Hogyan válasszunk beépített léptető szervomotort négyutas raklapos járatokhoz?

A négyirányú raklapszállítók fontos automatizálási megoldásokká válnak olyan raktárakban, amelyek nagy sűrűségű tárolást, rugalmas raklapmozgatást és megbízható automatizált kezelést igényelnek . Ellentétben a hagyományos raklapos mozdonyokkal, amelyek főleg rögzített sín mentén haladnak, a négyirányú inga hossz- és keresztirányban is mozoghat. Ez lehetővé teszi, hogy egy jármű több tárolósávot is kiszolgáljon, és rugalmasabbá teszi a raktár elrendezését.

A motorrendszer kritikus szerepet játszik ebben az architektúrában. Megfelelő integrált léptető szervomotor , más néven an integrált zárt hurkú léptetőmotor , amely a motort, a meghajtót, a kódolót és a vezérlőelektronikát egy kompakt mozgásegységben tudja kombinálni. A négyutas raklap inga gyártók számára ez az integráció egyszerűsítheti a vezetékezést, csökkentheti a szekrényben helyet, javíthatja a pozicionálási teljesítményt, és könnyebben testreszabhatóvá teheti a meghajtórendszert.

A motor kiválasztását azonban nem szabad csak a motor vázméretével vagy névleges nyomatékával kezdeni. Meg kell vizsgálnunk a komplett ingaműködési ciklust, beleértve a raklap súlyát, a gyorsulást, a kerék átmérőjét, a haladási sebességet, a pályaviszonyokat, a pozicionálási pontosságot, a munkaciklust, az akkumulátor feszültségét, a kommunikációs módszert és a hőteljesítményt..

Mi az a négyirányú raklapos transzfer?

A négyirányú raklapszállító automata tároló- és visszakereső jármű, amelyet a raklapok nagy sűrűségű raktári tárolórendszereken történő mozgatására terveztek. Meghatározó jellemzője, hogy haladhat négy irányban : előre, hátra, balra és jobbra.

Egy tipikus rendszer a következőket tartalmazza:

• Raklap tároló állványok

• Négyirányú transzfer járművek

• Emelő- vagy szállítószerkezetek

• Meghajtó motorok

• Vezérlő elektronika

• Kódolók és érzékelők

• Akkumulátor rendszer

• Raktárkezelő vagy raktárvezérlő szoftver

A jármű általában a fogasléc szerkezetébe szerelt sínek mentén halad. Amikor elér egy átszállási pozíciót, másodlagos haladási mechanizmusa lehetővé teszi az irányváltást és egy másik folyosóra való belépést.

Ez a konfiguráció nagy előnyt jelent: egy transzfer potenciálisan több tárolóhelyet is elérhet anélkül, hogy minden sávhoz külön járműre lenne szükség.

A raktárüzemeltetők számára az eredmény nagyobb tárolási sűrűség és a rendelkezésre álló alapterület jobb kihasználása lehet.

A berendezésgyártók számára azonban a négyirányú mozgás további követelményeket támaszt a mozgásrendszerrel szemben. A hajtómotoroknak megbízhatóan kell működniük különböző irányokban, miközben meg kell őrizni a kiszámítható sebességet, nyomatékot és pozicionálást.

Miért számít a motorválasztás a négyirányú járattervezésben?

A hajtómotor nem egyszerűen azért felelős, hogy az űrsikát elmozdítsa.

Közvetlenül érinti:

• Kezdő teljesítmény

• Utazási sebesség

• Pozícionálási pontosság

• Irányváltási reakció

• Raklapkezelési stabilitás

• Akkumulátor fogyasztás

• Zaj és rezgés

• Hőteljesítmény

• Karbantartási követelmények

• A jármű teljes mérete

A névleges nyomaték alapján megfelelőnek tűnő motor továbbra is rosszul teljesíthet, ha az alkalmazás gyakori indítást, leállítást, gyorsítást, lassítást, hátramenetet vagy kis mechanikai átmeneteken való átmászást igényel.

A négyirányú raklap ingajáratok jellemzően ismétlődő ciklusokban működnek. A jármű gyorsul, halad, lassít, megáll egy meghatározott helyen, raklapkezelési műveletet hajt végre, majd irányt változtat vagy visszatér. Ez azt jelenti, hogy a motor folyamatosan változó terhelést tapasztal, nem pedig egyszerű állandó fordulatszámú állapotot.

Emiatt azt javasoljuk, hogy a motort a teljes mozgásprofil alapján válassza ki , ne a névleges teljesítményt használja egyedüli kiválasztási kritériumként.

Mi az integrált léptető szervomotor?

Az integrált léptető szervomotor több mozgásvezérlő alkatrészt egyesít egyetlen egységben.

