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Vues : 0 Auteur : Jkongmotor Heure de publication : 2026-09-20 Origine : Site
Les entrepôts modernes sont soumis à une pression constante pour stocker plus de marchandises dans moins d'espace, déplacer les palettes plus rapidement, réduire les erreurs de positionnement et maintenir un fonctionnement fiable 24 heures sur 24 . C'est l'une des raisons pour lesquelles les systèmes automatisés de stockage et de récupération, ou AS/RS , sont devenus de plus en plus importants dans l'entreposage à haute densité, la logistique de fabrication, les centres de distribution et les installations de production automatisées.
Au centre de nombreux systèmes AS/RS pour palettes se trouve le transstockeur . Il doit se déplacer horizontalement dans une allée étroite, soulever des charges verticalement jusqu'à différents niveaux de rayonnage et faire fonctionner un dispositif de manutention de charge pour placer ou récupérer des palettes. Ces mouvements doivent être coordonnés avec précision. Une petite erreur de positionnement peut entraîner une insertion incorrecte d'une palette, une collision avec le rack, des mouvements de correction inutiles ou un cycle de stockage et de récupération plus long.
Pour cette raison, le moteur utilisé pour les axes de déplacement, de levage et de manutention n'est pas une simple source de puissance rotative. Il fait partie de l' architecture de contrôle de mouvement de la machine.
Pour les applications AS/RS hautement dynamiques, Les servomoteurs AC peuvent fournir la combinaison de couple, de régulation de vitesse, de retour d'information, de contrôle d'accélération, de réponse de positionnement et de communication requise pour coordonner des profils de mouvement exigeants.
Un transstockeur AS/RS , également appelé transstockeur, machine de stockage et de récupération (SRM) ou grue de stockage et de récupération automatisée , est une machine de manutention automatisée conçue pour déplacer des marchandises entre des emplacements de stockage et des stations d'entrée/sortie désignées.
Un transstockeur typique fonctionne selon trois directions de mouvement principales :
Déplacement horizontal le long de l’allée de l’entrepôt
Levage vertical pour atteindre différents niveaux de rack
Manutention de charge via une fourche télescopique, une fourche navette ou tout autre mécanisme d'extraction
La machine fonctionne normalement avec un système de gestion d'entrepôt (WMS), un système de contrôle d'entrepôt (WCS), un API, des capteurs, des dispositifs de positionnement et des entraînements de mouvement..
Contrairement à un chariot élévateur conventionnel, le transstockeur est conçu pour fonctionner dans une allée définie et répéter des commandes automatisées de stockage et de récupération avec une intervention humaine limitée.
Cela crée une exigence moteur très différente.
Le moteur doit accélérer, décélérer, arrêter, reculer et repositionner la machine à plusieurs reprises tout en gérant des conditions de charge changeantes. Dans le même temps, la structure de la grue peut être haute et relativement flexible, ce qui signifie qu'une accélération agressive peut créer des vibrations sur le mât qui affectent directement la précision du positionnement.
Les recherches sur la dynamique des transstockeurs ont spécifiquement identifié les charges dynamiques élevées et les vibrations du mât comme des facteurs susceptibles de réduire la stabilité et la précision du positionnement de la machine.
L'exigence de base semble simple : déplacer une palette du point A au point B.
En pratique, le profil de mouvement est beaucoup plus compliqué.
Un transstockeur peut devoir :
Accélérez rapidement à partir de l'arrêt.
Voyagez à grande vitesse dans une allée étroite.
Décélérez avant d’atteindre l’emplacement cible.
Arrêtez-vous dans une petite fenêtre de positionnement.
Soulevez ou abaissez une charge utile lourde.
Contrôler l'extension et la rétraction des fourches.
Compenser la variation de charge.
Répétez le même cycle des milliers de fois.
Coordonnez plusieurs axes sans vibrations excessives.
Communiquez en permanence avec le contrôleur de la machine et le système d’automatisation de l’entrepôt.
Les spécifications commerciales AS/RS illustrent à quel point ces systèmes peuvent être exigeants. Selon la conception de la machine, les transstockeurs peuvent combiner des vitesses de déplacement élevées, des vitesses de levage importantes, des charges utiles importantes et des exigences de positionnement au niveau millimétrique.
C’est là que le contrôle de mouvement servo hautement dynamique devient important.
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Servomoteur CC intégré avec frein |
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Arbre |
Vis mère |
Module |
Mouvement linéaire |
Frein |
Boîte de vitesse |
Réducteur à vis sans fin |
Fils |
Niveau de protection |
Niveau de protection |
Le positionnement hautement dynamique ne signifie pas simplement « se déplacer plus rapidement ».
Pour un transstockeur AS/RS, le positionnement hautement dynamique signifie que le moteur et le système d'entraînement peuvent accélérer rapidement, contrôler la vitesse avec précision, décélérer en douceur, se stabiliser à la position cible et maintenir la répétabilité dans des conditions mécaniques changeantes..
Une séquence de mouvements utile peut être représentée comme :
Accélération → Déplacement à grande vitesse → Décélération contrôlée → Positionnement fin → Confirmation de position
La partie difficile est la transition entre ces étapes.
Si l'accélération est trop agressive, le mât peut vibrer.
Si la décélération démarre trop tard, la grue risque de dépasser la vitesse.
Si le couple du moteur est insuffisant, le variateur peut avoir des difficultés avec une palette lourde ou une charge changeante.
Si la réponse de la commande est trop lente, la machine peut nécessiter des mouvements de correction supplémentaires.
Si la résolution du retour est inadéquate, le contrôleur dispose de moins d’informations pour déterminer la position réelle de l’arbre.
L’objectif n’est donc pas en soi la vitesse maximale. L'objectif est un débit élevé avec un mouvement contrôlé et un positionnement prévisible.
Pour les applications exigeantes de transstockeurs, les servomoteurs AC offrent plusieurs caractéristiques qui répondent aux exigences du mouvement automatisé.
Un servomoteur fonctionne normalement avec le retour d'un encodeur ou d'un autre capteur de position.
Le contrôleur peut comparer la position commandée avec la position réelle du moteur et ajuster en continu la réponse du moteur.
Cette architecture en boucle fermée est fondamentalement différente de la simple application d’une tension ou d’une fréquence fixe à un moteur conventionnel.
Pour les équipements AS/RS, le retour d’information est particulièrement utile lors :
Positionnement
Accélération
Ralentissement
Fonctionnement à basse vitesse
Renversement
Retour à destination
Variation de charge
Positionnement fin
Certains systèmes d'asservissement industriels prennent également en charge des canaux de rétroaction supplémentaires pour un contrôle en boucle fermée de plus grande précision et une compensation des imperfections mécaniques telles que le jeu et la flexibilité.
Un système AS/RS gagne en productivité grâce au temps de cycle.
Plus la grue peut terminer rapidement un cycle de stockage ou de récupération sans compromettre la stabilité, plus l'entrepôt peut potentiellement traiter de transactions.
