Kako odabrati integrirani koračni servo motor za četverosmjerne paletne šatlove?

Četverosmjerni paletni šatlovi postaju važno rješenje za automatizaciju skladišta kojima je potrebno skladištenje visoke gustoće, fleksibilno kretanje paleta i pouzdano automatizirano rukovanje . Za razliku od konvencionalnih paletnih shuttlea koji uglavnom putuju duž fiksne tračnice, četverosmjerni shuttle može se kretati u uzdužnom i poprečnom smjeru. To omogućuje da jedno vozilo opslužuje više skladišnih staza i čini raspored skladišta fleksibilnijim.

Motorni sustav igra ključnu ulogu u ovoj arhitekturi. Prikladan integrirani koračni servo motor , također poznat kao an integrirani koračni motor zatvorene petlje , može kombinirati motor, pokretač, koder i upravljačku elektroniku u kompaktnu jedinicu za kretanje. Za proizvođače četverosmjernih paletnih šatlova ova integracija može pojednostaviti ožičenje, smanjiti prostor u ormaru, poboljšati performanse pozicioniranja i učiniti pogonski sustav lakšim za prilagodbu.

Ali odabir motora ne bi trebao početi samo s veličinom okvira motora ili nazivnim momentom. Moramo pogledati kompletan radni ciklus shuttlea, uključujući težinu palete, ubrzanje, promjer kotača, brzinu putovanja, uvjete staze, točnost pozicioniranja, radni ciklus, napon baterije, komunikacijsku metodu i toplinske performanse.

Što je četverosmjerni prijevoz paleta?

Četverosmjerni paletni šatl je automatizirano vozilo za skladištenje i preuzimanje dizajnirano za premještanje paleta kroz sustave skladištenja visoke gustoće. Njegova značajka koja ga definira je sposobnost putovanja u četiri smjera : naprijed, natrag, lijevo i desno.

Tipični sustav uključuje:

• Regali za skladištenje paleta

• Vozila za prijevoz u četiri smjera

• Mehanizmi za podizanje ili prijenos

• Pogonski motori

• Upravljačka elektronika

• Koderi i senzori

• Baterijski sustav

• Softver za upravljanje ili kontrolu skladišta

Vozilo se obično kreće po tračnicama ugrađenim unutar strukture nosača. Kada dosegne položaj za prijenos, njegov sekundarni mehanizam za kretanje omogućuje mu promjenu smjera i ulazak u drugi prolaz.

Ova konfiguracija pruža veliku prednost: jedan shuttle može potencijalno pristupiti više skladišnih lokacija bez potrebe za posebnim vozilom za svaku traku.

Za skladišne ​​operatere rezultat može biti veća gustoća skladištenja i bolja iskorištenost raspoloživog prostora.

Za proizvođače opreme, međutim, četverosmjerno kretanje uvodi dodatne zahtjeve za sustav gibanja. Pogonski motori moraju raditi pouzdano u različitim smjerovima uz održavanje predvidljive brzine, momenta i položaja.

Zašto je bitan odabir motora u dizajnu četverosmjernog šatla

Pogonski motor nije samo odgovoran za kretanje shuttlea.

Izravno utječe na:

• Početak izvedbe

• Brzina putovanja

• Točnost pozicioniranja

• Odgovor na promjenu smjera

• Stabilnost rukovanja paletama

• Potrošnja baterije

• Buka i vibracije

• Toplinska izvedba

• Zahtjevi za održavanje

• Ukupna veličina vozila

Motor koji izgleda primjereno na temelju nazivnog zakretnog momenta može i dalje raditi loše ako primjena zahtijeva česta pokretanja, zaustavljanja, ubrzavanje, usporavanje, vožnju unatrag ili penjanje preko malih mehaničkih prijelaza.

Četverosmjerni paletni shuttle obično rade u ponavljajućim ciklusima. Vozilo ubrzava, putuje, usporava, zaustavlja se na definiranoj poziciji, izvodi operaciju rukovanja paletom, a zatim mijenja smjer ili se vraća. To znači da motor doživljava stalno promjenjivo opterećenje, a ne jednostavno stanje konstantne brzine.

Iz tog razloga preporučujemo odabir motora na temelju potpunog profila gibanja , umjesto korištenja nazivne snage kao jedinog kriterija odabira.

Što je integrirani koračni servo motor?

Integrirani koračni servo motor kombinira nekoliko komponenti za kontrolu kretanja u jedan sklop.

Konvencionalni sustav kretanja može zahtijevati:

Koračni motor + vanjski pokretački program + koder + ožičenje + sučelje kontrolera

Integrirani koračni sustav zatvorene petlje može kombinirati motor, pokretač i koder unutar jedne kompaktne jedinice.

Enkoder kontinuirano daje povratnu informaciju o položaju rotora. Integrirani upravljački program koristi ove informacije za praćenje kretanja motora i ispravno ponašanje pri pozicioniranju.

Ovo stvara praktičnu sredinu između konvencionalnih koračnih sustava otvorene petlje i složenijih servo arhitektura.

Za četverosmjerne paletne shuttleove ova je arhitektura atraktivna jer vozilo ima ograničen prostor za ugradnju i zahtijeva višestruke koordinirane funkcije kretanja.

Jkongmotor prilagođeni pokreti servo motora

Pružatelj rješenja integriranog istosmjernog servo motora na jednom mjestu

Tipovi integriranih koračnih servo motora

Integrirani koračni servo motor kombinira motor i elektroniku za kontrolu kretanja u kompaktni sklop. Ovisno o mehaničkoj strukturi i zahtjevima upravljanja, ova obitelj proizvoda može se konfigurirati s enkoderom, pogonom, mjenjačem, linearnim vijkom ili zaštitnim kućištem.