A hagyományos mozgásrendszerhez szükség lehet:

Léptetőmotor + külső meghajtó + jeladó + vezeték + vezérlő interfész

Az integrált zárt hurkú léptetőrendszer egyetlen kompakt egységben egyesítheti a motort, a meghajtót és a kódolót.

A jeladó folyamatosan visszajelzést ad a rotor helyzetéről. Az integrált meghajtó ezeket az információkat a motor mozgásának és a helyes pozicionálási viselkedés figyelésére használja.

Ez praktikus középutat teremt a hagyományos nyitott hurkú léptetőrendszerek és a bonyolultabb szervoarchitektúrák között.

A négyirányú raklapos ingajáratok esetében ez az architektúra vonzó, mivel a jármű korlátozott beépítési hellyel rendelkezik, és több összehangolt mozgási funkciót igényel.

Jkongmotor testreszabott szervomotor-mozgások

Egyablakos integrált egyenáramú szervomotor-megoldás szolgáltató

Integrált léptető szervomotor típusok

Az integrált léptető szervomotor a motort és a mozgásvezérlő elektronikát egy kompakt egységben egyesíti. A mechanikai felépítéstől és a vezérlési követelményektől függően ez a termékcsalád konfigurálható jeladóval, meghajtóval, sebességváltóval, lineáris csavarral vagy védőházzal.

A különálló külső meghajtót használó hagyományos léptetőmotorokhoz képest az integrált kialakítás leegyszerűsíti a rendszer huzalozását, csökkenti a telepítési helyet, és egyszerűbbé teszi a gépintegrációt. A zárt hurkú változatok visszacsatolást is használnak a motor helyzetének figyelésére és a mozgás megbízhatóságának javítására.

1. Integrált léptető szervomotor

Az integrált léptető szervomotor az alapvető konfiguráció ebben a termékcsaládban. A léptetőmotort belső meghajtóval és kódoló alapú visszacsatoló rendszerrel kombinálja.

A motor képes mozgási parancsokat fogadni, míg az integrált elektronika kezeli az áram-, sebesség- és helyzetszabályozást. A zárt hurkú visszacsatolás segít a rendszernek észlelni a terhelésváltozások vagy működési feltételek által okozott pozícióeltéréseket.

Főbb jellemzők

• Léptetőmotor integrált meghajtó elektronikával

• Kódoló visszacsatolás zárt hurkú működéshez

• Pontos és megismételhető pozicionálás

• Kompakt motorvezérlő szerkezet

• Csökkentett külső vezetékezés

• Többféle vezérlési és kommunikációs lehetőség

• Alkalmas többtengelyes mozgásrendszerekhez

Ezt a konfigurációt általában akkor veszik figyelembe, ha egy gép több visszacsatolást és vezérlési képességet igényel, mint egy nyitott hurkú léptetőrendszer, miközben megőrzi a léptetőmotor szerkezeti egyszerűségét.

2. Beépített hajtóműves léptetőmotor

Az integrált hajtóműves léptetőmotor sebességváltóval egészíti ki a motort és az integrált hajtásegységet. A sebességfokozat-csökkentés megváltoztatja a motor fordulatszáma és a kimeneti nyomaték közötti összefüggést, lehetővé téve a rendszer számára, hogy kisebb kimeneti fordulatszámon kezelje azokat az alkalmazásokat, amelyek nagyobb mechanikai erőt igényelnek.

A bolygókerekes sebességváltók olyan általános konfigurációk, ahol a kompakt méret, a nyomatékátvitel és a mechanikai hatékonyság fontos.

Főbb jellemzők

• A motor, a meghajtó és a sebességváltó egy egységbe integrálva

• Magasabb kimenő nyomaték a sebességfokozat csökkentésével

• Alacsonyabb kimeneti sebesség

• Kompakt sebességváltó elrendezés

• Különböző áttételek állnak rendelkezésre a különböző terhelésekhez

• Alkalmas korlátozott beépítési hellyel rendelkező alkalmazásokhoz

A hajtóműves konfiguráció akkor hasznos, ha egy szabványos léptetőmotor nem biztosítja a szükséges kimeneti nyomatékot, vagy ha a gép lassabb, szabályozott mozgást igényel.

3. Integrált csigahajtású léptetőmotor

A Az integrált csigahajtóműves léptetőmotor a léptetőmotort és az integrált hajtást csigahajtóművel kombinálja.

A csigaátvitel jelentős sebességcsökkentést biztosít egy viszonylag kompakt mechanikai elrendezésen belül. Derékszögű kimeneti konfigurációja leegyszerűsíti a mechanikai integrációt is, ahol a motort és a hajtott mechanizmust egymásra merőlegesen kell elhelyezni.

Főbb jellemzők

• Nagy sebességcsökkentési képesség

• Megnövelt kimeneti nyomaték

• Derékszögű átviteli szerkezet

• Kompakt mechanikai elrendezés

• Alacsony sebességű mozgáshoz alkalmas

• Tartási jellemzőket biztosít a sebességváltó kialakításától függően

A csigahajtóműves konfigurációkat figyelembe lehet venni a pozicionálási, emelési, beállítási és anyagmozgató mechanizmusok esetében, ahol a redukció és a mechanikai tartási viselkedés fontos.