Un système d'asservissement AC peut être configuré pour une accélération et une décélération contrôlées plutôt que de simplement basculer entre la pleine vitesse et l'arrêt.
Cela permet aux ingénieurs de créer un profil de mouvement autour des caractéristiques mécaniques de la grue.
Par exemple:
0 → accélération → déplacement à grande vitesse → décélération contrôlée → approche à basse vitesse → arrêt
Les valeurs exactes dépendent de la structure de la grue, de la charge utile, de la boîte de vitesses, du diamètre des roues, du mécanisme de levage, de la géométrie du rack et des exigences de sécurité.
Un transstockeur ne fonctionne pas toujours sous la même charge mécanique.
Un axe de déplacement peut se déplacer :
Un porte-charge vide
Un transporteur partiellement chargé
Une palette complète
Une palette avec une charge décentrée
L'axe de levage subit des changements encore plus importants car le moteur doit surmonter la charge gravitationnelle et le système de transmission mécanique.
Pour cette raison, la sélection du moteur doit prendre en compte le couple continu, le couple maximal, le couple d'accélération, l'inertie, le rapport de boîte de vitesses, le rapport cyclique et les exigences de freinage plutôt que de se fier uniquement à la puissance nominale du moteur.
Le déplacement à grande vitesse rapproche la grue de sa destination.
Le contrôle à basse vitesse le met dans la bonne position.
L'étape finale de positionnement est donc extrêmement importante.
Un bon système d'asservissement peut maintenir un mouvement contrôlé à basse vitesse et passer en douceur d'un déplacement à grande vitesse à un positionnement précis.
Cela réduit le besoin d’arrêts brusques et de mouvements correctifs répétés.
Les vibrations mécaniques représentent un défi majeur pour les transstockeurs de grande hauteur.
Un grand mât n'est pas parfaitement rigide. Des accélérations et décélérations rapides peuvent exciter les modes structurels.
L'oscillation qui en résulte peut augmenter le temps de stabilisation et rendre la position finale moins stable.
Les systèmes d'asservissement peuvent intégrer une suppression des vibrations, une compensation des résonances, un filtrage coupe-bande et des profils d'accélération soigneusement réglés pour réduire l'excitation des résonances mécaniques.
Les plates-formes d'asservissement modernes fournissent explicitement des fonctions de suppression des vibrations et des résonances pour les applications de contrôle de mouvement.
Cependant, le réglage des servos ne peut pas compenser une structure mécanique mal conçue. Le moteur, la boîte de vitesses, la roue, le mât, le support de charge, l'encodeur et l'algorithme de contrôle doivent être considérés comme un seul système.
Lors de la sélection d'un servomoteur AC pour un transstockeur AS/RS, nous vous recommandons d'évaluer l'ensemble du système d'entraînement plutôt que de considérer uniquement la puissance du moteur.
La résolution du codeur affecte directement la quantité d'informations de position disponibles pour le contrôleur.
Pour les applications exigeantes, les acheteurs doivent évaluer :
Résolution de l'encodeur
Feedback absolu ou incrémental
Capacité monotour ou multitours
Protocole de communication
Réponse aux commentaires
Résistance environnementale
Longueur du câble et exigences d'installation
Le codeur correct dépend de l'architecture de la machine et de la méthode de positionnement.
Le couple maximal est important pendant :
Accélération de la grue
Levage de charges
Inversion rapide
Décélération contrôlée d'urgence
Démarrage à forte charge
Changements de charge dynamiques
Le moteur ne doit pas être sélectionné uniquement sur la base des conditions de fonctionnement nominales.
L'axe de déplacement peut nécessiter une vitesse de rotation élevée tout en maintenant un couple et un retour stables.
Une boîte de vitesses peut être utilisée pour convertir la vitesse du moteur en vitesse de roue et en couple requis.
La bonne combinaison est donc :
Servomoteur + réducteur + roue + charge mécanique + profil de contrôle
plutôt que de simplement sélectionner un moteur à grande vitesse.
Une vitesse stable est importante car une vitesse incohérente affecte le timing de la décélération et du positionnement.
Un servomoteur peut réguler en continu le moteur en fonction de la vitesse commandée et du signal de retour.
Pour les systèmes de stockage automatisés, le contrôle de position est au cœur de l'application.
Le contrôleur peut commander :
Position absolue
Mouvement relatif
Mouvement de retour
Profil de vitesse
Accélération
Ralentissement
Tolérance de position
Le servomoteur traduit ensuite ces commandes en couple et en vitesse du moteur.
Une grue AS/RS communique généralement avec une architecture de contrôle de niveau supérieur.
En fonction du système, les ingénieurs peuvent évaluer des interfaces de communication telles que :
EtherCAT
CANopen
PROFINET
Modbus
EtherNet/IP
Pouls et direction
L'interface correcte dépend de l'API, du contrôleur de mouvement, de l'architecture de sécurité et de l'intégrateur système.
Les applications de levage vertical nécessitent une attention particulière au freinage.
Un frein moteur peut être nécessaire pour maintenir une charge suspendue lorsque l'alimentation est coupée.
Ceci est particulièrement important car Safe Torque Off (STO) ne maintient pas mécaniquement une charge suspendue . STO empêche l'énergie génératrice de couple d'être fournie au moteur ; selon le système, un frein de maintien mécanique supplémentaire ou un autre mécanisme de maintien de la charge peut être nécessaire.
Cette distinction doit être prise en compte dès la phase de conception mécanique et fonctionnelle-sécurité.
Commencez par l’application réelle plutôt que par le catalogue de moteurs.
Calculer:
Masse totale en mouvement
Masse maximale de la palette
Diamètre de roue
Rapport de boîte de vitesses
Résistance au roulement
Exigence d'accélération
Inclinaison, le cas échéant
Efficacité de la transmission
Inertie réfléchie
Cycle de service requis
Pour l’axe de levage, incluez la composante gravitationnelle et l’efficacité du mécanisme de levage.
Une relation de couple simplifiée peut être exprimée comme suit :
T = F × r / η
où:
T = couple de sortie requis
F = force requise
r = rayon mécanique effectif
η = efficacité de transmission
La sélection finale du moteur doit également inclure le couple d'accélération et une marge d'ingénierie appropriée.
L'inertie du moteur est importante car le servo doit accélérer à la fois la charge et son propre rotor.
Un rapport d'inertie trop important peut rendre le réglage du système difficile.
Un moteur trop petit peut manquer de réserve de couple suffisante.
L’objectif est une combinaison équilibrée de :
Inertie moteur + rapport de boîte de vitesses + inertie de charge réfléchie
Pour les applications hautement dynamiques, l’adaptation de l’inertie est souvent aussi importante que la puissance nominale.
La boîte de vitesses modifie la relation entre la vitesse du moteur et le couple de sortie.
Un rapport de réduction plus élevé fournit généralement un couple de sortie plus élevé et une vitesse de sortie plus faible.
Un rapport de réduction inférieur peut prendre en charge une vitesse de sortie plus élevée.