U usporedbi s konvencionalnim koračnim motorom koji koristi zasebni vanjski pokretački program, integrirani dizajn može pojednostaviti ožičenje sustava, smanjiti prostor za ugradnju i učiniti integraciju stroja jednostavnijom. Verzije zatvorene petlje također koriste povratnu informaciju za praćenje položaja motora i poboljšanje pouzdanosti kretanja.

1. Integrirani koračni servo motor

Integrirani koračni servo motor temeljna je konfiguracija unutar ove obitelji proizvoda. Kombinira koračni motor s internim pokretačem i povratnim sustavom koji se temelji na koderu.

Motor može primati naredbe za kretanje dok integrirana elektronika upravlja strujom, brzinom i kontrolom položaja. Povratna sprega zatvorenog kruga pomaže sustavu otkriti odstupanje položaja uzrokovano promjenama opterećenja ili radnim uvjetima.

Glavne karakteristike

• Koračni motor s integriranom pogonskom elektronikom

• Povratna informacija kodera za rad u zatvorenoj petlji

• Točno i ponovljivo pozicioniranje

• Kompaktna struktura upravljanja motorom

• Smanjeno vanjsko ožičenje

• Više opcija upravljanja i komunikacije

• Prikladno za sustave gibanja s više osi

Ova se konfiguracija obično razmatra kada stroj zahtijeva više povratnih informacija i mogućnosti upravljanja od koračnog sustava s otvorenom petljom, zadržavajući strukturnu jednostavnost koračnog motora.

2. Integrirani koračni motor s mjenjačem

Integrirani koračni motor s mjenjačem dodaje mjenjač motoru i integriranom pogonskom sklopu. Smanjenje brzine mijenja odnos između brzine motora i izlaznog momenta, dopuštajući sustavu da se nosi s aplikacijama koje zahtijevaju veću mehaničku silu pri nižoj izlaznoj brzini.

Planetarni mjenjači jedna su uobičajena konfiguracija kod koje su važni kompaktna veličina, prijenos zakretnog momenta i mehanička učinkovitost.

Glavne karakteristike

• Motor, pogon i mjenjač integrirani u jedan sklop

• Veći izlazni okretni moment kroz smanjenje stupnja prijenosa

• Niža izlazna brzina

• Kompaktan raspored prijenosa

• Dostupni različiti prijenosni omjeri za različita opterećenja

• Prikladno za aplikacije s ograničenim prostorom za ugradnju

Konfiguracija zupčanika je korisna kada standardni koračni motor ne daje potrebni izlazni moment ili kada stroj zahtijeva sporije, kontrolirano kretanje.

3. Integrirani koračni motor s pužnim prijenosnikom

The Integrirani koračni motor s pužnim zupčanikom kombinira koračni motor i integrirani pogon s pužnim mjenjačem.

Pužni prijenos omogućuje znatno smanjenje brzine unutar relativno kompaktnog mehaničkog sklopa. Njegova izlazna konfiguracija pod pravim kutom također može pojednostaviti mehaničku integraciju gdje motor i pokretani mehanizam trebaju biti postavljeni okomito jedan na drugoga.

Glavne karakteristike

• Velika mogućnost smanjenja brzine

• Povećani izlazni moment

• Struktura prijenosa pod pravim kutom

• Kompaktan mehanički raspored

• Prikladno za kretanje malim brzinama

• Može pružiti karakteristike držanja ovisno o dizajnu mjenjača

Konfiguracije s pužnim zupčanicima mogu se uzeti u obzir za pozicioniranje, podizanje, podešavanje i mehanizme za rukovanje materijalom gdje su redukcija i mehaničko držanje važni.

4. Integrirani koračni servo motor s pužnim zupčanikom

Integrirani koračni servo motor s pužnim prijenosnikom kombinira tri funkcionalna elementa: koračni motor, pužni mjenjač i upravljanje zatvorenom petljom.

Enkoder daje povratnu informaciju o položaju integriranoj upravljačkoj elektronici. U međuvremenu, pužni mjenjač osigurava mehaničku redukciju između motora i izlazne osovine.

Ova kombinacija je dizajnirana za sustave koji trebaju i veliki redukcijski moment i pozicioniranje kontrolirano povratnom spregom.

Glavne karakteristike

• Koračni servo rad u zatvorenoj petlji

• Integrirani pužni mjenjač

• Povratna informacija o položaju temeljena na koderu

• Mogućnosti visokog omjera smanjenja

• Povećani izlazni moment

• Kompaktan paket motora i prijenosa

• Smanjeno ožičenje upravljačkog sustava

Stvarna sposobnost samozaključavanja pužnog mjenjača ovisi o čimbenicima kao što su geometrija zupčanika, omjer redukcije, opterećenje, podmazivanje i radni uvjeti, tako da se treba potvrditi za konkretnu primjenu, a ne pretpostavljati samo na temelju tipa mjenjača.

5. Integrirani vodootporni koračni servo motor

The Integrirani vodootporni koračni servo motor razvijen je za opremu koja radi u okruženjima u kojima vlaga, prašina, prskajuća voda ili druga vanjska onečišćenja mogu utjecati na konvencionalne sklopove motora.

Motor, komponente povratne sprege i pogonska elektronika zatvoreni su unutar zaštićene strukture. Odgovarajuću IP ocjenu treba odabrati prema stvarnoj izloženosti opreme okolišu.

