Kako postići visokodinamičko pozicioniranje u AS/RS dizalicama slagačima pomoću AC servo motora?

Moderna su skladišta pod stalnim pritiskom da pohrane više robe na manje prostora, brže premještaju palete, smanje pogreške u pozicioniranju i održavaju pouzdan rad 24 sata dnevno . Ovo je jedan od razloga zašto automatizirani sustavi za pohranu i pronalaženje, ili AS/RS , postaju sve važniji u skladištu visoke gustoće, proizvodnoj logistici, distribucijskim centrima i automatiziranim proizvodnim pogonima.

U središtu mnogih AS/RS sustava za palete nalazi se dizalica za slaganje . Mora se kretati vodoravno kroz uski prolaz, podizati teret okomito na različite razine regala i upravljati uređajem za rukovanje teretom za postavljanje ili dohvaćanje paleta. Ovi pokreti moraju biti točno koordinirani. Mala pogreška u pozicioniranju može rezultirati neispravnim umetanjem palete, sudarom s regalom, nepotrebnim ispravnim pokretima ili duljim ciklusom skladištenja i preuzimanja.

Iz tog razloga, motor koji se koristi za osi kretanja, podizanja i rukovanja nije samo izvor rotacijske snage. To je dio strojne arhitekture upravljanja pokretima.

Za visokodinamičke AS/RS aplikacije, AC servo motori mogu pružiti kombinaciju zakretnog momenta, regulacije brzine, povratne sprege, kontrole ubrzanja, odgovora na pozicioniranje i komunikacije potrebne za koordinaciju zahtjevnih profila kretanja.

Što je AS/RS dizalica za slaganje?

AS /RS dizalica za slaganje , koja se naziva i dizalica za slaganje, stroj za skladištenje i preuzimanje (SRM) ili automatizirana dizalica za skladištenje i preuzimanje , je automatizirani stroj za rukovanje materijalom dizajniran za premještanje robe između skladišnih lokacija i određenih ulazno/izlaznih stanica.

Tipična dizalica za slaganje paleta radi u tri primarna smjera kretanja:

• Horizontalno kretanje duž skladišnog prolaza

• Okomito podizanje za postizanje različitih razina polica

• Rukovanje teretom putem teleskopske vilice, vilice ili drugog mehanizma za izvlačenje

Stroj obično radi zajedno sa sustavom upravljanja skladištem (WMS), sustavom upravljanja skladištem (WCS), PLC-om, senzorima, uređajima za pozicioniranje i pogonima za kretanje.

Za razliku od konvencionalnog viličara, dizalica slagača dizajnirana je za rad unutar definiranog prolaza i ponavljanje automatiziranih naredbi za skladištenje i dohvaćanje uz ograničenu ljudsku intervenciju.

Ovo stvara vrlo različite motoričke zahtjeve.

Motor mora više puta ubrzavati, usporavati, zaustavljati, kretati unatrag i mijenjati položaj stroja dok se nosi s promjenjivim uvjetima opterećenja. U isto vrijeme, struktura dizalice može biti visoka i relativno fleksibilna, što znači da agresivno ubrzanje može stvoriti vibracije jarbola koje izravno utječu na točnost pozicioniranja.

Istraživanje dinamike viličara i dizalice posebno je identificiralo visoka dinamička opterećenja i vibracije jarbola kao čimbenike koji mogu smanjiti stabilnost stroja i točnost pozicioniranja.

Zašto su AS/RS dizalice slagalice tako zahtjevne?

Osnovni zahtjev zvuči jednostavno: pomaknite paletu od točke A do točke B.

U praksi je profil kretanja mnogo kompliciraniji.

Dizalica za slaganje može trebati:

1. Naglo ubrzajte iz mjesta.

2. Putujte velikom brzinom kroz uski prolaz.

3. Usporite prije nego što stignete do ciljne lokacije.

4. Zaustavite se unutar malog prozora za pozicioniranje.

5. Podignite ili spustite teški teret.

6. Upravljajte izvlačenjem i uvlačenjem vilice.

7. Kompenzirajte varijacije opterećenja.

8. Ponovite isti ciklus tisućama puta.

9. Koordinirajte nekoliko osi bez pretjeranih vibracija.

10. Kontinuirano komunicirajte s upravljačem stroja i sustavom automatizacije skladišta.

Komercijalne AS/RS specifikacije ilustriraju koliko ovi sustavi mogu biti zahtjevni. Ovisno o dizajnu stroja, dizalice slagalice mogu kombinirati velike brzine putovanja, značajne brzine dizanja, značajne korisne nosivosti i zahtjeve za pozicioniranje na milimetarskoj razini.

Ovdje visokodinamička kontrola servo pokreta . postaje važna

Jkongmotor prilagođeni pokreti servo motora

Sveobuhvatni pružatelj rješenja za integrirani DC servo motor

Što znači visokodinamično pozicioniranje?

Visokodinamično pozicioniranje ne znači samo 'kreći se brže'.

Za AS/RS dizalicu slagalicu, visokodinamičko pozicioniranje znači da motor i pogonski sustav mogu brzo ubrzati, precizno kontrolirati brzinu, glatko usporavati, postaviti se na ciljni položaj i održati ponovljivost u promjenjivim mehaničkim uvjetima.

Koristan niz pokreta može se predstaviti kao:

Ubrzanje → Vožnja velikom brzinom → Kontrolirano usporavanje → Fino pozicioniranje → Potvrda položaja

Težak dio je prijelaz između ovih faza.

Ako je ubrzanje previše agresivno, jarbol može vibrirati.

Ako usporavanje započne prekasno, dizalica može preskočiti.

Ako motor nema dovoljan okretni moment, pogon se može boriti s teškom paletom ili promjenjivim teretom.

Ako je reakcija upravljanja prespora, stroj može zahtijevati dodatne pokrete za korekciju.

Ako je razlučivost povratne sprege neadekvatna, regulator ima manje informacija s kojima može odrediti stvarni položaj vratila.

Stoga cilj nije najveća brzina sama po sebi. Cilj je visoka propusnost s kontroliranim kretanjem i predvidljivim pozicioniranjem.

Zašto mnogi AS/RS dizajneri biraju AC servo motori?

Za zahtjevne primjene slagača-dizalice, AC servo motori nude nekoliko karakteristika koje odgovaraju zahtjevima automatiziranog kretanja.

1. Precizna povratna informacija o položaju

Servo motor normalno radi s povratnom informacijom od enkodera ili drugog senzora položaja.

Kontroler može usporediti naređeni položaj sa stvarnim položajem motora i kontinuirano prilagođavati odziv motora.

Ova arhitektura zatvorene petlje bitno se razlikuje od jednostavne primjene fiksnog napona ili frekvencije na konvencionalni motor.

Za AS/RS opremu, povratne informacije su posebno korisne tijekom:

• Pozicioniranje

• Ubrzanje

• Usporenje

• Rad male brzine

• Preokret

• Navođenje

• Varijacija opterećenja

• Fino pozicioniranje

Neki industrijski servo sustavi također podržavaju dodatne povratne kanale za veću točnost upravljanja zatvorenom petljom i kompenzaciju mehaničkih nesavršenosti kao što su zazor i fleksibilnost.

2. Brzo ubrzanje i usporavanje

AS/RS sustav zarađuje produktivnost od vremena ciklusa.

Što brže dizalica može završiti ciklus skladištenja ili preuzimanja bez ugrožavanja stabilnosti, to više transakcija skladište potencijalno može obraditi.

AC servo sustav može se konfigurirati za kontrolirano ubrzanje i usporavanje umjesto jednostavnog prebacivanja između pune brzine i zaustavljanja.

