit, piirustukset, sähköiset tiedot ja jäljitettävä tuotetunniste.

CANopen, EtherCAT tai Modbus: mikä väyläyhteysprotokolla toimii parhaiten AMR-varastointiin?

Jokaiselle AMR:lle ei ole yhtä voittajaa.

Oikea protokolla riippuu robotin ohjaimesta, vaaditusta päivitysnopeudesta, synkronointivaatimuksista, ohjelmistopinosta ja verkkoakselien määrästä.

CANopen

CANopen on houkutteleva pienikokoisille mobiilikoneille, koska se tarjoaa standardoidun sovelluskerroksen ja laitekeskeisen viestintämallin. CiA-asiakirjat määrittelevät palvelut, kuten PDO, SDO, NMT, synkronointi ja virheenhallinta , mikä tekee CANopenista hyvin hajautetun automaatiolaitteen.

Se on vahva vaihtoehto, kun AMR-arkkitehtuuri priorisoi:

• Deterministinen laiteviestintä

• Kompaktit sulautetut verkot

• Suoraviivainen hajautettu ohjaus

• Aikuiset liikkeenhallintaprofiilit

Modbus RTU / RS485

Modbus valitaan usein, kun järjestelmä arvostaa yksinkertaisuutta, laajaa yhteensopivuutta ja helppoa integrointia PLC:iden tai sulautettujen ohjaimien kanssa.

Modbus-spesifikaatio määrittelee sovellustason viestintämallin ja voi toimia fyysisten verkkojen, kuten RS485- ja Ethernet-pohjaisten toteutusten, yli.

Pienemmille tai vähemmän synkronoiduille järjestelmille RS485/Modbus voi olla käytännöllinen valinta.

EtherCAT

EtherCATista tulee houkuttelevampi, kun ajoneuvo vaatii tiukkaa moniakselisynkronointia, tehokasta syklistä liikkeenohjausta tai integrointia kehittyneempään teolliseen Ethernet-arkkitehtuuriin.

Esimerkiksi AMR, jossa on monimutkainen ohjaus, nosto, pito ja synkronoitu pyöräohjaus, voi hyötyä reaaliaikaisesta Ethernet-pohjaisesta ohjausarkkitehtuurista.

JKONGMOTOR tukee Pulse-, RS485/Modbus-, CANopen- ja EtherCAT-viestintävaihtoehtoja integroidulla liikkeenohjausalustalla , mikä antaa OEM-valmistajille joustavuuden sovittaa moottori olemassa olevaan ohjausjärjestelmään sen sijaan, että muuttaisi koko moottorin arkkitehtuuria.

Kuinka integroidut servot voivat maksimoida akun käyttöiän ja kestää suuren kuormituksen 24/7?

Akun käyttöikään vaikuttaa paljon enemmän kuin moottorin nimellisteho.

Todellinen kysymys on:

Kuinka paljon energiaa koko käyttöjärjestelmä kuluttaa koko käyttöjakson aikana?

Tehokas AMR voi viettää suurimman osan ajastaan ​​risteilyllä kohtuullisella vääntömomentilla, minkä jälkeen se voi kokea lyhyitä voimakkaita jaksoja kiihdytyksen, kääntymisen, rampin nousun tai noston aikana.

Yhdistä moottori todelliseen käyttöjaksoon

Moottorin ylimitoitus voi lisätä tarpeetonta massaa ja kustannuksia. Sen alimitoitus voi aiheuttaa liiallista virrankulutusta ja lämpörasitusta.

Suosittelemme arvioimaan:

• Nimellismomentti

• Huippuvääntömomentti

• Keskimääräinen vääntömomentti

• Keskinopeus

• Kiihtyvyysprofiili

• Käynnistysten määrä tunnissa

• Regeneratiivisia tapahtumia

• Ympäristön lämpötila

• Vaihteiston tehokkuus

• Pyörän halkaisija

• Ajoneuvon lastaus

Lämpösuunnittelulla on yhtä paljon merkitystä kuin sähkötehokkuudella

Paperilla tehokkaalta näyttävä moottori voi silti ylikuumentua, jos se toimii toistuvasti lähellä rajojaan.

Tarkista 24/7 varastokäyttöä varten:

Kuparihäviöt + kytkentähäviöt + mekaaniset häviöt + vaihteistohäviöt + ympäristön lämpö

Testaa sitten moottori todellisen käyttöjakson mukaisesti.

Tämä on erityisen tärkeää, kun servo on suljettu kompaktin pyörämoduulin sisään, jossa ilmavirtaus on rajoitettu.

Käytä ohjausominaisuuksia, jotka vähentävät mekaanista iskua

Aggressiivinen kiihdytys ei aina ole nopein tapa siirtää AMR:ää.