Glavne karakteristike

• Integrirana koračna servo arhitektura

• Zatvoreni motor i elektroničke komponente

• Povratna informacija kodera

• Smanjeno vanjsko ožičenje

• Mogućnosti zaštite za zahtjevna okruženja

• Prikladno za opremu izloženu vlazi ili prašini

Ova konfiguracija može biti korisna u strojevima za preradu hrane, vanjskoj automatizaciji, mobilnoj opremi, poljoprivrednim strojevima i drugim sustavima gdje je zaštita okoliša dio specifikacije motora.

6. Integrirani linearni koračni servo motor

Integrirani linearni koračni servo motor dizajniran je za kontrolirano linearno kretanje umjesto da se oslanja samo na izlaz rotacijske osovine.

Vijčani mehanizam pretvara rotaciju motora u linearni pomak, dok integrirani enkoder i upravljačka elektronika pružaju povratnu informaciju za pozicioniranje.

Ovisno o dizajnu stroja, mogu se odabrati različite strukture vijaka kako bi se postigao potreban hod, brzina, nosivost i performanse pozicioniranja.

Glavne karakteristike

• Integrirani motor i pogon

• Povratna informacija temeljena na koderu

• Izravno linearno pozicioniranje

• Kompaktna konfiguracija aktuatora

• Ponovljivo linearno kretanje

• Opcije s vodećim ili kugličnim vijkom

• Prilagodljiv hod i mehaničko sučelje

Ovaj dizajn je posebno prikladan za opremu koja zahtijeva kontrolirani linearni hod bez izgradnje zasebne kombinacije motor-pogon-pogon.

7. Integrirani linearni koračni motor

Integrirani linearni koračni motor predstavlja potpuniji sklop linearnog gibanja. Umjesto samo motora, proizvod može integrirati motor s vijčanim mehanizmom, strukturom vodilice, nosačem ili drugim mehaničkim komponentama.

Rezultat je jedinica linearnog gibanja spremna za integraciju koja može smanjiti broj pojedinačnih komponenti potrebnih tijekom sklapanja stroja.

Glavne karakteristike

• Struktura integriranog linearnog aktuatora

• Motorizirani pokret na vijke

• Kompaktan mehanički dizajn

• Ponovljivo pozicioniranje

• Opcijske strukture linearnih vodilica i nosača

• Fleksibilni hod i konfiguracije montaže

• Prikladno za automatizirano linearno pozicioniranje

Ova vrsta rješenja dobro je prilagođena kompaktnim modulima automatizacije, laboratorijskoj opremi, strojevima za inspekciju, poluvodičkoj opremi, CNC sustavima i robotskim mehanizmima.

Usporedba različitih integriranih koračnih motora

Glavna razlika između ovih konfiguracija je zahtjev za kretanjem za koje su dizajnirane.

Ključne funkcije potrebne za četverosmjerne motore za prijevoz paleta

Nije svaki integrirani koračni motor prikladan za prijevoz u skladištu. Obično procjenjujemo nekoliko funkcija prije odabira konačne konfiguracije.

1. Povratna informacija o položaju u zatvorenoj petlji

Povratna informacija o poziciji jedan je od najvažnijih zahtjeva.

Koračni motor s otvorenom petljom pretpostavlja da je naređeni pokret dovršen. Pod preopterećenjem, prekomjernim ubrzanjem, mehaničkim otporom ili drugim nenormalnim uvjetima, motor može izgubiti sinkronizaciju.

Koračni motor zatvorene petlje koristi enkoder za praćenje stvarnog kretanja rotora.

To omogućuje sustavu otkrivanje grešaka pri kretanju i poboljšava pouzdanost pozicioniranja.

Za četverosmjerni šatl, ovo je posebno korisno kada se vozilo mora zaustaviti na ponovljivim položajima nosača za:

• Utovar paleta

• Istovar paleta

• Premještanje trake

• Usklađivanje položaja

• Uključivanje podizanja

• Promjene smjera

2. Dovoljan početni moment

Početni okretni moment često je važniji od jednostavnog promatranja kontinuiranog okretnog momenta motora.

Natovareni paletni shuttle mora savladati:

• Masa vozila

• Opterećenje palete

• Otpor kotrljanja

• Gubici u mjenjaču

• Otpor tračnice

• Trenje kotač-tračnica

• Sila ubrzanja

Ako shuttle radi na blagom nagibu ili naiđe na dodatni mehanički otpor, potrebni startni moment može se značajno povećati.

Stoga preporučamo izračunati potrebni okretni moment kotača prije odabira motora.

Pojednostavljeni odnos je:

F = ma + Fᵣ + Fg

gdje:

• F = potrebna vučna sila

• m = ukupna pokretna masa

• a = ubrzanje

• Fᵣ = otpor kotrljanja i mehanički otpor

• Fg = gravitacijski otpor kada je primjenjivo

Moment kotača tada se može procijeniti iz:

T = F × r

gdje je r efektivni radijus kotača.

Izlazni moment motora tada mora uzeti u obzir omjer mjenjača i učinkovitost prijenosa.

3. Kontrolirano ubrzanje i usporavanje

Palet shuttle ne bi trebao ubrzavati ili se zaustavljati agresivno bez razmatranja korisnog tereta.

Naglo ubrzanje može uzrokovati:

• Kretanje palete

• Mehanički udar

• Proklizavanje kotača

• Povećano strukturno naprezanje

• Veća trenutna potražnja

Prikladan integrirani koračni servo sustav stoga bi trebao podržavati kontrolirane profile ubrzanja i usporavanja.