4. Integrált csigahajtású léptető szervomotor

Az integrált csigahajtású léptető szervomotor három funkcionális elemet egyesít: léptetőmotort, csigahajtóművet és zárt hurkú vezérlést.

Az enkóder helyzet-visszajelzést ad az integrált vezérlőelektronikának. Eközben a csigahajtómű mechanikai redukciót biztosít a motor és a kimenő tengely között.

Ezt a kombinációt olyan rendszerekhez tervezték, amelyek nagy nyomatékcsökkentést és visszacsatolásvezérlésű pozicionálást igényelnek.

Főbb jellemzők

• Zárt hurkú léptető szervo működés

• Integrált csiga sebességváltó

• Kódoló alapú pozíció visszajelzés

• Magas redukciós arány opciók

• Megnövelt kimeneti nyomaték

• Kompakt motor és sebességváltó csomag

• Csökkentett vezérlőrendszer huzalozás

A csigahajtómű tényleges önzáró képessége olyan tényezőktől függ, mint a hajtómű geometriája, a redukciós arány, a terhelés, a kenés és az üzemi feltételek, ezért ezt az adott alkalmazáshoz kell megerősíteni, nem pedig a sebességváltó típusát feltételezni.

5. Integrált vízálló léptető szervomotor

A Az integrált vízálló léptető szervomotort olyan berendezésekhez fejlesztették ki, amelyek olyan környezetben működnek, ahol nedvesség, por, fröccsenő víz vagy egyéb külső szennyeződések hatással lehetnek a hagyományos motoregységekre.

A motor, a visszacsatoló alkatrészek és a meghajtó elektronika védett szerkezetbe van zárva. A megfelelő IP-besorolást a berendezés tényleges környezeti kitettségének megfelelően kell kiválasztani.

Főbb jellemzők

• Integrált léptető szervo architektúra

• Zárt motor és elektronikus alkatrészek

• Kódoló visszajelzés

• Csökkentett külső vezetékezés

• Védelmi lehetőségek igényes környezetekhez

• Alkalmas nedvességnek vagy pornak kitett berendezésekhez

Ez a konfiguráció hasznos lehet élelmiszer-feldolgozó gépekben, kültéri automatizálásban, mobil berendezésekben, mezőgazdasági gépekben és más olyan rendszerekben, ahol a környezetvédelem a motor specifikációi közé tartozik.

6. Integrált lineáris léptető szervomotor

Az integrált lineáris léptető szervomotort úgy tervezték, hogy szabályozott lineáris mozgást hozzon létre, ahelyett, hogy csak a forgó tengely teljesítményére hagyatkozna.

Egy csavaros mechanizmus alakítja át a motor forgását lineáris elmozdulássá, míg az integrált jeladó és vezérlőelektronika visszacsatolást biztosít a pozicionáláshoz.

A gép kialakításától függően különböző csavarszerkezetek választhatók a szükséges löket, sebesség, teherbírás és pozicionálási teljesítmény eléréséhez.

Főbb jellemzők

• Integrált motor és hajtás

• Kódoló alapú visszajelzés

• Közvetlen lineáris pozicionálás

• Kompakt működtető konfiguráció

• Ismételhető lineáris mozgás

• Vezetőcsavar vagy golyóscsavar opciók

• Testreszabható löket és mechanikus interfész

Ez a kialakítás különösen alkalmas olyan berendezésekhez, amelyek szabályozott lineáris mozgást igényelnek anélkül, hogy külön motor-meghajtó-aktor kombinációt építenének ki.

7. Integrált lineáris mozgású léptetőmotor

Az integrált lineáris mozgású léptetőmotor egy teljesebb lineáris mozgású összeállítást képvisel. Ahelyett, hogy csak a motort biztosítaná, a termék integrálhatja a motort csavaros mechanizmussal, vezetőszerkezettel, kocsival vagy más mechanikai alkatrészekkel.

Az eredmény egy integrálásra kész lineáris mozgásegység, amely csökkentheti a gép összeszerelése során szükséges egyes alkatrészek számát.

Főbb jellemzők

• Integrált lineáris működtető szerkezet

• Motoros csavarhajtású mozgás

• Kompakt mechanikai kialakítás

• Ismételhető pozicionálás

• Választható lineáris vezető- és kocsiszerkezetek

• Rugalmas löket- és rögzítési konfigurációk

• Alkalmas automatizált lineáris pozicionálásra

Ez a fajta megoldás kiválóan alkalmas kompakt automatizálási modulokhoz, laboratóriumi berendezésekhez, ellenőrző gépekhez, félvezető berendezésekhez, CNC-rendszerekhez és robotmechanizmusokhoz.