Oikein viritetty servo voi käyttää hallittua kiihtyvyyttä ja hidastuvuutta vähentämään:

• Pyörän luistaminen

• Kuorman liike

• Mekaaninen isku

• Huippuvirtapiikit

• Vaihteiston rasitus

JKONGMOTORin AGV-ratkaisun dokumentaatio korostaa korkearesoluutioisen takaisinkytkennän ja S-käyrän liikkeen suunnittelun käyttöä tasaisemman käynnistyksen ja pysäytyksen aikaansaamiseksi sekä integroidun servo-arkkitehtuurin kompaktiin asennukseen.

Mitkä enkooderin resoluutio- ja palautevaihtoehdot takaavat tarkan navigoinnin varaston AMR:ille?

Anturin valinta vaikuttaa suoraan siihen, kuinka tarkasti moottorin ohjausjärjestelmä tietää asemansa ja nopeudensa.

AGV- ja AMR-autoissa palautteen laatu vaikuttaa:

• Pyörän nopeuden säätö

• Asennon ohjaus

• Tasauspyörästön synkronointi

• Ohjauksen tarkkuus

• Toistettavuuden pysäyttäminen

• Nopeuden arvio

• Vakaus hitaalla nopeudella

Matalaresoluutioinen enkooderi voi olla hyväksyttävä yksinkertaisessa kuljetinkäytössä, mutta siitä tulee rajoittava, kun liikkuva robotti tarvitsee tasaista hidasta liikettä ja tarkkaa pyörien synkronointia.

JKONGMOTORin JKIDC60-tuoteperhe sisältää konfiguraatioita, joissa on 17-bittinen absoluuttinen kooderi , kun taas tietyissä versioissa on myös vaihtoehtoisia palautekokoonpanoja, kuten 15-bittinen ja 1000-PPR.

AMR-kehityksessä enkooderin resoluutiota ei tule tarkastella erikseen.

Koko palauteketjulla on merkitystä:

Enkooderin resoluutio → Ohjaussilmukan kaistanleveys → Servoviritys → Pyörän halkaisija → Välityssuhde → Mekaaninen välys → Lattiaolosuhteet

Erittäin korkearesoluutioinen kooderi ei pysty kompensoimaan liiallista vaihteiston välystä tai huonoa mekaanista kohdistusta.

Ohjaussovelluksissa absoluuttinen palaute voi myös vähentää toistuvien kotiutustoimenpiteiden tarvetta järjestelmäarkkitehtuurista riippuen.

Miten lämpöhäviö ja IP-luokitukset vaikuttavat integroidun servomoottorin käyttöikään kylmävarastointi-/jakelukeskittymissä?

Varastoympäristöt eivät ole kaikki samanlaisia.

Puhtaassa, lämpötilasäädellyssä toimituskeskuksessa toimivalla AMR:llä on hyvin erilaiset vaatimukset kuin:

• Kylmäsäilytys

• Kylmävarastot

• Ladataan telakat

• Pölyiset jakelukeskukset

• Märkäpuhdistusalueet

• Ruokalogistiikan ympäristöt

• Siirtymäalueet ulkona

Lämmönhallinta kylmävarastossa

Matala ympäristön lämpötila ei automaattisesti tarkoita, että moottori toimii turvallisesti.

Voiteluaineet voivat käyttäytyä eri tavalla, materiaalit voivat kutistua ja kondensoituminen voi muodostua huolenaiheeksi laitteiden liikkuessa eri lämpötilavyöhykkeiden välillä.

Sitä vastoin suljetun rungon sisällä oleva moottori voi silti kehittää merkittävästi sisäistä lämpöä jopa kylmässä varastossa.

Siksi suosittelemme koko moottorin ja vaihteiston kokoonpanon testaamista ympäristön todellisissa vähimmäis- ja enimmäislämpötiloissa , ei pelkästään moottorin nimellislämpötilan luokittelua.

Miksi IP-luokitus on tärkeä

Vaadittu IP-luokitus riippuu ympäristöstä.

Kuiva sisäkäyttöinen automaattitrukki ei välttämättä tarvitse samaa tiivistystasoa kuin robotti, joka on alttiina pesulle, kosteudelle, pölylle tai toistuville lämpötilavaihteluille.

JKONGMOTORin integroitu servo-alusta tarjoaa suojaustason kokoonpanot, mukaan lukien IP30, IP54 ja IP65 , suunnittelusta riippuen.

Korkeampi IP-luokitus tulisi valita todellisen ympäristöaltistuksen perusteella sen sijaan, että valittaisiin vain korkein saatavilla oleva luku.

Suljettu moottori voi myös aiheuttaa ylimääräisiä lämmönhallintahaasteita, joten suojaus ja lämmönpoisto on suunniteltava yhdessä.

Kuinka arvioit ulkomaiset moottoritoimittajat Yhdysvaltain varastologistiikan luotettavuuden ja TCO:n osalta?

Yhdysvaltalaisessa varastoautomaatioprojektissa halvin moottorin tarjous on harvoin halvin ratkaisu käyttöönoton jälkeen.