To omogućuje inženjerima da izgrade profil gibanja oko mehaničkih karakteristika dizalice.

Na primjer:

0 → ubrzanje → vožnja velikom brzinom → kontrolirano usporavanje → približavanje malom brzinom → zaustavljanje

Točne vrijednosti ovise o strukturi dizalice, nosivosti, mjenjaču, promjeru kotača, mehanizmu za podizanje, geometriji nosača i sigurnosnim zahtjevima.

3. Visoki zakretni moment tijekom dinamičkog rada

Dizalica za slaganje ne radi uvijek pod istim mehaničkim opterećenjem.

Putna os se može pomicati:

• Prazan nosač tereta

• Djelomično natovaren nosač

• Puna paleta

• Paleta s teretom izvan središta

Podizna os doživljava još veće promjene jer motor mora svladati gravitacijsko opterećenje i mehanički prijenosni sustav.

Iz tog razloga, odabir motora treba uzeti u obzir trajni moment, vršni moment, moment ubrzanja, inerciju, omjer mjenjača, radni ciklus i zahtjeve kočenja, a ne oslanjati se samo na nazivnu snagu motora.

4. Stabilna kontrola niske brzine

Putovanje velikom brzinom dovodi dizalicu blizu odredišta.

Kontrola male brzine dovodi ga u ispravan položaj.

Završna faza pozicioniranja stoga je izuzetno važna.

Dobar servo sustav može održavati kontrolirano kretanje pri maloj brzini i nesmetan prijelaz s vožnje velikom brzinom na fino pozicioniranje.

Time se smanjuje potreba za naglim zaustavljanjem i ponavljanim korektivnim pokretima.

5. Suzbijanje vibracija

Glavni izazov kod visokih dizalica viličara su mehaničke vibracije.

Visoki jarbol nije savršeno krut. Brzo ubrzanje i usporavanje mogu pobuditi strukturne načine.

Rezultirajuće oscilacije mogu povećati vrijeme smirivanja i učiniti konačni položaj manje stabilnim.

Servo sustavi mogu uključivati ​​potiskivanje vibracija, kompenzaciju rezonancije, filtriranje usjeka i pažljivo podešene profile ubrzanja kako bi se smanjila pobuda mehaničkih rezonancija.

Moderne servo platforme eksplicitno pružaju funkcije suzbijanja vibracija i rezonancije za aplikacije upravljanja kretanjem.

Međutim, servo ugađanje ne može kompenzirati nepravilno dizajniranu mehaničku strukturu. Motor, mjenjač, ​​kotač, jarbol, nosač tereta, koder i kontrolni algoritam moraju se smatrati jednim sustavom.

Koje bi funkcije AC servo motor trebao imati za AS/RS?

Prilikom odabira AC servo motora za AS/RS viličnu dizalicu, preporučujemo procjenu kompletnog pogonskog sustava umjesto gledanja samo na snagu motora.

Povratne informacije kodera visoke razlučivosti

Razlučivost enkodera izravno utječe na količinu informacija o položaju koje su dostupne upravljaču.

Za zahtjevne primjene, kupci bi trebali procijeniti:

• Razlučivost kodera

• Apsolutna ili inkrementalna povratna sprega

• Mogućnost jednostrukog ili višestrukog okreta

• Komunikacijski protokol

• Odgovor povratne informacije

• Otpornost na okoliš

• Duljina kabela i zahtjevi za ugradnju

Ispravan koder ovisi o arhitekturi stroja i načinu pozicioniranja.

Visoki vršni moment

Najveći zakretni moment važan je tijekom:

• Ubrzanje dizalice

• Dizanje tereta

• Brzi preokret

• Hitno kontrolirano usporavanje

• Pokretanje pod velikim opterećenjem

• Dinamičke promjene opterećenja

Motor se ne bi trebao birati isključivo na temelju nominalnih radnih uvjeta.

Rad velikom brzinom

Putna os može zahtijevati veliku brzinu rotacije uz održavanje stabilnog momenta i povratne sprege.

Mjenjač se može koristiti za pretvaranje brzine motora u potrebnu brzinu kotača i moment.

Ispravna kombinacija je dakle:

Servo motor + mjenjač + kotač + mehaničko opterećenje + kontrolni profil

umjesto jednostavnog odabira motora velike brzine.

Precizna regulacija brzine

Stabilna brzina je važna jer nedosljedna brzina utječe na vrijeme usporavanja i pozicioniranje.

Servo pogon može kontinuirano regulirati motor prema zadanoj brzini i povratnom signalu.

Kontrola položaja

Za automatizirane sustave skladištenja, kontrola položaja je središnja primjena.

Kontrolor može narediti:

• Apsolutna pozicija

• Relativno kretanje

• Pokret za samonavođenje

• Profil brzine

• Ubrzanje

• Usporenje

• Tolerancija položaja

Servo pogon zatim prevodi te naredbe u moment i brzinu motora.

Komunikacijska sposobnost

AS/RS dizalica obično komunicira s kontrolnom arhitekturom više razine.

Ovisno o sustavu, inženjeri mogu procijeniti komunikacijska sučelja kao što su:

• EtherCAT

• CANopen

• PROFINET

• Modbus

• EtherNet/IP

• Puls i smjer

Ispravno sučelje ovisi o PLC-u, kontroleru kretanja, sigurnosnoj arhitekturi i integratoru sustava.

Sposobnost kočenja

Primjene okomitog dizanja zahtijevaju posebnu pozornost na kočenje.

Kočnica motora može biti potrebna za držanje ovješenog tereta kada je struja isključena.

Ovo je osobito važno jer Safe Torque Off (STO) sam po sebi mehanički ne drži viseći teret . STO sprječava da se energija koja stvara zakretni moment dovede do motora; ovisno o sustavu, može biti potrebna dodatna mehanička kočnica ili drugi mehanizam za zadržavanje tereta.

Ovu razliku treba uzeti u obzir tijekom mehaničke i funkcionalno-sigurnosne faze projektiranja.

Kako postići visokodinamično pozicioniranje korak po korak

Korak 1: Izračunajte stvarno mehaničko opterećenje

Počnite sa stvarnom primjenom, a ne s katalogom motora.

Izračunati:

• Ukupna pokretna masa

• Maksimalna masa palete

• Promjer kotača

• Prijenosni omjer

• Otpor kotrljanja

• Zahtjev za ubrzanjem

• Nagib, ako je primjenjivo

• Učinkovitost prijenosa

• Reflektirana inercija

• Potreban radni ciklus

Za podiznu os uključite gravitacijsku komponentu i učinkovitost mehanizma za podizanje.

Pojednostavljeni odnos zakretnog momenta može se izraziti kao:

T = F × r / η

gdje:

• T = potrebni izlazni moment

• F = potrebna sila

• r = efektivni mehanički radijus

• η = učinkovitost prijenosa

Konačni odabir motora također treba uključivati ​​moment ubrzanja i odgovarajuću inženjersku marginu.

Korak 2: Uskladite inerciju motora s mehaničkim sustavom

Inercija motora je važna jer servo mora ubrzati i teret i vlastiti rotor.

Pretjerano velik omjer inercije može otežati podešavanje sustava.

Pretjerano mali motor možda nema dovoljnu rezervu momenta.

Cilj je uravnotežena kombinacija:

Inercija motora + omjer mjenjača + inercija reflektiranog opterećenja

Za visokodinamičke primjene, usklađivanje inercije često je jednako važno kao i nazivna snaga.

Korak 3: Odaberite točan prijenosni omjer

Mjenjač mijenja odnos između brzine motora i izlaznog momenta.