Glatko kretanje je posebno važno kod prijevoza lomljivih ili nestabilnih tereta.

4. Pouzdana promjena smjera

Četverosmjerni autobusi često mijenjaju smjer putovanja.

Sustav motora mora rukovati ponovljenim naredbama naprijed/natrag bez pretjeranih vibracija ili pogreške u pozicioniranju.

Koračni servo zatvorene petlje daje povratnu informaciju koja pomaže kontrolnom sustavu provjeriti je li motor slijedio naređeni pokret.

Ovo je jedan od razloga zašto mnogi razvijači opreme smatraju integrirani koračni motor zatvorene petlje za kompaktna automatizirana vozila.

Zašto mnogi kupci odabiru integrirane koračne motore zatvorene petlje?

Za sustave prijevoza paleta u četiri smjera kupci obično traže više od motora koji može jednostavno pomicati vozilo. Pogonski sustav treba osigurati stabilan okretni moment, točno kretanje, pouzdanu povratnu informaciju, kompaktnu instalaciju i jednostavnu integraciju s kontrolerom shuttlea.

Zbog toga su integrirani koračni motori zatvorene petlje postali atraktivna opcija za mnoge automatizirane aplikacije za rukovanje materijalom. Kombiniranjem koračnog motora, pokretača i enkodera u jednu jedinicu, oni mogu pojednostaviti pogonski sklop dok istovremeno pružaju mogućnost povratne sprege potrebnu za ponavljajuće pokrete shuttlea.

Kompaktan dizajn koji štedi prostor

Četverosmjerni transport paleta ima vrlo ograničen prostor za ugradnju. Pogonski motor, mjenjač, ​​baterija, kontroler, senzori i mehaničke komponente moraju stati unutar relativno kompaktne šasije vozila.

Integrirani koračni motor zatvorene petlje kombinira motor i pokretač u jednom sklopu, smanjujući potrebu za odvojenim mjestima za ugradnju pokretača. To dizajnerima opreme može dati više slobode pri raspoređivanju unutarnjih komponenti.

Za kompaktne skladišne ​​robote to se može pretvoriti u čišći mehanički raspored i lakšu integraciju.

Pojednostavljeno ožičenje motora

Tradicionalni koračni sustavi obično zahtijevaju odvojene veze između motora, pogona, kodera i kontrolera. Kako se broj osi gibanja povećava, ožičenje može brzo postati komplicirano.

S integriranim motorom, velik dio pogonske elektronike ugrađen je u sklop motora. To može smanjiti zahtjeve za usmjeravanje kabela i pojednostaviti montažu.

Za mobilnu opremu kao što su četverosmjerni šatlovi, manje vanjskih veza također može učiniti održavanje i rješavanje problema jednostavnijim.

Povratna informacija o položaju u zatvorenoj petlji

Jedna od najvećih razlika između koračnog motora otvorene petlje i koračnog motora zatvorene petlje je enkoder.

Integrirani koračni motor zatvorene petlje koristi povratnu informaciju kodera za praćenje stvarnog kretanja motora. Upravljački sustav može usporediti naređeni položaj sa stvarnim odgovorom motora i identificirati odstupanja kretanja.

Ovo je korisno kada se prijevoz paletama mora stalno zaustavljati na određenim mjestima za:

• Utovar i istovar paleta

• Pozicioniranje stalka

• Premještanje trake

• Uključivanje podizanja

• Kretanje naprijed i nazad

• Usklađivanje vozila

Za automatizaciju skladišta, ponovljivo pozicioniranje može biti jednako važno kao i sirovi moment motora.

Dobar moment pri maloj brzini

Koračni motori poznati su po tome što daju koristan okretni moment pri malim i umjerenim brzinama. Ova karakteristika može biti korisna za aplikacije paletnog prijevoza jer vozilo često kreće iz stacionarnog položaja sa značajnim korisnim teretom.

Ispravno odabrani integrirani koračni servo motor može osigurati okretni moment potreban za kontrolirano pokretanje, ubrzanje, usporavanje i pozicioniranje bez potrebe za nepotrebno velikim motorom.

Stvarni motor ipak treba odabrati prema ukupnoj masi vozila, težini palete, promjeru kotača, omjeru mjenjača, ubrzanju i radnom ciklusu.

Pouzdan Start-Stop rad

Četverosmjerni paletni šatl rijetko radi jednom konstantnom brzinom dulje vrijeme. Njihov profil kretanja obično se sastoji od ubrzanja, putovanja konstantnom brzinom, usporavanja, zaustavljanja i ponovnog pokretanja.

Ovaj ponavljajući start-stop ciklus postavlja različite zahtjeve na pogonski sklop od kontinuiranog rada pokretne trake.

Povratna sprega zatvorene petlje može pomoći sustavu motora da odgovori na promjenjive radne uvjete i otkrije odstupanja uzrokovana prekomjernim opterećenjem, mehaničkim otporom ili drugim nenormalnim uvjetima.

Niža složenost sustava

Integrirani motor ne mora nužno eliminirati svaku vanjsku komponentu, ali može smanjiti broj zasebnih komponenti za kontrolu kretanja potrebnih oko svakog motora.

Umjesto dizajniranja sustava oko:

Motor + vanjski upravljački program + koder + višestruki priključci

dizajner opreme može koristiti integriranu jedinicu za kretanje koja sadrži:

Motor + drajver + enkoder

Ovo može olakšati standardizaciju ukupnog sustava, posebno kada se koristi nekoliko sličnih pogonskih osi.