Kokonaisomistuskustannusten tulee sisältää:

Ostohinta + suunnittelukustannukset + integrointiaika + johdotus + huolto + viat + seisokit + vaihtovarasto + logistiikka + sertifiointityöt

Toimittajan arvioinnin tulisi siksi mennä tuoteluetteloa pidemmälle.

Tarkista toimittajan suunnittelukyky

Luotettavan integroidun servomoottorin valmistajan pitäisi pystyä keskustelemaan:

• Moottorin valintalaskelmat

• Vääntömomentti-nopeuskäyrät

• Vaihteiston mitoitus

• Enkooderin asetukset

• Viestintäprotokollat

• Jarrutusvaatimukset

• Lämpötestaus

• IP-suojaus

• EMC-näkökohdat

• Liittimen suunnittelu

• Mekaaninen räätälöinti

• Laiteohjelmisto- tai viestintävaatimukset

JKONGMOTOR kuvaa liiketoimintamalliaan yhdistelmäksi moottorinvalmistuksen, liikkeenohjaustekniikan, OEM/ODM-räätälöinnin ja sovellusratkaisujen sen sijaan, että se myyisi vain valmiita moottoreita. Sen AGV-sovellusalusta tukee myös räätälöityjä akselirakenteita, vaihteistoja, koodereita, jarruja ja tiedonsiirtovaihtoehtoja.

Prototyyppien tuki on tärkeä tekijä

AMR OEM:n osalta toimittajan pitäisi pystyä siirtymään:

Vaatimus → Moottorin laskenta → Prototyyppi → Testaus → Suunnittelun säätö → Pilottituotanto → Massatuotanto

nopeasti.

Tällä on merkitystä, koska paperilla hyvin toimiva moottori saattaa silti vaatia muutoksia ajoneuvotason testauksen jälkeen.

Toimittajan tulee pystyä muuttamaan:

• Akselin geometria

• Välityssuhde

• Enkooderin asetukset

• Liittimen sijainti

• Kaapelin pituus

• Jarrujen kokoonpano

• Tiedonsiirtoliittymä

• Asunnon mitat

• Asennuskuvio

• Ohjausparametrit

JKONGMOTOR edistää nimenomaisesti prototyyppien kokoamista ja räätälöityä integroitua servokehitystä AGV/AMR-sovelluksille, ja sen tavoitteeksi on asetettu lyhentää siirtymistä prototyypeistä tuotantoon.

Käytännön valinnan tarkistuslista integroiduille DC-servomoottoreille

Ennen kuin hyväksyt an integroitu DC-servomoottori varasto-AGV:lle tai AMR:lle , suosittelemme seuraavien parametrien tarkistamista yhdessä sen sijaan, että arvioisit niitä erikseen.

Johtopäätös: Valitse moottori AGV:n ympäriltä, ​​älä toisin päin

Oikea integroitu DC-servomoottori varasto-AGV:lle tai AMR:lle tulee valita osaksi täydellistä liikkeenohjausjärjestelmää.

Aloita ajoneuvon massan, hyötykuorman, nopeuden, kiihtyvyyden, pyörän halkaisijan, kaltevuuden, käyttömäärän ja akun jännitteen perusteella. Laske sitten tarvittava jatkuva ja huippuvääntömomentti. Valitse sen jälkeen vaihteisto, kooderi, tiedonsiirtoprotokolla, suojaustaso, jarru ja mekaaninen liitäntä.

Kompakteissa varastoroboteissa integroinnin arvo on muutakin kuin muutaman komponentin säästäminen. Hyvin suunniteltu integroitu servo voi vähentää johdotuksen monimutkaisuutta, yksinkertaistaa asennusta, vapauttaa alustatilaa ja luoda puhtaamman polun prototyypistä massatuotantoon.

Sovelluksiin, jotka vaativat räätälöityjä moottorin + ohjaimen + anturi + vaihteisto + jarru + tiedonsiirtoyhdistelmiä , JKONGMOTORin IDC-sarja tarjoaa hyödyllisen vertailuarkkitehtuurin, mukaan lukien 24 V ja 48 V kokoonpanot, 200 W tehokkaammat AGV-mallit, useita tiedonsiirtovaihtoehtoja ja mukautettuja mekaanisia kokoonpanoja.

Paras moottori ei siis ole vain se, jolla on suurin vääntö tai alhaisin hinta. Se tarjoaa vaaditun vääntömomentin, nopeuden, tarkkuuden, lämpöstabiilisuuden, tiedonsiirron suorituskyvyn, turvallisuusyhteensopivuuden ja käyttöiän samalla kun se sopii robotin mekaaniseen ja sähköiseen arkkitehtuuriin alusta alkaen.

Yhdysvaltalaisten varastoautomaation OEM-valmistajien kohdalla tämä järjestelmätason lähestymistapa tekee integroidusta servomoottorista komponentin hankinnasta luotettavan pitkän aikavälin liikkeenhallintaratkaisun.