Veći omjer redukcije općenito osigurava veći izlazni moment i nižu izlaznu brzinu.

Niži omjer redukcije može podržati veću izlaznu brzinu.

Točan omjer stoga treba odrediti iz:

Potrebna brzina kotača + potrebna brzina kretanja + potrebno ubrzanje + dostupna brzina motora + moment opterećenja

Za mehanizme za podizanje, mjenjač i kočioni sustav moraju se dodatno ocijeniti za držanje tereta i sigurnost.

Korak 4: Izgradite profil gibanja S-krivulje

Jednostavan trapezoidni profil može stvoriti nagle promjene u ubrzanju.

Profil S -krivulje postupno mijenja ubrzanje i usporavanje.

Ovo može pomoći u smanjenju:

• Mehanički udar

• Kretanje palete

• Vibracija jarbola

• Proklizavanje kotača

• Udar mjenjača

• Vrijeme taloženja

Kontrola S-krivulje već se koristi u sustavima gibanja slagača i dizalice za glatko ubrzanje i usporavanje.

Za visoke dizalice viličare ovo može biti posebno vrijedno jer mehanička struktura može imati relativno nisku prirodnu frekvenciju.

Korak 5: Odvojite grubo i fino pozicioniranje

Praktična strategija pozicioniranja može koristiti dvije faze.

Grubo pozicioniranje:

Dizalica se brzo kreće prema cilju.

Fino pozicioniranje:

Servo smanjuje brzinu i približava se konačnoj koordinati s većom kontrolom.

To sprječava stroj u pokušaju postizanja maksimalne brzine i maksimalne preciznosti istovremeno.

Završni pristup može koristiti naredbu manje brzine i strožu toleranciju položaja.

Korak 6: Koordinirajte vanjske senzore položaja

Servo enkoder govori pogonu što se događa na osovini motora.

Međutim, osovina motora nije isto što i konačni fizički položaj palete.

Mehanički čimbenici kao što su:

• Zazor mjenjača

• Proklizavanje kotača

• Elastičnost pojasa

• Protezanje lanca

• Otklon jarbola

• Strukturalne vibracije

• Kretanje tereta

može uvesti pogreške između položaja motora i stvarnog položaja stroja.

Iz tog razloga, AS/RS sustavi obično kombiniraju podatke kodera s tehnologijama pozicioniranja kao što su pozicioniranje crtičnog koda, lasersko mjerenje udaljenosti, fotoelektrični senzori ili drugi vanjski referentni sustavi . Primjeri komercijalnih AS/RS arhitektura koriste kombinacije kodera i laserskog ili barkod pozicioniranja za pozicioniranje na milimetarskoj razini.

Samo pozicioniranje motora nije dovoljno

Jedna od najvažnijih točaka u dizajnu gibanja AS/RS je da servo točnost nije automatski jednaka točnosti stroja.

Pretpostavimo da enkoder daje vrlo preciznu povratnu informaciju na osovini motora.

Ako mjenjač ima zazor, kotač proklizava ili se jarbol savija pod opterećenjem, stvarni položaj palete može se razlikovati od izračunatog položaja motora.

Stoga se lanac pozicioniranja treba promatrati kao:

Motor → Mjenjač → Prijenos → Kotač/mehanizam za podizanje → Struktura dizalice → Opterećenje

Svaki mehanički element može pridonijeti konačnoj pogrešci pozicioniranja.

Za aplikacije visoke točnosti, najbolji rezultati dolaze kombinacijom:

servo upravljanje visokih performansi + mehanička preciznost + vanjska povratna informacija o pozicioniranju + optimizirani profili kretanja.

Kako smanjiti vibracije jarbola tijekom rada pri velikim brzinama

Vibracije jarbola jedan su od glavnih izazova pri povećanju brzine kretanja AS/RS dizalice. Dizalica za slaganje obično ima visok i relativno tanak jarbol, tako da naglo ubrzanje, usporavanje, nagle promjene smjera i neravnomjerna raspodjela opterećenja mogu pobuditi strukturalne vibracije. Ako se vibracije ne kontroliraju, dizalici će možda trebati dodatno vrijeme smirivanja prije nego što se teret može točno pohraniti ili preuzeti.

Iz tog razloga, dizajn AS/RS velike brzine nije samo odabir većeg broja okretaja u minuti AC servo motor . Servo motor, pogon, mjenjač, ​​mehanička struktura, enkoder, profil kretanja i sustav za pozicioniranje moraju raditi zajedno.

1. Koristite kontrolirano ubrzanje i usporavanje

Jedan od najučinkovitijih načina za smanjenje vibracija jarbola je izbjegavanje naglih promjena u ubrzanju.

Konvencionalni profil kretanja može primijeniti relativno agresivno ubrzanje i usporavanje. Kada visoka dizalica iznenada promijeni svoje ubrzanje, rezultirajuća inercijska sila može pobuditi prirodnu frekvenciju jarbola.

Umjesto toga, S-krivulja ubrzanja i profila usporavanja postupno mijenja ubrzanje.

Tipičan slijed pokreta postaje:

Ubrzanje → Putovanje konstantnom brzinom → Kontrolirano usporavanje → Pozicioniranje pri maloj brzini → Zaustavljanje

Umjesto zaustavljanja dizalice što je brže moguće mehanički, cilj je postići najkraće praktično vrijeme ciklusa uz zadržavanje strukturnih oscilacija unutar prihvatljivog raspona.

Ovaj pristup može smanjiti:

• Oscilacija jarbola

• Mehanički udar

• Kretanje palete

• Proklizavanje kotača

• Udar mjenjača

• Prekoračenje položaja

• Vrijeme taloženja nakon zaustavljanja

2. Optimizirajte podešavanje AC servo motora

AC servo motor bi trebao biti podešen prema stvarnim mehaničkim karakteristikama dizalice.

Servo sustav s pretjerano agresivnim postavkama pojačanja može brzo reagirati na pogreške u položaju, ali veći odziv kontrole također može pobuditi mehaničku rezonanciju.

Suprotno tome, pretjerano konzervativne postavke mogu učiniti dizalicu sporom i povećati vrijeme pozicioniranja.

Proces ugađanja servo uređaja stoga treba uzeti u obzir:

• Dobitak petlje položaja

• Dobitak petlje brzine

• Odziv momenta

• Omjer tromosti

• Rezonantna frekvencija

• Karakteristike opterećenja

• Ubrzanje i usporavanje

• Mehanička krutost

Cilj je postići ravnotežu između brzog odziva i stabilnog kretanja.

3. Koristite filtre za potiskivanje rezonancije i usjeke

Svaka mehanička struktura ima svoje prirodne frekvencije na kojima je veća vjerojatnost da će vibrirati.

Jarbol, mjenjač, ​​sklop kotača, teretna platforma i druge mehaničke komponente mogu stvoriti različite karakteristike rezonancije.

Moderni izmjenični servo pogoni mogu pružiti funkcije kao što su filtri za urez, potiskivanje rezonancije, potiskivanje vibracija i prilagodljivo podešavanje.

Urezni filtar može smanjiti odziv servo sustava oko problematične rezonantne frekvencije, pomažući u sprječavanju da kontrolna petlja kontinuirano pobuđuje mehaničku strukturu.

Međutim, softversko filtriranje ne treba tretirati kao zamjenu za strojarstvo.

Ako jarbol nije dovoljno krut, opterećenje je loše raspoređeno ili pogonski sklop ima preveliki mehanički zazor, samo servo ugađanje ne može u potpunosti eliminirati vibracije.