Le rapport correct doit donc être déterminé à partir de :
Vitesse de roue requise + vitesse de déplacement requise + accélération requise + vitesse moteur disponible + couple de charge
Pour les mécanismes de levage, la boîte de vitesses et le système de freinage doivent en outre être évalués en termes de maintien de la charge et de sécurité.
Un simple profil trapézoïdal peut créer des changements brusques d'accélération.
Un profil de courbe en S modifie progressivement l'accélération et la décélération.
Cela peut aider à réduire :
Choc mécanique
Mouvement des palettes
Vibration du mât
Patinage des roues
Impact de la boîte de vitesses
Temps de stabilisation
Le contrôle de la courbe en S est déjà utilisé dans les systèmes de mouvement des transstockeurs pour produire une accélération et une décélération plus douces.
Pour les transstockeurs de grande taille, cela peut être particulièrement utile car la structure mécanique peut avoir une fréquence propre relativement faible.
Une stratégie de positionnement pratique peut utiliser deux étapes.
Positionnement grossier :
La grue se déplace rapidement vers la cible.
Positionnement fin :
Le servo réduit la vitesse et s'approche de la coordonnée finale avec un meilleur contrôle.
Cela empêche la machine de tenter d'atteindre simultanément une vitesse maximale et une précision maximale.
L'approche finale peut utiliser une commande de vitesse plus petite et une tolérance de position plus stricte.
Le servo-encodeur indique au variateur ce qui se passe au niveau de l'arbre du moteur.
Cependant, l’arbre du moteur n’est pas la même chose que la position physique finale de la palette.
Facteurs mécaniques tels que :
Jeu de boîte de vitesses
Patinage des roues
Élasticité de la ceinture
Étirement de la chaîne
Déviation du mât
Vibrations structurelles
Mouvement de charge
peut introduire des erreurs entre la position du moteur et la position réelle de la machine.
Pour cette raison, les systèmes AS/RS combinent généralement les informations du codeur avec des technologies de positionnement telles que le positionnement par code-barres, la mesure de distance laser, les capteurs photoélectriques ou d'autres systèmes de référence externes . Des exemples d'architectures AS/RS commerciales utilisent des combinaisons d'encodeur et de positionnement laser ou code-barres pour un positionnement au niveau millimétrique.
L'un des points les plus importants dans la conception de mouvements AS/RS est que la précision des servos n'est pas automatiquement égale à celle de la machine..
Supposons qu'un encodeur fournisse un retour très précis sur l'arbre du moteur.
Si la boîte de vitesses présente un jeu, si la roue patine ou si le mât se plie sous la charge, la position réelle de la palette peut encore différer de la position calculée du moteur.
Par conséquent, la chaîne de positionnement doit être considérée comme :
Moteur → Boîte de vitesses → Transmission → Roue/Mécanisme de levage → Structure de grue → Charge
Chaque élément mécanique peut contribuer à l'erreur de positionnement final.
Pour les applications de haute précision, les meilleurs résultats proviennent de la combinaison :
asservissement haute performance + précision mécanique + retour de positionnement externe + profils de mouvement optimisés.
Les vibrations du mât constituent l’un des principaux défis liés à l’augmentation de la vitesse de déplacement d’un transstockeur AS/RS. Un transstockeur a généralement un mât haut et relativement mince, de sorte qu'une accélération, une décélération rapide, des changements de direction brusques et une répartition inégale de la charge peuvent provoquer des vibrations structurelles. Si les vibrations ne sont pas contrôlées, la grue peut nécessiter un temps de stabilisation supplémentaire avant que la charge puisse être stockée ou récupérée avec précision.
Pour cette raison, la conception AS/RS haute vitesse ne consiste pas simplement à sélectionner un régime plus élevé. Servomoteur AC . Le servomoteur, le variateur, la boîte de vitesses, la structure mécanique, l'encodeur, le profil de mouvement et le système de positionnement doivent fonctionner ensemble.
L’un des moyens les plus efficaces de réduire les vibrations du mât consiste à éviter les changements brusques d’accélération.
Un profil de mouvement conventionnel peut appliquer une accélération et une décélération relativement agressives. Lorsqu'une grande grue modifie soudainement son accélération, la force d'inertie qui en résulte peut exciter la fréquence naturelle du mât.
Au lieu de cela, un profil d’accélération et de décélération en forme de S modifie progressivement l’accélération.
Une séquence de mouvement typique devient :
Accélération → Déplacement à vitesse constante → Décélération contrôlée → Positionnement à basse vitesse → Arrêt
Plutôt que d'arrêter la grue aussi rapidement que possible mécaniquement, l'objectif est d'obtenir le temps de cycle le plus court possible tout en maintenant l'oscillation structurelle dans une plage acceptable.
Cette approche peut réduire :
Oscillation du mât
Choc mécanique
Mouvement des palettes
Patinage des roues
Impact de la boîte de vitesses
Dépassement de position
Temps de stabilisation après l'arrêt
Le servomoteur AC doit être réglé en fonction des caractéristiques mécaniques réelles du transstockeur.
Un système d'asservissement avec des réglages de gain trop agressifs peut réagir rapidement aux erreurs de position, mais la réponse de commande plus élevée peut également provoquer une résonance mécanique.
À l’inverse, des réglages trop conservateurs peuvent donner l’impression que la grue est lente et augmenter le temps de positionnement.
Le processus de réglage des servos doit donc prendre en compte :
Gain de boucle de position
Gain de boucle de vitesse
Réponse en couple
Rapport d'inertie
Fréquence de résonance
Caractéristiques de charge
Accélération et décélération
Rigidité mécanique
L'objectif est d'atteindre un équilibre entre une réponse rapide et un mouvement stable.
Chaque structure mécanique possède des fréquences naturelles auxquelles elle est plus susceptible de vibrer.
Le mât, la boîte de vitesses, l'ensemble de roues, la plate-forme de chargement et d'autres composants mécaniques peuvent créer différentes caractéristiques de résonance.
Les servomoteurs AC modernes peuvent fournir des fonctions telles que des filtres coupe-bande, la suppression des résonances, la suppression des vibrations et le réglage adaptatif..
Un filtre coupe-bande peut réduire la réponse du système d'asservissement autour d'une fréquence de résonance problématique, aidant ainsi à empêcher la boucle de contrôle d'exciter continuellement la structure mécanique.
Cependant, le filtrage logiciel ne doit pas être considéré comme un substitut à l’ingénierie mécanique.
Si le mât n'est pas suffisamment rigide, si la charge est mal répartie ou si la transmission présente un jeu mécanique excessif, le réglage du servo ne peut à lui seul éliminer complètement les vibrations.
La relation entre l'inertie du moteur et l'inertie de la charge réfléchie a une influence directe sur la réponse dynamique.
Si l'inertie de la charge est trop importante par rapport au moteur, le système d'asservissement peut nécessiter plus de couple pour obtenir l'accélération souhaitée. La réponse peut devenir plus lente et le réglage peut devenir plus difficile.
La boîte de vitesses modifie l'inertie réfléchie par le moteur. Par conséquent, la sélection du moteur et la sélection de la boîte de vitesses doivent être effectuées ensemble.