Fleksibilne mogućnosti komunikacije

Moderni integrirani koračni servo motori mogu se konfigurirati za različite upravljačke arhitekture ovisno o primjeni.

Uobičajene opcije uključuju puls/smjer, RS485, Modbus, CANopen i EtherCAT.

Za relativno jednostavnu os gibanja, pulsna kontrola može biti dovoljna. Za umreženog skladišnog robota s više koordiniranih osi, fieldbus kao što je CANopen ili EtherCAT može pružiti centraliziraniju komunikaciju i kontrolu.

Odgovarajuće sučelje mora uvijek odgovarati glavnom upravljaču i arhitekturi softvera shuttlea.

Prikladno za prilagođene dizajne šatlova

Četverosmjerni paletni shuttle često su dizajnirani prema specifičnim zahtjevima skladišta. Dimenzije vozila, nosivost, konfiguracija kotača, napon akumulatora, mjenjač, ​​komunikacijski sustav i prostor za ugradnju mogu se razlikovati.

Kao rezultat toga, standardne kataloške specifikacije možda neće uvijek najbolje odgovarati.

Integrirani koračni servo motor može se prilagoditi različitim momentom motora, naponom, enkoderom, mjenjačem, izlaznom osovinom, kabelom, konektorom, komunikacijskim sučeljem i konfiguracijama za montažu.

To OEM prilagodbu čini posebno korisnom za proizvođače paletnih šatlova koji razvijaju namjensku platformu za vozila.

Praktična ravnoteža između izvedbe i integracije

Za mnoga kompaktna automatizirana vozila odluka nije samo između konvencionalnog koračnog motora i AC servo sustava visokih performansi.

Integrirani koračni motor zatvorene petlje može pružiti praktičnu kombinaciju karakteristika koračnog momenta, povratne informacije kodera, integrirane elektronike, kompaktne konstrukcije i fleksibilne kontrole.

Za četverosmjerne aplikacije paletnog prijevoza gdje su potrebna brzina i dinamička izvedba unutar radnog raspona motora, ova kombinacija može pojednostaviti pogonski sklop uz zadržavanje povratne informacije o kretanju potrebne za pouzdan automatizirani rad.

Konačni odabir ipak bi se trebao temeljiti na cijeloj primjeni, a ne samo na tipu motora. Nosivost, ubrzanje, brzina putovanja, promjer kotača, učinkovitost mjenjača, radni ciklus, napon baterije, toplinski uvjeti i zahtjevi za pozicioniranje trebaju se procijeniti prije odabira motora.

Kako odabrati ispravan integrirani koračni servo motor

1. Počnite s ukupnim opterećenjem vozila

Prvi parametar treba biti potpuna pokretna masa.

Nemojte računati samo težinu palete.

Trebali bismo razmotriti:

Masa vozila + masa palete + najveća težina robe

Ako vozilo teži 250 kg, a maksimalno opterećenje palete je 1.000 kg, pogonski sustav mora se pomaknuti približno 1.250 kg prije nego što se uračunaju drugi dinamički faktori.

Za dimenzioniranje motora treba koristiti maksimalne radne uvjete.

2. Izračunajte potrebni zakretni moment

Zakretni moment motora treba izračunati iz stvarnih zahtjeva kotača.

Osnovni proces je:

Ukupna masa → potrebna vučna sila → moment kotača → izlazni moment mjenjača → moment motora

Ovaj je pristup pouzdaniji od odabira motora jednostavno zato što se njegov moment iz kataloga čini blizu očekivanog opterećenja.

3. Provjerite potrebnu brzinu putovanja

Brzina motora ovisi o:

• Promjer kotača

• Željena brzina vozila

• Omjer redukcije prijenosa

Približan odnos je:

Brzina vozila = opseg kotača × RPM kotača

Ako se koristi mjenjač, ​​brzina motora mora se izračunati prema odabranom prijenosnom omjeru.

Motor velike brzine u kombinaciji s odgovarajućim mjenjačem može osigurati praktičnu ravnotežu između brzine i momenta kotača.

4. Procijenite zahtjeve za ubrzanjem

Dva shuttlea koja nose istu težinu palete mogu zahtijevati potpuno različite motore ako su njihovi ciljevi ubrzanja različiti.

Šatl dizajniran za rad skladišta visoke propusnosti može se pokrenuti i zaustaviti mnogo puta u minuti.

Stoga moramo procijeniti:

• Ciljno ubrzanje

• Ciljano usporavanje

• Frekvencija ciklusa

• Maksimalna brzina

• Zaustavna frekvencija

• Frekvencija promjene smjera

5. Uzmite u obzir napon baterije

Napon baterije izravno utječe na električnu arhitekturu.

Uobičajeni mobilni sustavi automatizacije mogu koristiti 24 VDC, 36 VDC ili 48 VDC , ovisno o veličini vozila i zahtjevima za napajanje.

Motor dizajniran za određeni napon istosmjerne sabirnice treba uskladiti s baterijom shuttlea i arhitekturom kontrolera.

Za mobilne sustave veće snage, viši istosmjerni napon može pomoći u smanjenju struje za istu razinu snage, što može pojednostaviti dizajn kabela i električne instalacije.

6. Odaberite odgovarajuće komunikacijsko sučelje

Moderni četverosmjerni paletni shuttle često zahtijevaju komunikaciju između motornog sustava i upravljačke jedinice vozila.

Ovisno o arhitekturi, integrirani motor može trebati sučelja kao što su:

• Puls/smjer

• RS485

• Modbus RTU

• CANopen

• EtherCAT

Ispravno sučelje ovisi o upravljaču vozila i potrebnoj arhitekturi upravljanja kretanjem.