Hogyan viszonyulnak a különböző integrált léptetőmotorok?

A fő különbség ezen konfigurációk között az a mozgásigény, amelyre tervezték őket.

A négyutas raklap ingamotorokhoz szükséges legfontosabb funkciók

Nem minden integrált léptetőmotor alkalmas raktári transzfer alkalmazásokhoz. Általában több funkciót is kiértékelünk a végső konfiguráció kiválasztása előtt.

1. Zárt hurkú pozíció visszajelzés

A pozíció visszajelzés az egyik legfontosabb követelmény.

A nyitott hurkú léptetőmotor feltételezi, hogy a parancsolt mozgás befejeződött. Túlterhelés, túlzott gyorsítás, mechanikai ellenállás vagy egyéb rendellenes körülmények esetén a motor elveszítheti a szinkronizálást.

A zárt hurkú léptetőmotorok kódolót használnak a forgórész tényleges mozgásának figyelésére.

Ez lehetővé teszi a rendszer számára a mozgási hibák észlelését és a pozicionálás megbízhatóságának javítását.

Négyirányú transzfer esetén ez különösen akkor hasznos, ha a járműnek meg kell állnia megismételhető állványhelyzetekben:

• Raklap berakodás

• Raklap kirakodás

• Sáváthelyezés

• Pozícióigazítás

• Lift bekapcsolása

• Irányváltások

2. Elegendő indítónyomaték

Az indítási nyomaték gyakran fontosabb, mint egyszerűen a motor folyamatos nyomatékának megtekintése.

A megrakott raklapos transzfernek a következőket kell legyőznie:

• A jármű tömege

• Raklap terhelés

• Gördülési ellenállás

• Sebességváltó veszteségek

• Sínellenállás

• Kerék-sín súrlódás

• Gyorsulási erő

Ha a váltó enyhe lejtőn működik, vagy további mechanikai ellenállásba ütközik, a szükséges indítónyomaték jelentősen megnőhet.

Ezért javasoljuk, hogy a motor kiválasztása előtt számítsa ki a szükséges keréknyomatékot.

Az egyszerűsített kapcsolat a következő:

F = ma + Fᵣ + Fg

ahol:

• F = szükséges vonóerő

• m = teljes mozgó tömeg

• a = gyorsulás

• Fᵣ = gördülési és mechanikai ellenállás

• Fg = gravitációs ellenállás adott esetben

A kerék forgatónyomatéka a következőképpen becsülhető meg:

T = F × r

ahol r az effektív keréksugár.

A motor kimeneti nyomatékának ekkor figyelembe kell vennie a sebességváltó áttételét és a sebességváltó hatékonyságát.

3. Szabályozott gyorsulás és lassítás

A raklapos inga nem gyorsulhat vagy állhat meg agresszíven a hasznos teher figyelembevétele nélkül.

A hirtelen gyorsulás a következőket okozhatja:

• Raklap mozgás

• Mechanikai sokk

• Kerékcsúszás

• Megnövekedett szerkezeti feszültség

• Magasabb jelenlegi kereslet

A megfelelő integrált léptető szervorendszernek ezért támogatnia kell a szabályozott gyorsulási és lassítási profilokat.

A sima mozgás különösen fontos törékeny vagy instabil rakományok szállításakor.

4. Megbízható irányváltás

A négyirányú ingajáratok gyakran változtatják az utazási irányt.

A motorrendszernek túlzott vibráció vagy pozicionálási hiba nélkül kell kezelnie az ismételt előre/hátra parancsokat.

A zárt hurkú léptető szervó visszajelzést ad, amely segít a vezérlőrendszernek ellenőrizni, hogy a motor követte-e a parancsolt mozgást.

Ez az egyik oka annak, hogy sok berendezésfejlesztő úgy véli, hogy a integrált zárt hurkú léptetőmotor kompakt automatizált járművekhez.

Miért választ sok vásárló az integrált zárt hurkú léptetőmotorokat?

A négyirányú raklapos ingarendszerekhez az ügyfelek általában többet keresnek, mint egy motort, amely egyszerűen mozgatni tudja a járművet. A hajtásrendszernek stabil nyomatékot, pontos mozgást, megbízható visszacsatolást, kompakt telepítést és az űrrepülőgép-vezérlővel való egyszerű integrációt kell biztosítania.

Ez az oka annak, hogy az integrált zárt hurkú léptetőmotorok vonzó opciókká váltak számos automatizált anyagmozgatási alkalmazásban. A léptetőmotor, a meghajtó és a kódoló egy egységben történő kombinálásával leegyszerűsíthetik a hajtásláncot, miközben biztosítják az ismétlődő ingamozgásokhoz szükséges visszacsatolási képességet.