Le calcul technique doit prendre en compte :
Inertie du moteur + rapport de boîte de vitesses + inertie de charge réfléchie + besoin d'accélération
Pour un axe de déplacement AS/RS, le calcul doit inclure la masse mobile complète plutôt que uniquement le poids de la palette.
La masse en mouvement peut comprendre :
Structure de grue
Mât
Chariot de charge
Mécanisme à fourche
Palette
Produit
Système de câble
Composants de roue et de transmission
Une accélération plus élevée peut réduire le temps nécessaire pour atteindre la vitesse de déplacement maximale, mais elle peut également augmenter les vibrations mécaniques.
Cela crée une distinction importante entre la vitesse maximale et la vitesse utile..
Par exemple, une grue peut techniquement atteindre une vitesse de déplacement très élevée, mais si elle met beaucoup de temps à se stabiliser après avoir atteint la position cible, le temps de cycle global peut ne pas s'améliorer.
Un meilleur objectif d’optimisation est :
Vitesse de déplacement élevée + accélération contrôlée + décélération douce + temps de stabilisation court
En d’autres termes, la grue AS/RS la plus rapide n’est pas nécessairement celle dont le régime maximum est le plus élevé. C’est celui qui peut compléter efficacement l’ensemble du cycle de stockage ou de récupération.
La phase de décélération est particulièrement importante pour les vibrations du mât.
Si la décélération commence trop tard, la grue devra peut-être freiner de manière agressive à proximité de l'emplacement cible. Cela peut générer une charge dynamique importante sur le mât.
Si la décélération commence trop tôt, la grue passe trop de temps à rouler à basse vitesse.
Un système d'asservissement bien réglé peut utiliser le retour de position de l'encodeur et du contrôleur de mouvement pour déterminer quand passer d'un déplacement à grande vitesse à une décélération contrôlée.
L’objectif est de créer une approche prévisible :
Déplacement à grande vitesse → Décélération en douceur → Approche à basse vitesse → Arrêt précis
Cela réduit le besoin de mouvements correctifs répétés une fois que la grue a atteint la cible.
Les vibrations du mât ne sont pas causées uniquement par le moteur.
La position et la répartition de la charge utile peuvent influencer considérablement la dynamique de la grue.
Une palette lourde ou inégalement répartie peut modifier le centre de gravité effectif et augmenter les oscillations lors de l'accélération et de la décélération.
Pour cette raison, les concepteurs AS/RS doivent prendre en compte :
Charge utile maximale
Charge utile minimale
Exploitation en wagon vide
Centre de gravité de la charge utile
Dimensions des palettes
Stabilité de la charge
Rallonge de fourche
Hauteur de charge
Le profil de mouvement du servo devra peut-être être optimisé pour les conditions dynamiques les plus défavorables plutôt que uniquement pour la charge utile nominale.
Même un Le servomoteur AC haute performance ne peut pas compenser indéfiniment un jeu mécanique excessif.
Le jeu dans la boîte de vitesses ou la transmission peut créer une différence entre le mouvement du moteur et le mouvement réel de la grue.
Les sources potentielles comprennent :
Jeu de boîte de vitesses
Accouplements lâches
Dégagement roue-rail
Roulements usés
Élasticité de la chaîne ou de la ceinture
Joints structurels
Tolérances de montage
Lorsque le moteur change de direction, ces jeux mécaniques peuvent être soudainement rattrapés, produisant un léger impact ou une perturbation de positionnement.
Par conséquent, les composants de transmission à faible jeu et le montage mécaniquement rigide peuvent être importants pour les applications AS/RS hautement dynamiques.
Le servo-encodeur mesure principalement l'arbre du moteur.
Cependant, la position réelle de la grue est déterminée par la transmission mécanique complète.
Entre le moteur et la charge il peut y avoir :
Moteur → Boîte de vitesses → Accouplement → Roue → Rail → Structure de grue → Charge
Chaque composant peut introduire une petite quantité d’erreur.
Pour les applications AS/RS de haute précision, le servocodeur peut donc être combiné avec des technologies de positionnement externes telles que :
Positionnement laser
Positionnement du code-barres
Systèmes de positionnement absolu
Capteurs de proximité
Fins de course
Marqueurs de référence
Cela permet au système de contrôle de faire la distinction entre la position du moteur et la position réelle de la machine..
L'un des indicateurs les plus utiles pour le positionnement hautement dynamique est le temps de stabilisation..
Supposons que deux transstockeurs se déplacent tous deux à la même vitesse.
La grue A atteint la cible mais continue d'osciller pendant 0,8 seconde.
La grue B atteint la cible et s'installe en 0,2 seconde.
Même si leurs vitesses de déplacement maximales sont identiques, la grue B peut potentiellement atteindre un temps de cycle global plus court.
C'est pourquoi les ingénieurs AS/RS doivent évaluer :
Temps de trajet
Temps d'accélération
Temps de décélération
Temps de positionnement
Temps de stabilisation
Temps de fonctionnement des fourches
Temps de transfert de charge
plutôt que de se concentrer uniquement sur la vitesse nominale du moteur.
La solution la plus efficace consiste généralement en une combinaison de plusieurs mesures plutôt qu’en une seule technologie.
Une stratégie pratique de mouvement AS/RS à grande vitesse peut inclure :
Servomoteur AC haute performance
↓
Retour d'information du codeur haute résolution
↓
Correspondance correcte de la boîte de vitesses et de l'inertie
↓
Accélération/décélération en courbe en S
↓
Optimisation du gain des servos
↓
Suppression de résonance
↓
Retour d'information de positionnement externe
↓
Contrôle précis du positionnement et de la stabilisation
Cette approche au niveau du système aide le transstockeur à atteindre des performances dynamiques plus élevées sans augmenter inutilement les contraintes mécaniques.
La technologie servo peut améliorer la réponse dynamique d'un transstockeur AS/RS, mais elle ne peut pas résoudre complètement les problèmes mécaniques fondamentaux.
Avant d'augmenter le gain ou l'accélération du servo, les ingénieurs doivent vérifier :
Rigidité du mât
Alignement des rails
État des roues
État des roulements
Jeu de boîte de vitesses
Alignement du couplage
Répartition de la charge
Connexions structurelles
Mouvement du câble
Résonance mécanique
Si la vibration apparaît seulement à une vitesse spécifique, cela peut être une indication utile que le système s'approche d'une résonance mécanique.
Dans de tels cas, la bonne solution peut impliquer une combinaison de renforcement mécanique, d’ajustement du profil de vitesse, de filtrage de résonance et de réaccordage des servos..
Un principe d'ingénierie utile est le suivant :
Vibration inférieure = rigidité mécanique appropriée + correspondance d'inertie correcte + accélération contrôlée + réglage optimisé du servo + retour de position précis
Pour les transstockeurs à grande vitesse, l’objectif n’est pas d’éliminer tous les mouvements physiques. L'objectif est plutôt de contrôler suffisamment bien la réponse dynamique pour que la grue atteigne la position cible rapidement, en toute sécurité et de manière reproductible..