4. Uskladite servo motor s inercijom opterećenja

Odnos između inercije motora i inercije reflektiranog opterećenja ima izravan utjecaj na dinamički odziv.

Ako je inercija opterećenja prevelika u odnosu na motor, servo sustav može zahtijevati više momenta za postizanje željenog ubrzanja. Odziv može postati sporiji, a ugađanje otežano.

Mjenjač mijenja inerciju koja se reflektira natrag na motor. Stoga bi izbor motora i mjenjača trebalo izvršiti zajedno.

Inženjerski izračun treba uzeti u obzir:

Inercija motora + omjer mjenjača + inercija reflektiranog opterećenja + zahtjev za ubrzanjem

Za AS/RS osovinu kretanja, izračun bi trebao uključivati ​​cjelokupnu pokretnu masu, a ne samo težinu palete.

Pokretna masa može uključivati:

• Struktura dizalice

• Jarbol

• Kolica za teret

• Mehanizam vilice

• Paleta

• Proizvod

• Kabelski sustav

• Komponente kotača i prijenosa

5. Izbjegavajte pretjerana ubrzanja samo da biste povećali brzinu putovanja

Veće ubrzanje može smanjiti vrijeme potrebno za postizanje maksimalne brzine putovanja, ali također može povećati mehaničke vibracije.

Ovo stvara važnu razliku između maksimalne brzine i korisne brzine.

Na primjer, dizalica može tehnički postići vrlo veliku brzinu kretanja, ali ako joj je potrebno dugo vremena da se smiri nakon postizanja ciljne pozicije, ukupno vrijeme ciklusa se možda neće poboljšati.

Bolji cilj optimizacije je:

Velika brzina putovanja + kontrolirano ubrzanje + glatko usporavanje + kratko vrijeme smirivanja

Drugim riječima, najbrža AS/RS dizalica nije nužno ona s najvećim maksimalnim brojem okretaja u minuti. To je onaj koji može učinkovito dovršiti cijeli ciklus pohrane ili dohvaćanja.

6. Kontrolirajte točku usporavanja

Faza usporavanja je posebno važna za vibracije jarbola.

Ako usporavanje započne prekasno, dizalica će možda trebati agresivno zakočiti u blizini ciljne lokacije. To može generirati značajno dinamičko opterećenje na jarbol.

Ako usporavanje počne prerano, dizalica provodi previše vremena putujući malom brzinom.

Dobro podešen servo sustav može koristiti povratnu informaciju o položaju od kodera i kontrolera kretanja kako bi odredio kada prijeći s vožnje velikom brzinom na kontrolirano usporavanje.

Cilj je stvoriti predvidljiv pristup:

Putovanje velikom brzinom → Glatko usporavanje → Prilaz malom brzinom → Precizno zaustavljanje

To smanjuje potrebu za ponovnim korektivnim pokretima nakon što dizalica dosegne cilj.

7. Razmotrite raspodjelu opterećenja i položaj korisnog tereta

Vibracije jarbola ne uzrokuje sam motor.

Položaj i raspodjela korisnog tereta mogu značajno utjecati na dinamiku dizalice.

Teška ili neravnomjerno raspoređena paleta može promijeniti efektivni centar gravitacije i povećati oscilacije tijekom ubrzavanja i usporavanja.

Iz tog razloga dizajneri AS/RS trebali bi razmotriti:

• Maksimalna nosivost

• Minimalna nosivost

• Operacija s praznim vagonima

• Težište korisnog tereta

• Dimenzije palete

• Stabilnost opterećenja

• Nastavak vilice

• Visina tereta

Profil servo gibanja možda će trebati optimizirati za najgore moguće dinamičke uvjete, a ne samo za nominalni teret.

8. Smanjite mehanički zazor i strukturni zazor

Čak i a AC servo motor visokih performansi ne može beskonačno kompenzirati prekomjerni mehanički zazor.

Zazor u mjenjaču ili prijenosu može stvoriti razliku između kretanja motora i stvarnog kretanja dizalice.

Potencijalni izvori uključuju:

• Zazor mjenjača

• Labave spojnice

• Razmak od kotača do tračnice

• Istrošeni ležajevi

• Elastičnost lanca ili remena

• Konstrukcijski spojevi

• Montažne tolerancije

Kada motor promijeni smjer, ovi mehanički zazori mogu se iznenada preuzeti, stvarajući mali udar ili poremećaj pozicioniranja.

Stoga, komponente prijenosa s niskim zazorom i mehanički čvrsta montaža mogu biti važni za visokodinamičke AS/RS aplikacije.

9. Kombinirajte povratnu informaciju kodera motora s vanjskim pozicioniranjem

Servo enkoder prvenstveno mjeri osovinu motora.

Međutim, stvarni položaj dizalice je određen kompletnim mehaničkim prijenosom.

Između motora i opterećenja može postojati:

Motor → Mjenjač → Spojka → Kotač → Tračnica → Struktura dizalice → Opterećenje

Svaka komponenta može unijeti malu količinu pogreške.

Za AS/RS aplikacije visoke točnosti, servo koder se stoga može kombinirati s vanjskim tehnologijama pozicioniranja kao što su:

• Lasersko pozicioniranje

• Pozicioniranje crtičnog koda

• Sustavi apsolutnog pozicioniranja

• Senzori blizine

• Granični prekidači

• Referentne oznake

To omogućuje upravljačkom sustavu da razlikuje položaj motora od stvarnog položaja stroja.

10. Minimizirajte vrijeme taloženja umjesto jednostavnog povećanja snage motora

Jedan od najkorisnijih pokazatelja za visokodinamičko pozicioniranje je vrijeme smirivanja.

Pretpostavimo da se dvije dizalice slagalice kreću istom brzinom.

Dizalica A doseže cilj, ali nastavlja oscilirati 0,8 sekundi.

Dizalica B doseže cilj i zaustavlja se unutar 0,2 sekunde.

Iako su njihove maksimalne brzine putovanja identične, dizalica B potencijalno može postići kraće ukupno vrijeme ciklusa.

Zbog toga bi AS/RS inženjeri trebali procijeniti:

• Vrijeme putovanja

• Vrijeme ubrzanja

• Vrijeme usporavanja

• Vrijeme pozicioniranja

• Vrijeme taloženja

• Vrijeme rada vilice

• Vrijeme prijenosa opterećenja

umjesto da se fokusira samo na nazivnu brzinu motora.

11. Koristite cjelovitu strategiju kontrole kretanja

Najučinkovitije rješenje obično je kombinacija nekoliko mjera, a ne jedna tehnologija.

Praktična strategija AS/RS kretanja velike brzine može uključivati:

AC servo motor visokih performansi

↓

Povratna informacija kodera visoke rezolucije

↓

Ispravan mjenjač i usklađivanje inercije

↓

S-krivulja ubrzanja/usporanja

↓

Optimizacija servo pojačanja

↓

Potiskivanje rezonancije

↓

Povratna informacija o vanjskom pozicioniranju

↓

Fina kontrola pozicioniranja i slijeganja

Ovaj pristup na razini sustava pomaže dizalici slagaču postići veće dinamičke performanse bez nepotrebnog povećanja mehaničkog naprezanja.

12. Mehanički dizajn je i dalje na prvom mjestu

Servo tehnologija može poboljšati dinamički odziv AS/RS dizalice slagalice, ali ne može u potpunosti prevladati temeljne mehaničke probleme.