Kompakt és helytakarékos kialakítás

A négyirányú raklapos transzfer nagyon korlátozott beépítési hellyel rendelkezik. A hajtómotornak, a sebességváltónak, az akkumulátornak, a vezérlőnek, az érzékelőknek és a mechanikai alkatrészeknek mind el kell illeszkedniük egy viszonylag kompakt jármű alvázába.

Az integrált zárt hurkú léptetőmotor egyetlen szerelvényben egyesíti a motort és a meghajtót, csökkentve a különálló meghajtó rögzítési helyek szükségességét. Ez nagyobb szabadságot biztosít a berendezés tervezőinek a belső alkatrészek elrendezése során.

A kompakt raktári robotok esetében ez letisztultabb mechanikai elrendezést és könnyebb integrációt jelenthet.

Egyszerűsített motor huzalozás

A hagyományos léptetőrendszerek általában külön csatlakozást igényelnek a motor, a meghajtó, a kódoló és a vezérlő között. A mozgástengelyek számának növekedésével a vezetékezés gyorsan bonyolulttá válhat.

Az integrált motorral a meghajtó elektronika nagy része a motoregységbe van beépítve. Ez csökkentheti a kábelvezetési követelményeket és egyszerűsítheti az összeszerelést.

A mobil berendezések, például a négyirányú transzferek esetében a kevesebb külső csatlakozás egyszerűbbé teheti a karbantartást és a hibaelhárítást.

Zárt hurkú pozíció visszajelzés

Az egyik legnagyobb különbség a nyitott hurkú léptetőmotorok és a zárt hurkú léptetőmotorok között a kódoló.

A beépített zárt hurkú léptetőmotor kódoló visszacsatolást használ a motor tényleges mozgásának figyelésére. A vezérlőrendszer össze tudja hasonlítani a parancsolt pozíciót a motor tényleges reakciójával, és azonosítani tudja a mozgási eltéréseket.

Ez akkor hasznos, ha egy raklapos mozdonynak ismételten meg kell állnia meghatározott helyeken a következők miatt:

• Raklap be- és kirakodás

• Rack elhelyezés

• Sáváthelyezés

• Lift bekapcsolása

• Előre és hátra mozgás

• Járműbeállítás

A raktárautomatizálásnál az ismételhető pozicionálás ugyanolyan fontos lehet, mint a nyers motornyomaték.

Jó nyomaték alacsony fordulatszámon

A léptetőmotorokról ismert, hogy hasznos nyomatékot biztosítanak alacsony és mérsékelt fordulatszámon. Ez a tulajdonság előnyös lehet raklapos ingajáratoknál, mivel a jármű gyakran álló helyzetből indul el jelentős rakomány mellett.

Egy megfelelően megválasztott integrált léptető szervomotor biztosítja a szabályozott indításhoz, gyorsításhoz, lassításhoz és pozicionáláshoz szükséges nyomatékot anélkül, hogy szükségtelenül nagy motorra lenne szükség.

A tényleges motort továbbra is alapján kell kiválasztani. a jármű össztömege, a raklap tömege, a kerékátmérő, a sebességváltó áttétel, a gyorsulás és a munkaciklus .

Megbízható Start-Stop működés

A négyirányú raklap ingajáratok ritkán működnek egy állandó sebességgel hosszú ideig. Mozgásprofiljuk általában gyorsulásból, állandó sebességű utazásból, lassításból, megállásból és újraindításból áll.

Ez az ismétlődő start-stop ciklus más követelményeket támaszt a hajtáslánccal szemben, mint a folyamatos szállítószalag működés.

A zárt hurkú visszacsatolás segíthet a motorrendszernek reagálni a változó működési feltételekre, és észlelni a túlzott terhelés, mechanikai ellenállás vagy más rendellenes körülmények által okozott eltéréseket.

Alacsonyabb rendszerkomplexitás

Az integrált motor nem feltétlenül szünteti meg az összes külső alkatrészt, de csökkentheti az egyes motorok körül szükséges különálló mozgásvezérlő alkatrészek számát.

Ahelyett, hogy rendszert terveznénk a következők köré:

Motor + külső meghajtó + jeladó + több csatlakozás

a berendezés tervezője használhat egy integrált mozgásegységet, amely tartalmazza:

Motor + driver + jeladó

Ez megkönnyítheti a teljes rendszer szabványosítását, különösen, ha több hasonló hajtótengelyt használnak.

Rugalmas kommunikációs lehetőségek

A modern integrált léptető szervomotorok az alkalmazástól függően különböző vezérlési architektúrákhoz konfigurálhatók.

A gyakori opciók közé tartozik a Pulse/Direction, RS485, Modbus, CANopen és EtherCAT.

Egy viszonylag egyszerű mozgástengelyhez elegendő lehet az impulzusvezérlés. A több koordinált tengellyel rendelkező, hálózatba kapcsolt raktári robotnál egy olyan terepi busz, mint a CANopen vagy az EtherCAT, központibb kommunikációt és vezérlést biztosíthat.