Za jednostavnu os, kontrola pulsa može biti dovoljna.

Za umreženi višeosni sustav, CANopen ili EtherCAT mogu pružiti integriraniju komunikacijsku arhitekturu.

Odabir enkodera za četverosmjerne aplikacije

Odabir enkodera zaslužuje posebnu pozornost.

Osnovni inkrementalni enkoder može pružiti povratnu informaciju o položaju motora, dok apsolutni enkoder može dati informacije o položaju bez potrebe za istom vrstom rekonstrukcije položaja nakon prekida napajanja.

Za mobilnu opremu za automatizaciju, odabir kodera treba uzeti u obzir:

• Točnost položaja

• Rezolucija

• Ponašanje pri pokretanju

• Kompatibilnost kontrolera

• Uvjeti isključivanja baterije

• Zahtjevi za navođenje

• Komunikacijski protokol

Za aplikacije u kojima je važan oporavak položaja, opcije apsolutnog kodera mogu pružiti dodatnu fleksibilnost na razini sustava.

Toplinske performanse lako je zanemariti

Motor može osigurati dovoljan vršni okretni moment i još uvijek biti neprikladan za kontinuirani rad ako je toplinska izvedba neadekvatna.

Najvažnija pitanja uključuju:

• Koliko dugo shuttle radi neprekidno?

• Koliko često se ubrzava?

• Koliko često prestaje?

• Koje je prosječno opterećenje motora?

• Što je vršno opterećenje?

• Kolika je temperatura okoline?

• Je li motor instaliran unutar zatvorene šasije?

• Postoji li dovoljan protok zraka?

Integrirani motor instaliran unutar šasije kompaktnog shuttlea može imati manje prirodnog rasipanja topline od motora instaliranog u otvorenom industrijskom stroju.

Stoga se kontinuirani zakretni moment i toplinska izvedba trebaju procijeniti zajedno s vršnim zakretnim momentom.

Odabir mjenjača za motore za palete

U mnogim četverosmjernim aplikacijama, motor je uparen s mjenjačem.

Mjenjač može povećati izlazni moment dok smanjuje brzinu kotača.

Uobičajena razmatranja uključuju:

• Prijenosni omjer

• Izlazni moment

• Mehanička učinkovitost

• Zazor

• Vijek trajanja

• Konfiguracija vratila

• Montažne dimenzije

• Radijalna nosivost

Mali zazor je osobito koristan kada je potrebno točno pozicioniranje i ponovljivo zaustavljanje.

Mjenjač također treba odabrati prema stvarnom opterećenju kotača i konstrukciji mehaničkog prijenosa, a ne samo prema momentu motora.

Integrirani koračni servo u odnosu na tradicionalni koračni motor s otvorenom petljom

Glavna razlika je povratna informacija.

Za četverosmjerni prijevoz paleta, rad zatvorene petlje može biti posebno koristan jer se od vozila očekuje ponavljanje pozicioniranja i promjena smjera.

Uobičajene pogreške pri odabiru motora za šatl

Odabir samo prema nazivnom momentu

Nazivni zakretni moment ne opisuje potpuni dinamički zahtjev.

Također se moraju uzeti u obzir ubrzanje, učinkovitost mjenjača, radijus kotača, raspodjela opterećenja i radni ciklus.

Ignoriranje vršnog opterećenja

Motor koji radi s praznim šatlom može imati poteškoća kada vozilo nosi maksimalni teret palete.

Dimenzioniranje motora uvijek treba uključivati ​​maksimalno očekivano opterećenje.

Korištenje prekomjernog kapaciteta motora

Prevelikost nije automatski bolja.

Prevelik motor može povećati:

• Težina vozila

• Potrošnja baterije

• trošak

• Prostor za ugradnju

• Mehanički zahtjevi

Cilj je motor odgovarajuće veličine s dovoljnom radnom marginom.

Zanemarivanje toplinskih uvjeta

Najveći zakretni moment obično je dostupan za ograničene radne uvjete. Kontinuirani rad zahtijeva toplinsku analizu.

Odabir motora prije mehaničkog dizajna

Odabir motora treba uskladiti s kotačem, mjenjačem, šasijom, baterijom i sustavom upravljanja.

Motor treba tretirati kao dio kompletnog pogonskog sklopa, a ne kao izoliranu komponentu.

Zašto OEM prilagodba može biti važna za četverosmjerne paletne šatlove

Četverosmjerni paletni šatlovi nisu izgrađeni oko jednog univerzalnog dizajna pogona. Nosivost, dimenzije vozila, veličina kotača, napon baterije, omjer mjenjača, brzina putovanja, komunikacijski sustav i prostor za ugradnju mogu se značajno razlikovati između različitih projekata automatizacije skladišta. Zbog ovih razlika, standardni motor možda neće uvijek pružiti pravu kombinaciju okretnog momenta, brzine, povratne sprege, kontrole i mehaničke kompatibilnosti.

Ovdje OEM prilagodba postaje važna. Izravan rad s proizvođačem integriranog koračnog servo motora omogućuje da se motor konfigurira oko stvarnog dizajna shuttlea umjesto da se arhitektura vozila prisiljava na prilagodbu standardnog motora.

Specifikacije motora mogu odgovarati stvarnom opterećenju letjelice

Četverosmjerni paletni shuttle treba dovoljno okretnog momenta da pomakne vlastitu težinu zajedno s maksimalnim opterećenjem palete. Međutim, jednostavan odabir motora s većim nazivnim momentom ne mora nužno proizvesti bolji pogonski sklop.