Prije povećanja servo pojačanja ili ubrzanja, inženjeri bi trebali provjeriti:

• Krutost jarbola

• Usklađivanje tračnica

• Stanje kotača

• Stanje ležaja

• Zazor mjenjača

• Poravnavanje spojnice

• Raspodjela opterećenja

• Strukturne veze

• Kretanje kabela

• Mehanička rezonancija

Ako se vibracije pojavljuju samo pri određenoj brzini, to može biti koristan pokazatelj da se sustav približava mehaničkoj rezonanciji.

U takvim slučajevima, ispravno rješenje može uključivati ​​kombinaciju mehaničkog pojačanja, prilagodbe profila brzine, rezonantnog filtriranja i servo ponovnog podešavanja.

Praktična formula za smanjenje vibracija jarbola AS/RS

Koristan inženjerski princip je:

Niže vibracije = odgovarajuća mehanička krutost + ispravno usklađivanje inercije + kontrolirano ubrzanje + optimizirano servo podešavanje + točna povratna informacija o položaju

Za brze viličare, cilj nije eliminirati svaki fizički pokret. Umjesto toga, cilj je dovoljno dobro kontrolirati dinamički odziv da dizalica brzo, sigurno i opetovano dostigne ciljnu poziciju.

Kada je AC servo motor ispravno usklađen s opterećenjem dizalice, mjenjačem, enkoderom i sustavom upravljanja, stroj može postići bolju ravnotežu između velike brzine putovanja, glatkog kretanja, točnosti pozicioniranja i kratkog vremena smirivanja.

Za AS/RS OEM proizvođače ovo je u konačnici ključ za povećanje dinamičke izvedbe bez jednostavnog povećanja snage motora ili prisiljavanja dizalice da radi izvan svojih mehaničkih granica.

Kontrolni popis za odabir AC servo motora za AS/RS

Prije kupnje servo motora izmjenične struje za dizalicu slagač, preporučujemo da provjerite sljedeće parametre.

Zašto je OEM prilagodba važna AS/RS servo motori

Standardni kataloški motori nisu uvijek najučinkovitije rješenje za viličnu dizalicu.

Proizvođač AS/RS može zahtijevati motor sa specifičnim:

• Montažna prirubnica

• Dimenzija vratila

• Sučelje mjenjača

• Konfiguracija kočnice

• Koder

• Izlaz za kabel

• Priključak

• Komunikacijsko sučelje

• Nazivni napon

• Raspon zakretnog momenta

• Razina zaštite

• Orijentacija instalacije

Posebno je važno mehaničko sučelje.

Motor može imati dovoljnu snagu, ali ga je ipak teško instalirati jer njegove dimenzije za ugradnju ili konfiguracija osovine ne odgovaraju postojećem pogonskom sklopu.

Za OEM projekte, prilagođavanje motora stoga može smanjiti rad na redizajniranju i olakšati integraciju servo sustava u kompletnu dizalicu.

Kako poboljšati AS/RS propusnost bez jednostavnog povećanja brzine motora

Uobičajena pogreška je mišljenje da veća brzina automatski znači veću produktivnost.

U stvarnom AS/RS sustavu, propusnost ovisi o cijelom ciklusu.

Pojednostavljeni ciklus može uključivati:

Vožnja → Usporenje → Pozicioniranje → Ekstenzija vilice → Prijenos opterećenja → Uvlačenje vilice → Vožnja → Podizanje → Pozicioniranje

Ako dizalica putuje brže, ali zahtijeva dugo vrijeme smirivanja na ciljnoj lokaciji, teoretsko povećanje brzine može pružiti malo praktične koristi.

Bolja strategija je optimizirati:

• Ubrzanje

• Usporenje

• Pozicioniranje

• Vrijeme taloženja

• Kretanje vilice

• Sinkronizacija podizanja

• Prijenos opterećenja

• Kašnjenje komunikacije

• Odziv senzora

• Koordinacija pokreta

Zbog toga je servo kontrola visokih performansi vrijedna: ona se bavi dinamičkim ponašanjem cijelog ciklusa gibanja , a ne samo maksimalnim brojem okretaja u minuti.

AC servo motori za horizontalno kretanje, podizanje i osovine vilice

AS/RS viličar ne izvodi samo jedan pokret. Mora putovati kroz skladišni prolaz, podizati teret na različite razine regala i točno izvlačiti ili uvlačiti vilicu kako bi dovršio ciklus skladištenja ili preuzimanja.

Iako su ova tri pokreta dio istog stroja, njihovi motorički zahtjevi su različiti. Horizontalna os kretanja daje prednost dinamičkom ubrzanju i preciznom zaustavljanju, os podizanja zahtijeva visok okretni moment i pouzdano držanje tereta, dok os vilice naglašava kompaktnu integraciju i ponovljivo pozicioniranje.

Iz tog razloga odabir jedne standardne konfiguracije AC servo motora za svaku os nije uvijek najpraktičniji pristup. Motor, mjenjač, ​​koder, kočnica, pogon i profil gibanja trebaju biti usklađeni sa specifičnim zahtjevima svake osi.

1. AC servo motori za horizontalnu os kretanja

Horizontalna os kretanja pomiče dizalicu slagača duž skladišnog prolaza. U mnogim brzim AS/RS sustavima, ovo je jedna od najzahtjevnijih osi gibanja jer motor mora ubrzati veliku pokretnu masu i zatim dovesti dizalicu do točnog zaustavljanja na ciljanoj lokaciji nosača.

Pokretna masa može uključivati:

• Jarbol dizalice

• Kolica za teret

• Mehanizam vilice

• Paleta

• Proizvod

• Kabeli i nosači kabela

• Kotači

• Komponente prijenosa

Putni servo motor stoga treba dovoljan kontinuirani zakretni moment i vršni zakretni moment kako bi podnio normalan rad i ubrzanje.

Tipičan slijed putovanja je:

Mirovanje → Ubrzanje → Vožnja velikom brzinom → Usporenje → Fino pozicioniranje → Zaustavljanje

Cilj nije jednostavno maksimizirati brzinu putovanja. Dizalica također mora minimizirati vibracije i vrijeme smirivanja.

Ključni zahtjevi za putni servo motor

Odgovarajući AC servo motor za vodoravno AS/RS putovanje može zahtijevati:

• Visoki vršni moment

• Rad velikom brzinom

• Brz odgovor na zakretni moment

• Precizna povratna informacija kodera

• Glatko ubrzanje i usporavanje

• Mogućnost pozicioniranja pri maloj brzini

• Rad s visokim ciklusom

• Kompatibilnost mjenjača

• Mogućnost regenerativnog kočenja

• Kompatibilnost industrijske komunikacije

Omjer mjenjača je posebno važan. Određuje odnos između brzine motora i brzine kotača i utječe na raspoloživi izlazni moment.

Na primjer, povećanje omjera redukcije može povećati izlazni zakretni moment uz smanjenje brzine kotača. Točan omjer stoga treba izračunati iz potrebne brzine kretanja, promjera kotača, brzine motora, ubrzanja i ukupne pokretne mase.

2. Kako servo motori poboljšavaju vodoravno pozicioniranje

Dizalica za slaganje može se morati zaustaviti na stotinama ili tisućama skladišnih mjesta. Postizanje točne koordinate prolaza stoga je temeljni dio performansi AS/RS.

Enkoder daje povratnu informaciju servo pogonu, omogućujući upravljačkom sustavu da usporedi naređeno kretanje sa stvarnim kretanjem motora.

Međutim, položaj motora nije nužno identičan položaju dizalice.

Mehanički čimbenici kao što su:

• Zazor mjenjača

• Proklizavanje kotača

• Željeznički uvjeti

• Zazor spojnice

• Strukturni progib

• Mehaničko trošenje

može utjecati na konačnu poziciju.