Lorsqu'un servomoteur AC est correctement adapté à la charge, à la boîte de vitesses, à l'encodeur et au système de contrôle de la grue, la machine peut atteindre un meilleur équilibre entre une vitesse de déplacement élevée, un mouvement fluide, une précision de positionnement et un temps de stabilisation court..
Pour les équipementiers AS/RS, c'est en fin de compte la clé pour augmenter les performances dynamiques sans simplement augmenter la puissance du moteur ou forcer la grue à fonctionner au-delà de ses limites mécaniques.
Avant d'acheter un servomoteur AC pour un transstockeur, nous vous recommandons de vérifier les paramètres suivants.
Facteur de sélection |
Que faut-il évaluer |
|---|---|
Puissance du moteur |
Demande de puissance continue et spécifique à l'application |
Couple nominal |
Couple de fonctionnement continu |
Couple maximal |
Exigences d’accélération et de charge transitoire |
Vitesse nominale |
Vitesse de déplacement ou de levage requise |
Vitesse maximale |
Exigences de déplacement à grande vitesse |
Encodeur |
Résolution, type de retour, absolu/incrémental |
Boîte de vitesse |
Rapport, couple de sortie, jeu, efficacité |
Frein |
Nécessaire pour les charges verticales/suspendues |
Communication |
EtherCAT, CANopen, PROFINET, etc. |
Mode de contrôle |
Contrôle de position, de vitesse, de couple ou combiné |
Accélération |
Réponse dynamique requise |
Ralentissement |
Exigences d'arrêt et de positionnement |
Cycle de service |
Fonctionnement continu, intermittent ou à cycle élevé |
Environnement |
Température, poussière, vibrations, conditions d'installation |
Sécurité |
Fonctions de sécurité STO et spécifiques à la machine |
Retour |
Encodeur et capteurs de positionnement externes |
Personnalisation |
Arbre, bride, câble, connecteur, frein, boîte de vitesses |
Les moteurs standard du catalogue ne constituent pas toujours la solution la plus efficace pour un transstockeur.
Un fabricant AS/RS peut exiger un moteur avec un spécifique :
Bride de montage
Dimension de l'arbre
Interface de boîte de vitesses
Configuration des freins
Encodeur
Sortie de câble
Connecteur
Interface de communication
Tension nominale
Plage de couple
Niveau de protection
Orientation d'installation
L'interface mécanique est particulièrement importante.
Un moteur peut avoir une puissance suffisante mais être difficile à installer car ses dimensions de montage ou la configuration de son arbre ne correspondent pas à la transmission existante.
Pour les projets OEM, la personnalisation du moteur peut donc réduire le travail de refonte et faciliter l'intégration du système d'asservissement dans la grue complète.
Une erreur courante consiste à penser qu’une vitesse plus élevée signifie automatiquement une productivité plus élevée.
Dans un véritable système AS/RS, le débit dépend du cycle complet.
Un cycle simplifié peut inclure :
Déplacement → Décélération → Positionnement → Extension de fourche → Transfert de charge → Rétraction de fourche → Déplacement → Levage → Positionnement
Si la grue se déplace plus rapidement mais nécessite un long temps de stabilisation à l'emplacement cible, l'augmentation théorique de la vitesse peut n'apporter que peu d'avantages pratiques.
Une meilleure stratégie consiste à optimiser :
Accélération
Ralentissement
Positionnement
Temps de stabilisation
Mouvement de fourche
Synchronisation des ascenseurs
Transfert de charge
Latence des communications
Réponse du capteur
Coordination des mouvements
C'est pourquoi une servocommande haute performance est précieuse : elle s'attaque au comportement dynamique de l'ensemble du cycle de mouvement , et pas seulement au régime maximal.
Un transstockeur AS/RS n’effectue pas qu’un seul mouvement. Il doit se déplacer dans l'allée de l'entrepôt, soulever la charge à différents niveaux de rayonnage et étendre ou rétracter la fourche avec précision pour terminer un cycle de stockage ou de récupération.
Bien que ces trois mouvements fassent partie de la même machine, leurs besoins moteurs sont différents. L' axe de déplacement horizontal donne la priorité à une accélération dynamique et à un arrêt précis, l' axe de levage nécessite un couple élevé et un maintien de charge fiable, tandis que l' axe des fourches met l'accent sur une intégration compacte et un positionnement reproductible.
Pour cette raison, la sélection d'une configuration de servomoteur AC standard pour chaque axe n'est pas toujours l'approche la plus pratique. Le moteur, le réducteur, l'encodeur, le frein, l'entraînement et le profil de mouvement doivent être adaptés aux exigences spécifiques de chaque axe.
L'axe de déplacement horizontal déplace le transstockeur le long de l'allée de stockage. Dans de nombreux systèmes AS/RS à grande vitesse, il s'agit de l'un des axes de mouvement les plus exigeants, car le moteur doit accélérer une masse en mouvement importante, puis amener la grue à un arrêt précis à l'emplacement cible du rack.
La masse en mouvement peut comprendre :
Mât de grue
Chariot de charge
Mécanisme à fourche
Palette
Produit
Câbles et supports de câbles
Roues
Composants de transmission
Le servomoteur de déplacement a donc besoin d'un couple continu et d'un couple maximal suffisants pour gérer à la fois le fonctionnement normal et l'accélération.
Une séquence de voyage typique est la suivante :
Arrêt → Accélération → Déplacement à grande vitesse → Décélération → Positionnement fin → Arrêt
L’objectif n’est pas simplement de maximiser la vitesse de déplacement. La grue doit également minimiser les vibrations et le temps de stabilisation.
Un servomoteur AC adapté au déplacement horizontal AS/RS peut nécessiter :
Couple de pointe élevé
Fonctionnement à grande vitesse
Réponse rapide au couple
Retour précis de l'encodeur
Accélération et décélération en douceur
Capacité de positionnement à basse vitesse
Fonctionnement à cycle élevé
Compatibilité boîte de vitesses
Capacité de freinage régénératif
Compatibilité des communications industrielles
Le rapport de boîte de vitesses est particulièrement important. Il détermine la relation entre la vitesse du moteur et la vitesse de la roue et influence le couple de sortie disponible.
Par exemple, augmenter le rapport de réduction peut augmenter le couple de sortie tout en réduisant la vitesse des roues. Le rapport correct doit donc être calculé à partir de la vitesse de déplacement requise, du diamètre de la roue, de la vitesse du moteur, de l'accélération et de la masse totale en mouvement.
Un transstockeur peut devoir s’arrêter sur des centaines, voire des milliers d’emplacements de stockage. Atteindre les bonnes coordonnées d’allée est donc un élément fondamental de la performance AS/RS.
Un encodeur fournit un retour au servomoteur, permettant au système de contrôle de comparer le mouvement commandé avec le mouvement réel du moteur.
Cependant, la position du moteur n'est pas nécessairement identique à la position de la grue..