Motor treba uskladiti sa stvarnim zahtjevima, uključujući:

• Maksimalna težina vozila i palete

• Potrebno ubrzanje i usporavanje

• Brzina putovanja

• Promjer kotača

• Prijenosni omjer

• Učinkovitost mehaničkog prijenosa

• Radni ciklus

• Učestalost pokretanja i zaustavljanja

OEM proizvođač motora može procijeniti ove parametre i konfigurirati motor prema potrebnom radnom profilu. Ovo pomaže u izbjegavanju premale i nepotrebne predimenzioniranosti motora.

Mjenjač se može prilagoditi motoru

Motor i mjenjač rade kao jedan pogonski sklop, tako da njihov odvojeni odabir može stvoriti nepotrebne kompromise.

Na primjer, četverosmjerni shuttle može zahtijevati relativno veliki okretni moment kotača pri kontroliranoj brzini putovanja. Umjesto korištenja većeg motora samo da bi se dobio veći izlazni moment, odgovarajuća redukcija prijenosa može povećati moment kotača uz održavanje odgovarajuće radne brzine motora.

OEM prilagodba može pokriti:

• Prijenosni omjer

• Vrsta mjenjača

• Izlazni moment

• Izlazna osovina

• Dimenzije vratila

• Montažna konfiguracija

• Orijentacija mjenjača

To omogućuje kompletnom integriranom koračnom servo motoru i sklopu mjenjača da se preciznije prilagode mehaničkoj strukturi shuttlea.

Opcije kodera mogu odgovarati zahtjevima za pozicioniranje

Povratne informacije o položaju važne su za automatizirana skladišna vozila jer se šatl stalno mora zaustavljati na unaprijed definiranim pozicijama.

Različite aplikacije mogu zahtijevati različite konfiguracije kodera. Ovisno o upravljačkoj arhitekturi, proizvođači mogu odrediti inkrementalnu ili apsolutnu povratnu spregu i odabrati odgovarajuću razlučivost i sučelje kodera.

Za aplikacije koje zahtijevaju pouzdane informacije o položaju nakon prekida napajanja ili naprednijeg upravljanja položajem, opcije apsolutnog kodera . također se mogu razmotriti

Prilagodba OEM-a omogućuje odabir konfiguracije kodera prema stvarnim zahtjevima kontrolera i pozicioniranja umjesto oslanjanja na fiksnu standardnu ​​konfiguraciju.

Komunikacijska sučelja mogu se prilagoditi sustavu upravljanja

Motor bi trebao učinkovito komunicirati s glavnim kontrolerom shuttlea.

Ovisno o arhitekturi vozila, integrirani koračni motor zatvorene petlje može koristiti Pulse/Direction, RS485, Modbus RTU, CANopen ili EtherCAT.

Na primjer, jednostavna os gibanja može koristiti pulsnu kontrolu, dok automatizirano vozilo s više osi može imati koristi od mrežne arhitekture upravljanja.

Konfiguracija OEM-a može pomoći osigurati da su komunikacijsko sučelje motora, kontrolni parametri i sustav povratnih informacija kompatibilni s kupčevom postojećom platformom za automatizaciju.

Mehaničke dimenzije mogu se projektirati oko ograničenog prostora za ugradnju

Prostor je često glavno ograničenje unutar četverosmjernog prijevoza paleta.

Pogonski motor će možda morati stati uz:

• Baterije

• Upravljačka elektronika

• Mehanizmi za podizanje

• Senzori

• Mjenjači

• Strukturne komponente

• Sigurnosni uređaji

Motor koji radi električno, ali ne odgovara raspoloživom mehaničkom prostoru nije praktično rješenje.

Prilagođavanje OEM-a može se odnositi na duljinu motora, rupe za montiranje, dimenzije osovine, položaj konektora, usmjeravanje kabela i ukupne dimenzije instalacije . To dizajnerima opreme daje veću slobodu za optimizaciju šasije vozila.

Konfiguracija kabela i konektora može se prilagoditi

Oprema za pokretna skladišta postavlja posebne zahtjeve za usmjeravanje kabela.

Kabel motora možda će morati proći kroz usku šasiju, pomicati se s mehaničkim sklopom ili spojiti na određeni kabelski svežanj vozila.

Dobavljači OEM motora mogu prilagoditi:

• Duljina kabela

• Smjer kabela

• Vrsta priključka

• Mjesto konektora

• Ožičenje kodera

• Komunikacijsko ožičenje

• Ožičenje za napajanje

Odgovarajuća konfiguracija kabela može učiniti sklop čišćim i smanjiti nepotrebno ožičenje unutar shuttlea.

Napon i snaga mogu odgovarati arhitekturi baterije

Četverosmjerni paletni shuttle su mobilni strojevi na baterije, tako da električne specifikacije motora moraju odgovarati sustavu istosmjerne struje vozila.

Ovisno o dizajnu, sustav arhitekturu baterije od 24 VDC, 36 VDC ili 48 VDC .između ostalih konfiguracija može koristiti

Motor treba procijeniti zajedno s baterijom, drajverom, vršnom strujom, kontinuiranom strujom i očekivanim radnim ciklusom.

Prilagodba OEM-a omogućuje da se električna konfiguracija razvije oko kupčevog stvarnog sustava napajanja umjesto da zahtijeva velike promjene u arhitekturi baterije vozila.

Prilagodba pomaže u upravljanju toplinom

Toplinska izvedba može postati značajan problem kada motor radi unutar šasije kompaktnog shuttlea.