A megfelelő interfésznek mindig meg kell felelnie az űrsikló fő vezérlőjének és szoftverarchitektúrájának.

Alkalmas testreszabott ingajáratokhoz

A négyirányú raklap ingajáratokat gyakran speciális raktári követelmények alapján tervezték. A jármű méretei, a hasznos teherbírás, a kerékkonfiguráció, az akkumulátorfeszültség, a sebességváltó, a kommunikációs rendszer és a beépítési hely mind eltérhetnek.

Ennek eredményeként a szabványos katalógus-specifikációk nem mindig biztosítják a legjobb illeszkedést.

Az integrált léptető szervomotor testreszabható különböző motornyomatékkal, feszültséggel, jeladóval, sebességváltóval, kimenőtengellyel, kábellel, csatlakozóval, kommunikációs interfésszel és szerelési konfigurációkkal.

Ez különösen hasznossá teszi az OEM testreszabását a dedikált járműplatformot fejlesztő raklap inga gyártók számára.

Gyakorlati egyensúly a teljesítmény és az integráció között

Sok kompakt automatizált jármű esetében nem egyszerűen a hagyományos léptetőmotor és a nagy teljesítményű AC szervorendszer között kell dönteni.

Az integrált zárt hurkú léptetőmotor praktikus kombinációját nyújtja. a léptetőnyomaték-jellemzők, a kódoló visszacsatolás, az integrált elektronika, a kompakt felépítés és a rugalmas vezérlés .

A négyirányú raklapos ingajáratoknál, ahol a szükséges sebesség és dinamikus teljesítmény a motor működési tartományába esik, ez a kombináció leegyszerűsítheti a hajtásláncot, miközben fenntartja a megbízható automatizált működéshez szükséges mozgási visszacsatolást.

A végső kiválasztásnak továbbra is a teljes alkalmazáson kell alapulnia, nem pedig a motor típusán. a hasznos terhelést, a gyorsulást, a haladási sebességet, a kerékátmérőt, a sebességváltó hatékonyságát, a munkaciklust, az akkumulátorfeszültséget, a hőviszonyokat és a pozicionálási követelményeket . A motor kiválasztása előtt értékelni kell

Hogyan válasszuk ki a megfelelő integrált léptető szervomotort

1. Kezdje a teljes járműterheléssel

Az első paraméter a teljes mozgó tömeg legyen.

Ne csak a raklap tömegét számítsa ki.

Meg kell fontolnunk:

A jármű tömege + raklap tömege + maximális árutömeg

Ha a jármű tömege 250 kg, és a maximális raklapterhelés 1000 kg, akkor a meghajtórendszernek körülbelül 1250 kg-ot kell elmozdulnia, mielőtt más dinamikus tényezőket figyelembe vesz.

A motor méretezésénél a maximális üzemállapotot kell használni.

2. Számítsa ki a szükséges nyomatékot

A motor nyomatékát a tényleges kerékigényekből kell kiszámítani.

Az alapfolyamat a következő:

Teljes tömeg → szükséges vonóerő → keréknyomaték → sebességváltó kimeneti nyomatéka → motor nyomatéka

Ez a megközelítés megbízhatóbb, mint egy motor kiválasztása, pusztán azért, mert a katalógus nyomatéka közel van a várt terheléshez.

3. Ellenőrizze a szükséges utazási sebességet

A motor fordulatszáma a következőktől függ:

• Kerék átmérője

• A jármű kívánt sebessége

• Fokozatcsökkentési áttétel

A hozzávetőleges összefüggés a következő:

A jármű sebessége = kerék kerülete × kerék fordulatszáma

Ha sebességváltót használnak, a motor fordulatszámát a kiválasztott áttételi aránynak megfelelően kell kiszámítani.

A nagy sebességű motor megfelelő sebességváltóval kombinálva praktikus egyensúlyt biztosíthat a fordulatszám és a keréknyomaték között.

4. Értékelje a gyorsítási követelményeket

Két, azonos raklapsúlyt szállító űrsiklóhoz teljesen eltérő motorra lehet szükség, ha a gyorsulási céljaik eltérőek.

A nagy áteresztőképességű raktári működésre tervezett sikló percenként sokszor indulhat és állhat meg.

Ezért értékelnünk kell:

• Célgyorsulás

• Cél lassítás

• Ciklusfrekvencia

• Maximális sebesség

• Leállítási frekvencia

• Irányváltási frekvencia

5. Vegye figyelembe az akkumulátor feszültségét

Az akkumulátor feszültsége közvetlenül befolyásolja az elektromos architektúrát.

Az általános mobil automatizálási rendszerek feszültséget használhatnak . 24 VDC, 36 VDC vagy 48 VDC a jármű méretétől és teljesítményigényétől függően

Egy adott egyenáramú buszfeszültségre tervezett motort hozzá kell illeszteni a shuttle akkumulátorhoz és a vezérlő architektúrájához.