Za sustave visoke točnosti, servo povratne informacije mogu se stoga kombinirati s vanjskim tehnologijama pozicioniranja kao što su lasersko mjerenje, pozicioniranje crtičnog koda ili referentni senzori.

Rezultat je strategija slojevitog pozicioniranja:

Servo koder → Položaj motora → Mehanički prijenos → Referenca vanjskog položaja → Stvarni položaj dizalice

Ovo je osobito korisno kada dizalica radi velikom brzinom, ali mora usporiti i točno se postaviti prije nego što vilica uđe u stalak.

3. AC servo motori za podiznu os

Podizna os ima bitno različite zahtjeve od horizontalnog hoda.

Umjesto pomicanja velike mase duž horizontalne tračnice, motor za podizanje mora podizati i spuštati teret protiv gravitacije.

To znači da moment i kočenje postaju posebno važni.

Servo motor za podizanje će možda trebati rukovati:

• Maksimalna težina palete

• Težina kolica tereta

• Težina mehanizma vilice

• Protuuteg, ako je primjenjivo

• Brzina dizanja

• Ubrzanje

• Usporenje

• Učinkovitost mjenjača

• Dimenzije bubnja, remenice ili lančanika

• Gravitacijsko opterećenje

• Kontinuirana dužnost

Pojednostavljeni odnos momenta podizanja može se izraziti kao:

T = F × r / η

gdje:

• T = potrebni izlazni moment

• F = sila dizanja

• r = efektivni mehanički radijus

• η = učinkovitost prijenosa

Stvarni izračun također treba uključiti moment ubrzanja, mehaničke gubitke, inerciju i odgovarajuću inženjersku marginu.

4. Zašto je kočenje kritično za podiznu os

Os podizanja zahtijeva dodatnu pozornost jer teret može visjeti iznad tla.

Kada se motor zaustavi ili se prekine napajanje, sustav će možda morati mehanički zadržati opterećenje.

Iz tog razloga, servo motor za podizanje može biti konfiguriran s mehaničkom kočnicom za zadržavanje.

Kočnicu treba ocijeniti prema:

• Maksimalno opterećenje

• Prijenosni omjer

• Mehanizam za podizanje

• Potreban moment držanja

• Uvjeti zaustavljanja

• Odziv kočnice

• Sigurnosna arhitektura

Važno je razlikovati STO od mehaničke kočnice.

Safe Torque Off sprječava motor da stvara moment pod primjenjivim sigurnosnim uvjetima, ali sam STO ne treba tretirati kao mehanički mehanizam za držanje tereta za viseći teret.

Cjeloviti sustav podizanja trebao bi se stoga zajedno baviti kontrolom motora, mehaničkim kočenjem i sigurnošću stroja.

5. Brzina dizanja i točnost položaja

Os podizanja ne smije samo doseći ispravnu razinu nosača; tamo mora glatko stići.

Ako motor za podizanje previše agresivno usporava, može stvoriti:

• Zamaj tereta

• Vibracija jarbola

• Mehanički udar

• Kretanje palete

• Prekoračenje položaja

može Profil ubrzanja i usporavanja S-krivulje pomoći u smanjenju naglih promjena u ubrzanju.

Praktičan slijed može biti:

Rapid Lift → Kontrolirano usporavanje → Prilaz malom brzinom → Potvrda položaja

To omogućuje dizalici da se brzo pomiče između razina regala dok održava kontrolirano kretanje tijekom završne faze pozicioniranja.

Za AS/RS opremu s visokim regalima, ova ravnoteža između brzine i stabilnosti može imati izravan utjecaj na cjelokupni ciklus skladištenja i preuzimanja.

6. AC servo motori za osovinu vilice

Os vilice je odgovorna za prijenos palete između dizalice za slaganje i skladišnog regala.

Iako mehanizam vilice može nositi manju ukupnu masu od same dizalice, zahtjevi za njegovo pozicioniranje mogu biti vrlo zahtjevni.

Vilica se mora izvući do točne dubine, ispravno zahvatiti paletu i uvući se bez dodirivanja strukture regala.

Servo motor stoga može dati prioritet:

• Točno pozicioniranje

• Ponovljivost

• Glatko kretanje pri maloj brzini

• Kompaktna veličina

• Brzi odgovor naprijed/nazad

• Pouzdano otkrivanje granice

• Mehanička kompatibilnost

Pomicanje vilice obično se događa nakon što je dizalica već dosegla ciljni vodoravni i okomiti položaj.

To znači da točnost pozicioniranja vilice djelomično ovisi o točnosti prethodnih osi kretanja i podizanja.

7. Zašto pozicioniranje vilice zahtijeva preciznu servo kontrolu

Razmislite o paleti koju je potrebno umetnuti na mjesto stalka.

Ako je dizalica neispravno postavljena, vilica može ući na pogrešnoj visini ili horizontalnoj koordinati.

Ako se vilica tada ispruži predaleko, potencijalno može ometati komponente police.

Ako se ne pruža dovoljno daleko, paleta se možda neće pravilno prenijeti.

Servo vilica stoga treba predvidljivo kretanje i pri velikim i pri malim brzinama.

Tipično kretanje vilice može se podijeliti na:

Brzo istezanje → Kontrolirano usporavanje → Konačni položaj → Prijenos opterećenja → Kontrolirano povlačenje

Ovaj pristup omogućuje sustavu smanjenje brzine prije završne faze umetanja ili vađenja.

8. Usporedba servo zahtjeva preko tri osi

Ova usporedba pokazuje zašto servo konfiguracija specifična za os može biti korisna za AS/RS opremu.

Ista specifikacija motora možda neće pružiti najbolju kombinaciju zakretnog momenta, brzine, dimenzija i performansi upravljanja za sva tri mehanizma.

9. Jedna servo platforma, više konfiguracija

Za AS/RS proizvođače korištenje zajedničke platforme servo motora s različitim konfiguracijama može pružiti praktičnu ravnotežu između prilagodbe i standardizacije.

Na primjer, proizvođač može koristiti različite verzije iste servo platforme za:

Putna os

• Veća snaga

• Veći vršni moment

• Mjenjač

• Rad velikom brzinom

• Povratna informacija kodera

Osovina za podizanje

• Veći kontinuirani okretni moment

• Mehanička kočnica

• Mjenjač

• Kontrolirano spuštanje

• Povratne informacije visoke rezolucije

Osovina vilice

• Niža snaga

• Kompaktne dimenzije

• Visoka ponovljivost pozicioniranja

• Brzi odgovor naprijed/nazad

Ovaj pristup može pojednostaviti razvoj proizvoda dok još uvijek prilagođava motor svakoj osi.

10. Usklađivanje servo motora i mjenjača

Servo motor se nikada ne bi trebao ocjenjivati ​​odvojeno od prijenosnog sustava.

Za os vožnje, mjenjač mora osigurati dovoljan okretni moment kotača uz održavanje potrebne maksimalne brzine kretanja.

Za podizanje, mjenjač mora osigurati dovoljan okretni moment za podizanje tereta i rad s kočionim sustavom.

Za os vilice, prijenos bi trebao osigurati potrebnu brzinu istezanja i točnost pozicioniranja bez pretjeranog zazora.

Važni parametri mjenjača uključuju:

• Omjer redukcije

• Nazivni izlazni moment

• Vršni izlazni moment

• Povratak

• Učinkovitost

• Mehanička krutost

• Vijek trajanja

• Ugradbene dimenzije

Mjenjač s malim zazorom može biti osobito koristan kada primjena zahtijeva precizno pozicioniranje i česte promjene smjera.