Četverosmjerni paletni shuttle može izvesti stotine ili tisuće ponovljenih ciklusa kretanja, s čestim ubrzavanjem, usporavanjem, zaustavljanjem i ponovnim pokretanjem. Rezultirajuće prosječno opterećenje motora može se jako razlikovati od kratkotrajnog vršnog opterećenja.

Tijekom razvoja OEM-a, motor se može ocijeniti prema stvarnim:

Opterećenje → brzina → ubrzanje → vrijeme ciklusa → radna temperatura

odnos.

Ovo pruža bolju osnovu za određivanje kontinuiranog momenta, vršnog momenta, veličine motora i toplinskih zahtjeva.

Testiranje prototipa može smanjiti rizik integracije

Za novu platformu za prijevoz paleta samo laboratorijske specifikacije nisu uvijek dovoljne.

Praktični proces razvoja OEM-a može uključivati:

Analiza zahtjeva → Odabir motora → Mehaničko usklađivanje → Prototip → Testiranje uzorka → Testiranje vozila → Optimizacija parametara → Masovna proizvodnja

Tijekom testiranja prototipa, proizvođač i programer šatla mogu procijeniti početni moment, ubrzanje, pozicioniranje, porast temperature, buku, vibracije, potrošnju baterije i komunikacijske performanse.

Rezultati se zatim mogu koristiti za optimizaciju parametara motora prije ulaska u serijsku proizvodnju.

OEM podrška postaje vrijednija za velike projekte

Za jednokratni stroj ponekad može biti dovoljan standardni motor. Međutim, za proizvođača paletnih prijevoznika koji proizvodi stotine ili tisuće vozila, dosljednost postaje puno važnija.

Dobavljač OEM-a može pomoći uspostaviti namjensku konfiguraciju motora s definiranim:

• Električni parametri

• Mehaničke dimenzije

• Specifikacije kodera

• Postavke komunikacije

• Konfiguracija mjenjača

• Konfiguracija kabela i konektora

• Zahtjevi ispitivanja proizvodnje

To može olakšati standardizaciju motora u različitim serijama vozila.

Što bi trebalo biti uključeno u OEM specifikaciju motora?

Prije kontaktiranja proizvođača integriranog koračnog servo motora, preporučujemo da pripremite osnovnu specifikaciju aplikacije.

Minimalno bi trebao uključivati:

1. Najveća težina vozila

2. Maksimalno opterećenje palete

3. Ciljana brzina putovanja

4. Ubrzanje i usporavanje

5. Promjer kotača

6. Potreban moment kotača

7. Prijenosni omjer

8. Napon baterije

9. Radni ciklus

10. Komunikacijski protokol

11. Zahtjev kodera

12. Dostupan prostor za ugradnju

13. Radna temperatura

14. Zahtjevi za kabel i konektor

15. Očekivani godišnji obujam proizvodnje

Što su ti parametri točnije definirani, to je lakše razviti motor koji odgovara kompletnom sustavu shuttlea.

Prilagodba OEM-a više je od mijenjanja specifikacija motora

Za proizvođače četverosmjernih paletnih šatlova, OEM prilagodba ne bi trebala biti ograničena na promjenu napona ili duljine motora. Prava vrijednost proizlazi iz razvoja cjelovitog rješenja za kretanje oko mehaničke i električne arhitekture vozila.

Dobro usklađeni integrirani koračni motor zatvorene petlje može kombinirati motor, pokretač, koder i opcijski mjenjač u kompaktni pogonski sklop. Uz pravu prilagodbu, rezultirajući sustav može pojednostaviti instalaciju, smanjiti vanjske komponente, podržati kontrolu kretanja zatvorene petlje i prilagoditi se fizičkim ograničenjima šatla.

Iz tog razloga, prilikom odabira integrirani koračni servo motor za četverosmjerni transport paleta , korisno je procijeniti ne samo kataloške specifikacije, već i sposobnost dobavljača da podrži prilagodbu OEM/ODM, razvoj prototipa, testiranje aplikacija i masovnu proizvodnju.

Konačna kontrolna lista za odabir četverosmjernog motora

Prije finaliziranja motora, preporučujemo potvrdu pet područja.

Mehanički: Je li okretni moment dovoljan za maksimalno opterećenje vozila, promjer kotača, omjer mjenjača i ubrzanje?

Elektrika: Odgovara li motor naponu baterije i strukturi napajanja?

Kontrola: Podržava li integrirani upravljački program potrebno Pulse, RS485, CANopen, EtherCAT ili drugo kontrolno sučelje?

Povratne informacije: Pruža li koder potrebnu mogućnost pozicioniranja i praćenja kretanja?

Toplina: Može li motor podnijeti stvarni radni ciklus unutar šasije shuttlea?

Uspješan četverosmjerni pogon palet shuttlea stoga se ne temelji na odabiru motora s najvećim okretnim momentom ili najvećom veličinom okvira. Dolazi od usklađivanja okretnog momenta, brzine, povratne sprege, upravljanja, mjenjača, napona, toplinske izvedbe i mehaničkih dimenzija sa stvarnim radnim profilom.

Za kompaktne skladišne ​​robote, an integrirani koračni servo motor zatvorene petlje može pružiti praktičnu kombinaciju kontrole povratne sprege, kompaktne instalacije, pojednostavljenog ožičenja i ponovljivog kretanja. Ako je pravilno dimenzioniran i prilagođen, može postati ključni dio pouzdanog četverosmjernog pogonskog sustava paletnog prijevoza.