Nagyobb teljesítményű mobil rendszerek esetén a magasabb egyenfeszültség csökkentheti az áramerősséget ugyanazon a teljesítményszinten, ami leegyszerűsítheti a kábelek és az elektromos tervezést.

6. Válassza ki a megfelelő kommunikációs interfészt

A modern négyirányú raklapos ingajáratok gyakran kommunikációt igényelnek a motorrendszer és a járművezérlő között.

Az architektúrától függően az integrált motornak szüksége lehet olyan interfészekre, mint például:

• Impulzus/irány

• RS485

• Modbus RTU

• CANopen

• EtherCAT

A megfelelő interfész a járművezérlőtől és a szükséges mozgásvezérlő architektúrától függ.

Egy egyszerű tengelyhez elegendő lehet az impulzusvezérlés.

Hálózati többtengelyes rendszer esetén a CANopen vagy az EtherCAT integráltabb kommunikációs architektúrát biztosíthat.

Kódoló kiválasztása négyirányú transzfer alkalmazásokhoz

A kódoló kiválasztása külön figyelmet érdemel.

Egy alap inkrementális jeladó a motor helyzetének visszajelzését, míg az abszolút jeladó helyzetinformációt biztosít anélkül, hogy áramkimaradás után ugyanilyen típusú helyzet-rekonstrukciót igényelne.

Mobil automatizálási berendezések esetében a kódoló kiválasztásánál figyelembe kell venni:

• Pozíció pontosság

• Felbontás

• Indítási viselkedés

• Vezérlő kompatibilitás

• Az akkumulátor leállási feltételei

• Otthoni követelmények

• Kommunikációs protokoll

Azoknál az alkalmazásoknál, ahol fontos a pozíció-helyreállítás, az abszolút kódoló opciók további rendszerszintű rugalmasságot biztosíthatnak.

A hőteljesítményt könnyű figyelmen kívül hagyni

Egy motor elegendő csúcsnyomatékot tud biztosítani, és még mindig alkalmatlan a folyamatos működésre, ha a hőteljesítmény nem megfelelő.

A legfontosabb kérdések a következők:

• Mennyi ideig üzemel folyamatosan a transzfer?

• Milyen gyakran gyorsul?

• Milyen gyakran áll le?

• Mekkora a motor átlagos terhelése?

• Mi a csúcsterhelés?

• Mi a környezeti hőmérséklet?

• A motor zárt alvázba van beszerelve?

• Van-e elegendő légáramlás?

Előfordulhat, hogy a kompakt shuttle alvázba beépített integrált motor kisebb természetes hőleadást mutat, mint egy nyitott ipari gépbe szerelt motor.

Ezért a folyamatos nyomatékot és a termikus teljesítményt a csúcsnyomatékkal együtt kell értékelni.

Sebességváltó-választék raklapos ingajárati motorokhoz

Számos négyirányú váltóalkalmazásban a motort sebességváltóval párosítják.

A sebességváltó növelheti a kimenő nyomatékot, miközben csökkenti a kerék fordulatszámát.

A gyakori megfontolások a következők:

• Áttételi arány

• Kimeneti nyomaték

• Mechanikai hatékonyság

• Holtjáték

• Élettartam

• Tengely konfiguráció

• Szerelési méretek

• Radiális teherbírás

Az alacsony holtjáték különösen akkor hasznos, ha pontos pozicionálásra és ismételhető megállásra van szükség.

A sebességváltót is a tényleges kerékterhelés és a mechanikus hajtómű kialakítása szerint kell kiválasztani, nem csak a motor nyomatéka szerint.

Integrált léptető szervo a hagyományos nyitott hurkú léptetőmotorhoz képest

A fő különbség a visszajelzés.

A négyirányú raklapos ingajáratnál a zárt hurkú működés különösen hasznos lehet, mivel a járműtől ismétlődő pozicionálást és irányváltást kell végrehajtani.

Gyakori hibák a shuttle motor kiválasztásakor

Egyedül a névleges nyomaték alapján történő választás

A névleges nyomaték nem írja le a teljes dinamikai követelményt.

Figyelembe kell venni a gyorsulást, a sebességváltó hatásfokát, a kerék sugarát, a terheléseloszlást és a munkaciklust is.

Csúcsterhelés figyelmen kívül hagyása

Az üres járattal működő motor nehézségekbe ütközhet, amikor a jármű a maximális raklapterhelést hordozza.

A motor méretezésének mindig tartalmaznia kell a maximális várható hasznos terhelést.

Túlzott motorkapacitás használata

A túlméretezés nem automatikusan jobb.

A túlméretezett motor növelheti:

• A jármű tömege

• Akkumulátor fogyasztás

• Költség

• Telepítési hely

• Mechanikai követelmények

A cél egy megfelelő méretű motor megfelelő működési tartalékkal.