Facteurs mécaniques tels que :
Jeu de boîte de vitesses
Patinage des roues
Conditions ferroviaires
Jeu d'accouplement
Déflexion structurelle
Usure mécanique
peut influencer la position finale.
Pour les systèmes de haute précision, le retour d'asservissement peut donc être combiné avec des technologies de positionnement externes telles que la mesure laser, le positionnement par code-barres ou les capteurs de référence.
Le résultat est une stratégie de positionnement à plusieurs niveaux :
Encodeur servo → Position du moteur → Transmission mécanique → Référence de position externe → Position réelle de la grue
Ceci est particulièrement utile lorsque la grue fonctionne à grande vitesse mais doit ralentir et se positionner avec précision avant que la fourche n'entre dans le rack.
L'axe de levage a une exigence fondamentalement différente de celle du déplacement horizontal.
Au lieu de déplacer une grande masse le long d'un rail horizontal, le moteur de levage doit soulever et abaisser une charge contre la gravité..
Cela signifie que le couple et le freinage deviennent particulièrement importants.
Le servomoteur de levage devra peut-être gérer :
Poids maximum de la palette
Poids du chariot de chargement
Poids du mécanisme de fourche
Contrepoids, le cas échéant
Vitesse de levage
Accélération
Ralentissement
Efficacité de la boîte de vitesses
Dimensions du tambour, de la poulie ou du pignon
Charge gravitationnelle
Service continu
Une relation simplifiée du couple de levage peut être exprimée comme suit :
T = F × r / η
où:
T = couple de sortie requis
F = force de levage
r = rayon mécanique effectif
η = efficacité de transmission
Le calcul réel doit également inclure le couple d'accélération, les pertes mécaniques, l'inertie et une marge technique appropriée.
L'axe de levage nécessite une attention particulière car la charge peut être suspendue au-dessus du sol.
Lorsque le moteur s'arrête ou que l'alimentation est coupée, le système peut devoir maintenir mécaniquement la charge.
Pour cette raison, un servomoteur de levage peut être configuré avec un frein de maintien mécanique.
Le frein doit être évalué selon :
Charge maximale
Rapport de boîte de vitesses
Mécanisme de levage
Couple de maintien requis
Conditions d'arrêt
Réponse au freinage
Architecture de sécurité
Il est important de faire la distinction entre STO et un frein mécanique.
Safe Torque Off empêche le moteur de générer un couple dans les conditions de sécurité applicables, mais STO lui-même ne doit pas être traité comme un mécanisme de maintien de charge mécanique pour une charge suspendue.
Le système de levage complet doit donc aborder ensemble le contrôle du moteur, le freinage mécanique et la sécurité de la machine.
L'axe de levage ne doit pas seulement atteindre le niveau correct du rack ; il faut qu'il y arrive sans problème.
Si le moteur de levage décélère trop agressivement, cela peut créer :
Balancement de charge
Vibration du mât
Choc mécanique
Mouvement des palettes
Dépassement de position
Un profil d'accélération et de décélération en forme de S peut aider à réduire les changements brusques d'accélération.
Une séquence pratique peut être :
Levage rapide → Décélération contrôlée → Approche à basse vitesse → Confirmation de position
Cela permet à la grue de se déplacer rapidement entre les niveaux de rack tout en conservant un mouvement contrôlé pendant la phase de positionnement finale.
Pour les équipements AS/RS de grande hauteur, cet équilibre entre vitesse et stabilité peut avoir une influence directe sur le cycle global de stockage et de récupération.
L'axe des fourches est responsable du transfert de la palette entre le transstockeur et le rack de stockage.
Même si le mécanisme à fourche peut supporter une masse totale inférieure à celle de la grue elle-même, ses exigences de positionnement peuvent être très exigeantes.
La fourche doit s'étendre à la bonne profondeur, s'engager correctement dans la palette et se rétracter sans entrer en contact avec la structure du rack.
Le servomoteur peut donc prioriser :
Positionnement précis
Répétabilité
Mouvement fluide à basse vitesse
Taille compacte
Réponse rapide en avance/retour
Détection de limite fiable
Compatibilité mécanique
Le mouvement de la fourche se produit généralement une fois que la grue a déjà atteint sa position horizontale et verticale cible.
Cela signifie que la précision du positionnement des fourches dépend en partie de la précision des axes de déplacement et de levage précédents..
Prenons l'exemple d'une palette qui doit être insérée dans un emplacement de rack.
Si la grue est mal positionnée, la fourche peut entrer à une mauvaise hauteur ou coordonnée horizontale.
Si la fourche s'étend trop loin, elle peut potentiellement interférer avec les composants du rack.
Si elle ne s’étend pas suffisamment, la palette risque de ne pas être correctement transférée.
Le servo de fourche a donc besoin d'un mouvement prévisible à haute et basse vitesse.
Un mouvement de fourche typique peut être divisé en :
Extension rapide → Décélération contrôlée → Position finale → Transfert de charge → Rétraction contrôlée
Cette approche permet au système de réduire la vitesse avant l'étape finale d'insertion ou d'extraction.
Axe |
Fonction principale |
Exigences principales des servos |
|---|---|---|
Voyage horizontal |
Déplacer la grue dans l'allée |
Vitesse élevée, accélération, couple maximal, arrêt précis |
Levage vertical |
Augmenter et abaisser la charge |
Couple élevé, freinage, descente contrôlée, retour de position |
Fourchette |
Palette de transfert |
Conception compacte, répétabilité, contrôle à basse vitesse, inversion rapide |
Cette comparaison démontre pourquoi la configuration d'asservissement spécifique à un axe peut être utile pour les équipements AS/RS.
Les mêmes spécifications de moteur peuvent ne pas offrir la meilleure combinaison de couple, de vitesse, de dimensions et de performances de contrôle pour les trois mécanismes.
Pour les fabricants d'AS/RS, l'utilisation d'une plate-forme de servomoteurs commune avec différentes configurations peut fournir un équilibre pratique entre personnalisation et standardisation.
Par exemple, un fabricant peut utiliser différentes versions de la même plateforme de servo pour :
Axe de voyage
Puissance supérieure
Couple de pointe plus élevé
Boîte de vitesse
Fonctionnement à grande vitesse
Retour d'information du codeur
Axe de levage
Couple continu plus élevé
Frein mécanique
Boîte de vitesse
Descente contrôlée
Commentaires haute résolution
Axe de fourche
Puissance inférieure
Dimensions compactes
Répétabilité de positionnement élevée
Réponse rapide en avance/retour
Cette approche peut simplifier le développement de produits tout en adaptant le moteur à chaque axe.
Le servomoteur ne doit jamais être évalué séparément du système de transmission.
Pour l'axe de déplacement, la boîte de vitesses doit fournir un couple de roue suffisant tout en maintenant la vitesse de déplacement maximale requise.
Pour le levage, la boîte de vitesses doit fournir suffisamment de couple pour soulever la charge et travailler avec le système de freinage.
Pour l'axe de la fourche, la transmission doit fournir la vitesse d'extension et la précision de positionnement requises sans jeu excessif.