11. Odabir kodera za AS/RS servo osi

Odabir enkodera trebao bi se temeljiti na kompletnom sustavu upravljanja kretanjem.

Relevantni parametri uključuju:

• Rezolucija

• Inkrementalna ili apsolutna povratna informacija

• Mogućnost jednostrukog ili višestrukog okreta

• Protokol povratne informacije

• Maksimalna brzina

• Kompatibilnost pogona

• Otpornost na okoliš

Za AS/RS sustave s visokim ciklusom, koder bi također trebao biti prikladan za radno okruženje i očekivani radni vijek.

Enkoder visoke rezolucije može servo pogonu pružiti detaljnije informacije o položaju, ali ukupna točnost stroja još uvijek ovisi o mehaničkom prijenosu i vanjskom sustavu za pozicioniranje.

12. Komunikacija između servo pogona i AS/RS kontrolera

Tri osi moraju djelovati kao koordinirani sustav.

Na primjer, dizalica ne bi trebala produžiti vilicu sve dok osi kretanja i podizanja ne dođu u ispravan položaj.

Upravljačka arhitektura stoga može koristiti industrijske mreže kao što su:

• EtherCAT

• PROFINET

• CANopen

• EtherNet/IP

• Modbus

Određeni protokol ovisi o PLC-u, kontroleru kretanja, servo pogonu i integratoru sustava.

Brza komunikacija može pomoći u koordinaciji:

Putni položaj + položaj dizanja + položaj vilice

Ova koordinacija je neophodna za pouzdano automatizirano rukovanje paletama.

13. Smanjenje vibracija preko osi kretanja i podizanja

Putovanje velikom brzinom i podizanje mogu stvoriti strukturalne vibracije.

Rješenje treba kombinirati:

• Ispravna veličina motora

• Odgovarajući odabir mjenjača

• Usklađivanje inercije

• Profili gibanja S-krivulje

• Podešavanje servo pojačanja

• Potiskivanje rezonancije

• Kontrolirano usporavanje

• Mehanička krutost

• Točna povratna informacija o pozicioniranju

Cilj je smanjiti vrijeme taloženja , a ne samo smanjiti maksimalnu brzinu.

Dizalica koja putuje brzo, ali zahtijeva dosta vremena da prestane oscilirati, možda neće pružiti kraći ukupni ciklus.

14. Zašto je OEM prilagodba važna za ove tri osi

Proizvođači AS/RS opreme često imaju različite zahtjeve za mehanizme kretanja, podizanja i vilice.

Prilagođavanje OEM-a može se odnositi na:

• Dimenzije motora

• Veličina osovine

• Montažna prirubnica

• Vrsta kodera

• Konfiguracija kočnice

• Prijenosni omjer

• Duljina kabela

• Položaj konektora

• Nazivni napon

• Raspon zakretnog momenta

• Komunikacijski zahtjevi

Na primjer, motor za dizanje može zahtijevati kočnicu dok motor za kretanje ne. Motor vilice može zahtijevati kompaktno tijelo, dok motor za vožnju može dati prednost vršnom momentu.

Prilagodba omogućuje konfiguraciji motora da slijedi dizajn stroja umjesto da prisiljava stroj da slijedi standardni motor.

15. Kako odabrati pravi AC servo motor za svaku AS/RS os

Prije odabira motora, proizvođači AS/RS trebaju pripremiti podatke o primjeni.

Za horizontalnu os kretanja

Odrediti:

• Ukupna pokretna masa

• Maksimalna brzina putovanja

• Promjer kotača

• Ubrzanje

• Usporenje

• Prijenosni omjer

• Otpor tračnice

• Radni ciklus

• Zahtijevana točnost pozicioniranja

Za podiznu os

Odrediti:

• Maksimalna nosivost

• Težina kolica tereta

• Brzina dizanja

• Visina dizanja

• Ubrzanje

• Promjer remenice ili bubnja

• Prijenosni omjer

• Potreban moment držanja

• Zahtjevi za kočnice

• Radni ciklus

Za os vilice

Odrediti:

• Vilica masa

• Maksimalno opterećenje

• Udaljenost produžetka

• Potrebna brzina istezanja

• Točnost pozicioniranja

• Frekvencija ciklusa

• Dostupan prostor za ugradnju

• Vrsta prijenosa

Ove informacije omogućuju dobavljaču motora da procijeni stvarnu primjenu umjesto odabira motora samo na temelju nazivne snage.

16. JKONGMOTOR AC servo motori za AS/RS aplikacije

Za proizvođače AS/RS, JKONGMOTOR može pružiti rješenja AC servo motora dizajnirana prema zahtjevima kretanja specifičnim za aplikaciju.

Rješenje se može ocijeniti prema zahtjevima:

• Putna os

• Podizna os

• Osovina vilice

OEM konfiguracija može uključivati ​​razmatranja kao što su snaga motora, zakretni moment, dimenzije, konfiguracija vratila, koder, kočnica, usklađenost mjenjača, raspored kabela i kompatibilnost upravljačkog sustava.

Za nove AS/RS platforme razvojni proces može slijediti:

Analiza primjene → Odabir motora → Dizajn mehaničkog sučelja → Prototip → Testiranje → Optimizacija → Serijska proizvodnja

Ovaj pristup omogućuje da se servo motor ocijeni kao dio cjelovitog sustava kretanja, a ne kao izolirana kataloška komponenta.

Zaključak

AS/RS dizalica slagalica ovisi o nekoliko koordiniranih osi gibanja, a svaka os predstavlja različite zahtjeve servo motora.

Horizontalna os kretanja zahtijeva visoku dinamičku reakciju, rad velikom brzinom i precizno zaustavljanje. Os podizanja zahtijeva veliki okretni moment, kontrolirano okomito kretanje i pouzdano držanje tereta. zahtijeva Os vilice kompaktnu integraciju, glatko kretanje i vrlo ponovljivo pozicioniranje.

Iz tog razloga, učinkovita AS/RS kontrola kretanja temelji se na usklađivanju AC servo motora sa stvarnom mehaničkom funkcijom svake osi.

Kada su snaga motora, okretni moment, omjer mjenjača, koder, kočnica, profil gibanja i upravljačka arhitektura ispravno koordinirani, dizalica za slaganje može postići bolju ravnotežu između velike brzine, točnosti pozicioniranja, glatkog rada, pouzdanosti i ukupnog vremena ciklusa skladištenja i preuzimanja.

Za AS/RS OEM-e, najpraktičniji pristup je rad s proizvođačem servo motora koji može podržati i standardizirane servo platforme i OEM prilagodbu specifičnu za aplikaciju , omogućujući projektiranje osovina za kretanje, podizanje i vilica prema stvarnim zahtjevima dizalice.

AC Servo u odnosu na konvencionalni motor za AS/RS

Konvencionalni indukcijski motor s pogonom promjenjive frekvencije može biti prikladan za mnoge industrijske primjene.

Međutim, zahtjevne AS/RS aplikacije mogu zahtijevati detaljniju kontrolu kretanja.

Izbor bi se u konačnici trebao temeljiti na kompletnom dizajnu stroja. Ne zahtijeva svaka AS/RS osovina istu tehnologiju motora.

Uobičajeni problemi pri odabiru pogrešnog servo motora

Motor može imati ispravnu nazivnu snagu i još uvijek loše raditi u AS/RS aplikaciji.

Nedovoljan vršni moment

Motor može raditi normalno, ali muči se tijekom ubrzavanja s potpuno natovarenom paletom.

Pretjerana inercija

Servo može postati teško podesiti, stvarajući spor dinamički odziv ili nestabilno ponašanje.

Neispravan prijenosni omjer

Dizalica može postići željenu brzinu, ali nema dovoljan izlazni moment ili proizvodi pretjeranu brzinu kotača.

Loš odabir kodera

Sustav možda nema dovoljnu rezoluciju povratne informacije za tražene performanse pozicioniranja.

Pretjerano ubrzanje

Motor može biti dovoljno snažan, ali struktura dizalice može pretjerano vibrirati.

Neadekvatan dizajn kočnice

Osovina za podizanje zahtijeva posebnu pozornost na zadržavanje tereta kada je struja isključena.

Loša konfiguracija kabela

Dugi pokretni kabeli i opetovano kretanje dizalice mogu stvoriti probleme s instalacijom i pouzdanošću ako sustav kabela i konektora nije odabran na odgovarajući način.

Praktična formula za visokodinamično AS/RS kretanje

Koristan način razmišljanja o cijeloj aplikaciji je:

Performanse pozicioniranja = motorički odgovor + kvaliteta povratne informacije + mehanička preciznost + profil kretanja + podešavanje kontrole

I:

Protok = Performanse putovanja + Ubrzanje + Usporenje + Vrijeme smirivanja + Ciklus rukovanja opterećenjem

To objašnjava zašto jednostavna kupnja servo motora veće snage ne mora nužno proizvesti brži AS/RS sustav.

Motor mora biti ispravno usklađen s mehaničkim sustavom i strategijom upravljanja.

Završna razmatranja za visoko-dinamičko AS/RS pozicioniranje

Postizanje visokodinamičkog pozicioniranja u AS/RS dizalici viličaru nije samo stvar ugradnje motora velike brzine.

Sustavi s najboljim performansama dizajnirani su oko interakcije između servo motora, servo pogona, kodera, mjenjača, mehaničke strukture, vanjskih senzora za pozicioniranje, profila kretanja i sustava upravljanja skladištem.

AC servo motor osigurava temelj dinamičke kontrole. Koder daje povratnu informaciju. Pogon regulira moment i brzinu. Mjenjač pretvara karakteristike motora u upotrebljivu mehaničku snagu. Sustav za pozicioniranje potvrđuje fizičku lokaciju stroja. Na kraju, kontroler kretanja koordinira cijelim ciklusom.

Za brzu AS/RS opremu, najpraktičniji projektirani cilj stoga nije maksimalna brzina motora , već maksimalna korisna propusnost s kontroliranim ubrzanjem, kratkim vremenom smirivanja, pouzdanim pozicioniranjem i ponovljivim radom.

Za OEM proizvođače slagača-dizalica, ovaj pristup na razini sustava može napraviti razliku između motora koji jednostavno pomiče stroj i rješenja za servo kretanje dizajniranog za visokodinamičko automatizirano skladištenje i dohvaćanje.

FAQ

1. Koja je vrsta AC servo motora prikladna za AS/RS viličnu dizalicu?

Odgovarajući AC servo motor ovisi o osovini dizalice, nosivosti, brzini, ubrzanju, omjeru mjenjača, radnom ciklusu i zahtjevima za pozicioniranje. Osi za kretanje, podizanje i vilice obično zahtijevaju različite zakretne momente, brzine, kočnice i mehaničke konfiguracije.

2. Zašto se AC servo motori koriste za AS/RS horizontalno putovanje?

AC servo motori pružaju visok dinamički odziv, točnu kontrolu brzine, povratnu informaciju enkodera i kontrolirano ubrzanje i usporavanje . Ove karakteristike pomažu dizalici za slaganje brzo putovati kroz prolaz dok postižu točno pozicioniranje na ciljanom mjestu skladištenja.

3. Koji su zahtjevi AC servo motora važni za AS/RS podiznu os?

Os podizanja općenito zahtijeva visok kontinuirani i vršni zakretni moment, točnu povratnu informaciju o položaju, kontrolirano ubrzanje i usporavanje i odgovarajuće mehaničko kočenje . Odabir motora treba uzeti u obzir maksimalnu nosivost, brzinu dizanja, mehanizam za dizanje, omjer mjenjača, radni ciklus i zahtjeve za držanje tereta.

4. Zašto osovina vilice AS/RS treba preciznu servo kontrolu?

Vilica se mora točno proširiti i uvući iz stalka bez oštećenja palete, stalka ili mehanizma za rukovanje. Servo motor omogućuje ponovljivo pozicioniranje, kontrolirano kretanje pri maloj brzini, brzi odziv naprijed/natrag i točno zaustavljanje , što je važno za pouzdan prijenos paleta.

5. Može li se jedan AC servo motor koristiti za sve AS/RS osi?

To je tehnički moguće u nekim konstrukcijama strojeva, ali tri osi često imaju različite radne zahtjeve. Mehanizmi kretanja, podizanja i vilice mogu zahtijevati različite konfiguracije snage, zakretnog momenta, brzine, mjenjača, kočnice, kodera i montaže. Uobičajena servo platforma s konfiguracijama specifičnim za osovine može pružiti praktično rješenje.

6. Kako AC servo motor poboljšava točnost AS/RS pozicioniranja?

AC servo sustav koristi povratnu informaciju enkodera za praćenje kretanja motora i reguliranje položaja i brzine. Međutim, konačna točnost dizalice također ovisi o mjenjaču, prijenosu, klizanju kotača, mehaničkoj krutosti, zazoru, vanjskim senzorima za pozicioniranje i sustavu upravljanja . Servo povratne informacije stoga treba smatrati dijelom cjelokupne arhitekture pozicioniranja.

7. Treba li AS/RS servo motor za podizanje kočnica?

Osovina za podizanje može zahtijevati mehaničku kočnicu za zadržavanje kada konstrukcija treba držati okomito obješeni teret kada moment motora nije dostupan. Kočnicu treba odabrati u skladu s opterećenjem, prijenosnim sustavom, potrebnim momentom držanja i sigurnosnom konstrukcijom stroja. STO i mehaničko držanje opterećenja ne bi se trebali tretirati kao ista funkcija.

8. Kako AC servo motori mogu smanjiti vibracije u brzim AS/RS dizalicama?

Vibracije se mogu riješiti odgovarajućim dimenzioniranjem motora i mjenjača, usklađivanjem inercije, ubrzanjem i usporavanjem S-krivulje, servo podešavanjem, potiskivanjem rezonancije, mehaničkom krutošću i točnom povratnom spregom . Samo povećanje brzine motora ili ubrzanja ne poboljšava nužno ukupno vrijeme ciklusa AS/RS.

9. Mogu li se AC servo motori za AS/RS opremu prilagoditi?

Da. Prilagodba OEM-a može uključivati ​​dimenzije motora, osovinu i konfiguraciju prirubnice, enkoder, mjenjač, ​​kočnicu, kabel, konektor, nazivni moment, brzinu i druge zahtjeve specifične za primjenu . Prilagodba je osobito korisna kada servo motor mora odgovarati namjenskom pogonskom sklopu dizalice.

10. Koje podatke treba dati proizvođač AS/RS pri odabiru servo motora?

Najkorisnije informacije uključuju ukupnu pokretnu masu, maksimalnu nosivost, brzinu kretanja, brzinu dizanja, ubrzanje, usporavanje, dimenzije kotača ili prijenosa, omjer mjenjača, radni ciklus, točnost pozicioniranja, prostor za ugradnju, zahtjeve kodera, zahtjeve kočnica i kontrolni protokol . Točni podaci o primjeni omogućuju dobavljaču motora da procijeni kompletan sustav gibanja umjesto odabira motora samo na temelju nazivne snage.