Les paramètres importants de la boîte de vitesses incluent :
Rapport de réduction
Couple de sortie nominal
Couple de sortie maximal
Contrecoup
Efficacité
Rigidité mécanique
Durée de vie
Cotes d'installation
Une boîte de vitesses à faible jeu peut être particulièrement utile lorsque l'application nécessite un positionnement précis et des changements de direction fréquents.
La sélection du codeur doit être basée sur le système de contrôle de mouvement complet.
Les paramètres pertinents incluent :
Résolution
Rétroaction incrémentale ou absolue
Capacité monotour ou multitours
Protocole de rétroaction
Vitesse maximale
Compatibilité des lecteurs
Résistance environnementale
Pour les systèmes AS/RS à cycle élevé, le codeur doit également être adapté à l'environnement d'exploitation et à la durée de vie attendue.
Un encodeur haute résolution peut fournir au servomoteur des informations de position plus détaillées, mais la précision globale de la machine dépend toujours de la transmission mécanique et du système de positionnement externe.
Les trois axes doivent fonctionner comme un système coordonné.
Par exemple, la grue ne doit pas déployer la fourche tant que les axes de déplacement et de levage n'ont pas atteint les positions correctes.
L'architecture de contrôle peut donc utiliser des réseaux industriels tels que :
EtherCAT
PROFINET
CANopen
EtherNet/IP
Modbus
Le protocole spécifique dépend de l'API, du contrôleur de mouvement, du servomoteur et de l'intégrateur système.
Une communication rapide peut aider à coordonner :
Position de déplacement + Position de levage + Position de fourche
Cette coordination est essentielle pour une manutention automatisée fiable des palettes.
Les déplacements et les levages à grande vitesse peuvent créer des vibrations structurelles.
La solution doit combiner :
Dimensionnement correct du moteur
Sélection de boîte de vitesses appropriée
Correspondance d'inertie
Profils de mouvement en courbe en S
Réglage du gain des servos
Suppression de résonance
Décélération contrôlée
Rigidité mécanique
Retour de positionnement précis
L'objectif est de réduire le temps de stabilisation , pas simplement de réduire la vitesse maximale.
Une grue qui se déplace rapidement mais nécessite un temps important pour arrêter d'osciller peut ne pas offrir un cycle global plus court.
Les fabricants d’équipements AS/RS ont souvent des exigences différentes en matière de mécanismes de déplacement, de levage et de fourche.
La personnalisation OEM peut répondre :
Dimensions du moteur
Taille de l'arbre
Bride de montage
Type d'encodeur
Configuration des freins
Rapport de boîte de vitesses
Longueur du câble
Emplacement du connecteur
Tension nominale
Plage de couple
Exigences en matière de communication
Par exemple, un moteur de levage peut nécessiter un frein alors que le moteur de déplacement n'en a pas besoin. Un moteur à fourche peut nécessiter un corps compact, tandis que le moteur de déplacement peut donner la priorité au couple maximal.
La personnalisation permet à la configuration du moteur de suivre la conception de la machine au lieu de forcer la machine à suivre un moteur standard.
Avant de sélectionner un moteur, les fabricants d'AS/RS doivent préparer les données d'application.
Déterminer:
Masse totale en mouvement
Vitesse de déplacement maximale
Diamètre de roue
Accélération
Ralentissement
Rapport de boîte de vitesses
Résistance des rails
Cycle de service
Précision de positionnement requise
Déterminer:
Charge utile maximale
Poids du chariot de chargement
Vitesse de levage
Hauteur de levage
Accélération
Diamètre de la poulie ou du tambour
Rapport de démultiplication
Couple de maintien requis
Exigences en matière de freinage
Cycle de service
Déterminer:
Masse de fourche
Charge maximale
Distance d'extension
Vitesse d'extension requise
Précision du positionnement
Fréquence des cycles
Espace d'installation disponible
Type de transmission
Ces informations permettent au fournisseur de moteurs d'évaluer l'application réelle plutôt que de sélectionner un moteur à partir de la seule puissance nominale.
Pour les fabricants AS/RS, JKONGMOTOR peut fournir des solutions de servomoteurs AC conçues autour des exigences de mouvement spécifiques à l'application..
La solution peut être évaluée en fonction des exigences de :
Axe de déplacement
Axe de levage
Axe de fourche
La configuration OEM peut inclure des considérations telles que la puissance du moteur, le couple, les dimensions, la configuration de l'arbre, l'encodeur, le frein, l'appariement de la boîte de vitesses, la disposition des câbles et la compatibilité du système de contrôle..
Pour les nouvelles plateformes AS/RS, le processus de développement peut suivre :
Analyse d'application → Sélection de moteur → Conception d'interface mécanique → Prototype → Test → Optimisation → Production par lots
Cette approche permet d'évaluer le servomoteur dans le cadre du système de mouvement complet plutôt que comme un composant de catalogue isolé.
Un transstockeur AS/RS dépend de plusieurs axes de mouvement coordonnés, et chaque axe présente des exigences différentes en matière de servomoteur.
L' axe de déplacement horizontal nécessite une réponse dynamique élevée, un fonctionnement à grande vitesse et un arrêt précis. L' axe de levage nécessite un couple élevé, un mouvement vertical contrôlé et un maintien de charge fiable. L' axe de la fourche nécessite une intégration compacte, un mouvement fluide et un positionnement hautement reproductible.
Pour cette raison, un contrôle de mouvement AS/RS efficace repose sur l'adaptation du servomoteur AC à la fonction mécanique réelle de chaque axe..
Lorsque la puissance du moteur, le couple, le rapport de boîte de vitesses, l'encodeur, le frein, le profil de mouvement et l'architecture de contrôle sont correctement coordonnés, le transstockeur peut atteindre un meilleur équilibre entre la vitesse élevée, la précision du positionnement, le bon fonctionnement, la fiabilité et la durée globale du cycle de stockage et de récupération..
Pour les OEM AS/RS, l'approche la plus pratique consiste à travailler avec un fabricant de servomoteurs capable de prendre en charge à la fois des plates-formes d'asservissement standardisées et une personnalisation OEM spécifique à l'application , permettant ainsi de concevoir les axes de déplacement, de levage et de fourche en fonction des exigences réelles de la grue.
Un moteur à induction conventionnel avec entraînement à fréquence variable peut convenir à de nombreuses applications industrielles.
Cependant, les applications AS/RS exigeantes peuvent nécessiter un contrôle de mouvement plus détaillé.
Exigence |
Moteur conventionnel + VFD |
Système d'asservissement CA |
|---|---|---|
Contrôle de vitesse |
Bien |
Excellent |
Commentaires sur les positions |
Facultatif/externe |
Architecture de rétroaction intégrée |
Réponse dynamique |
Dépend de l'application |
Haut |
Positionnement fin |
Plus difficile |
Bien adapté |
Accélération/décélération rapide |
Possible |
Forte capacité |
Réponse en couple |
Bien |
Réponse dynamique élevée |
Compensation des vibrations |
Dépendant du lecteur |
Communément disponible |
Profils de mouvement précis |
Possible |
Forte capacité |
Positionnement à cycle élevé |
Dépend de l'application |
Bien adapté |
Intégration avec le contrôle de mouvement |
Bien |
Excellent |
Le choix doit finalement se baser sur la conception complète de la machine. Tous les axes AS/RS ne nécessitent pas la même technologie de moteur.
Un moteur peut avoir la puissance nominale correcte et néanmoins fonctionner mal dans une application AS/RS.
Le moteur peut fonctionner normalement mais avoir des difficultés lors de l'accélération avec une palette entièrement chargée.
Le servo peut devenir difficile à régler, produisant une réponse dynamique lente ou un comportement instable.
La grue peut atteindre la vitesse souhaitée mais manquer de couple de sortie ou produire une vitesse excessive au niveau de la roue.
Le système peut ne pas avoir une résolution de retour suffisante pour les performances de positionnement requises.
Le moteur est peut-être suffisamment puissant, mais la structure de la grue peut vibrer excessivement.
Un axe de levage nécessite une attention particulière au maintien de la charge lorsque l’alimentation est coupée.
Les longs câbles mobiles et les mouvements répétés de la grue peuvent créer des problèmes d'installation et de fiabilité si le système de câbles et de connecteurs n'est pas sélectionné de manière appropriée.
Une façon utile de réfléchir à l’ensemble de l’application est la suivante :
Performances de positionnement = réponse du moteur + qualité du retour + précision mécanique + profil de mouvement + réglage du contrôle
Et:
Débit = Performances de déplacement + Accélération + Décélération + Temps de stabilisation + Cycle de manutention de charge
Cela explique pourquoi le simple achat d'un servomoteur plus puissant ne produit pas nécessairement un système AS/RS plus rapide.
Le moteur doit être correctement adapté au système mécanique et à la stratégie de contrôle.
Obtenir un positionnement hautement dynamique dans un transstockeur AS/RS ne consiste pas simplement à installer un moteur à grande vitesse.
Les systèmes les plus performants sont conçus autour de l'interaction entre le servomoteur, le servovariateur, l'encodeur, la boîte de vitesses, la structure mécanique, les capteurs de positionnement externes, le profil de mouvement et le système de contrôle de l'entrepôt..
Un servomoteur AC constitue la base du contrôle dynamique. L'encodeur fournit un retour d'information. Le variateur régule le couple et la vitesse. La boîte de vitesses convertit les caractéristiques du moteur en sortie mécanique utilisable. Le système de positionnement confirme l'emplacement physique de la machine. Enfin, le contrôleur de mouvement coordonne le cycle complet.
Pour les équipements AS/RS à grande vitesse, l'objectif de conception le plus pratique n'est donc pas la vitesse maximale du moteur mais le débit utile maximal avec une accélération contrôlée, un temps de stabilisation court, un positionnement fiable et un fonctionnement reproductible..
Pour les fabricants OEM de transstockeurs, cette approche au niveau du système peut faire la différence entre un moteur qui déplace simplement la machine et une solution de servomoteur conçue pour le stockage et la récupération automatisés à haute dynamique..
Le servomoteur AC approprié dépend de l'axe de la grue, de la charge utile, de la vitesse, de l'accélération, du rapport de boîte de vitesses, du rapport cyclique et des exigences de positionnement. Les axes de déplacement, de levage et de fourche nécessitent normalement différentes configurations de couple, de vitesse, de freinage et mécaniques.
Les servomoteurs AC offrent une réponse dynamique élevée, un contrôle précis de la vitesse, un retour d'encodeur et une accélération et une décélération contrôlées . Ces caractéristiques permettent au transstockeur de se déplacer rapidement dans l'allée tout en obtenant un positionnement précis à l'emplacement de stockage cible.
L'axe de levage nécessite généralement un couple continu et maximal élevé, un retour de position précis, une accélération et une décélération contrôlées et un freinage mécanique approprié . La sélection du moteur doit tenir compte de la charge utile maximale, de la vitesse de levage, du mécanisme de levage, du rapport de boîte de vitesses, du cycle de service et des exigences de maintien de la charge.
La fourche doit s'étendre et se rétracter avec précision dans le rack sans endommager la palette, le rack ou le mécanisme de manutention. Un servomoteur fournit un positionnement répétable, un mouvement contrôlé à basse vitesse, une réponse avant/arrière rapide et un arrêt précis , qui sont importants pour un transfert fiable des palettes.
Cela est techniquement possible dans certaines conceptions de machines, mais les trois axes ont souvent des exigences de fonctionnement différentes. Les mécanismes de déplacement, de levage et de fourche peuvent nécessiter différentes configurations de puissance, de couple, de vitesse, de boîte de vitesses, de frein, d'encodeur et de montage. Une plate-forme d'asservissement commune avec des configurations spécifiques aux axes peut constituer une solution pratique.
Un système d'asservissement CA utilise le retour du codeur pour surveiller le mouvement du moteur et réguler la position et la vitesse. Cependant, la précision finale de la grue dépend également de la boîte de vitesses, de la transmission, du patinage des roues, de la rigidité mécanique, du jeu, des capteurs de positionnement externes et du système de contrôle . Le retour d'asservissement doit donc être considéré comme faisant partie de l'architecture de positionnement complète.
Un axe de levage peut nécessiter un frein de maintien mécanique lorsque la conception doit maintenir une charge suspendue verticalement lorsque le couple moteur n'est pas disponible. Le frein doit être sélectionné en fonction de la charge, du système de transmission, du couple de maintien requis et de la conception de sécurité de la machine. STO et le maintien de charge mécanique ne doivent pas être traités comme la même fonction.
Les vibrations peuvent être traitées grâce à un dimensionnement approprié du moteur et de la boîte de vitesses, à l'adaptation de l'inertie, à l'accélération et à la décélération en courbe en S, au réglage des servos, à la suppression des résonances, à la rigidité mécanique et à un retour précis . L'augmentation de la vitesse ou de l'accélération du moteur à elle seule n'améliore pas nécessairement le temps de cycle global AS/RS.
Oui. La personnalisation OEM peut inclure les dimensions du moteur, la configuration de l'arbre et de la bride, l'encodeur, la boîte de vitesses, le frein, le câble, le connecteur, le couple nominal, la vitesse et d'autres exigences spécifiques à l'application . La personnalisation est particulièrement utile lorsque le servomoteur doit s'adapter à une transmission dédiée au transstockeur.
Les informations les plus utiles comprennent la masse totale en mouvement, la charge utile maximale, la vitesse de déplacement, la vitesse de levage, l'accélération, la décélération, les dimensions des roues ou de la transmission, le rapport de boîte de vitesses, le rapport cyclique, la précision du positionnement, l'espace de montage, les exigences en matière d'encodeur, les exigences en matière de freinage et le protocole de contrôle . Des données d'application précises permettent au fournisseur de moteurs d'évaluer le système de mouvement complet plutôt que de sélectionner un moteur en fonction uniquement de la puissance nominale.