A hőviszonyok figyelmen kívül hagyása

A csúcsnyomaték általában korlátozott működési feltételek mellett áll rendelkezésre. A folyamatos működés hőelemzést igényel.

A motor kiválasztása a mechanikai tervezés előtt

A motor kiválasztását össze kell hangolni a kerékkel, a sebességváltóval, az alvázzal, az akkumulátorral és a vezérlőrendszerrel.

A motort a teljes hajtáslánc részeként kell kezelni, nem pedig elszigetelt alkatrészként.

Miért számíthat az OEM testreszabása a négyirányú raklapos transzfereknél?

A négyirányú raklapos transzferek nem egyetlen univerzális hajtáslánc-konstrukció köré épülnek. A hasznos teherbírás, a jármű méretei, a kerék mérete, az akkumulátor feszültsége, a sebességváltó áttétele, a haladási sebesség, a kommunikációs rendszer és a beépítési hely jelentősen eltérhet a különböző raktárautomatizálási projektek között. E különbségek miatt előfordulhat, hogy a készen kapható motorok nem mindig biztosítják a nyomaték, a fordulatszám, a visszacsatolás, a vezérlés és a mechanikai kompatibilitás megfelelő kombinációját..

Itt válik fontossá az OEM testreszabása. Az integrált léptető szervomotor gyártójával való közvetlen együttműködés lehetővé teszi, hogy a motort a tényleges siklókialakítás szerint konfigurálják, ahelyett, hogy a jármű architektúráját egy szabványos motor befogadására kényszerítené.

A motor specifikációi megfelelhetnek a tényleges ingaterhelésnek

A négyirányú raklapos mozdonynak elegendő nyomatékra van szüksége ahhoz, hogy saját súlyát a maximális raklapterheléssel együtt mozgassa. Azonban pusztán egy nagyobb névleges nyomatékkal rendelkező motor kiválasztása nem feltétlenül eredményez jobb hajtásláncot.

A motort a tényleges követelményekhez kell igazítani, beleértve:

• A jármű és a raklap maximális tömege

• Szükséges gyorsítás és lassítás

• Utazási sebesség

• Kerék átmérője

• Sebességváltó áttétel

• Mechanikus sebességváltó hatékonysága

• Üzemi munkaciklus

• Indítási és leállítási frekvencia

Az OEM motorgyártó ki tudja értékelni ezeket a paramétereket, és beállíthatja a motort a kívánt működési profil köré. Ez segít elkerülni a motor alulméretezését és a szükségtelen túlméretezést.

A sebességváltó testreszabható a motorral

A motor és a sebességváltó egy hajtásláncként működik, így külön választásuk szükségtelen kompromisszumokat teremthet.

Például egy négyirányú transzfer viszonylag nagy keréknyomatékot igényelhet szabályozott haladási sebesség mellett. Ahelyett, hogy egy nagyobb motort egyszerűen nagyobb nyomaték elérése érdekében használnánk, a megfelelő sebességcsökkentés növelheti a keréknyomatékot, miközben fenntartja a megfelelő motor működési sebességét.

Az OEM testreszabása kiterjedhet:

• Áttételi arány

• Sebességváltó típusa

• Kimeneti nyomaték

• Kimenő tengely

• Tengely méretei

• Szerelési konfiguráció

• Sebességváltó tájolása

Ez lehetővé teszi a teljes integrált léptető szervomotor és sebességváltó szerelvény számára , hogy pontosabban illeszkedjen a shuttle mechanikai szerkezetéhez.

A kódoló opciók megfelelhetnek a pozicionálási követelményeknek

A pozíció-visszajelzés fontos az automatizált raktári járműveknél, mivel a transzfernek többször meg kell állnia az előre meghatározott pozíciókban.

A különböző alkalmazások eltérő kódolókonfigurációt igényelhetnek. A vezérlési architektúrától függően a gyártók megadhatnak növekményes vagy abszolút visszacsatolást, és kiválaszthatják a megfelelő kódolófelbontást és interfészt.

Azoknál az alkalmazásoknál, amelyek áramkimaradás után megbízható helyzetinformációt vagy fejlettebb helyzetkezelést igényelnek, abszolút kódoló opciók is megfontolhatók.

Az OEM testreszabása lehetővé teszi, hogy a kódoló konfigurációját az aktuális vezérlő és pozicionálási követelmények szerint válasszuk ki, nem pedig egy rögzített szabványos konfigurációra hagyatkozunk.

A kommunikációs interfészek a vezérlőrendszerhez illeszthetők

A motornak hatékonyan kell kommunikálnia az űrsikló fő vezérlőjével.

A jármű architektúrájától függően az integrált zárt hurkú léptetőmotorok használhatják a Pulse/Direction, RS485, Modbus RTU, CANopen vagy EtherCAT protokollokat..

Például egy egyszerű mozgási tengely használhat impulzusvezérlést, míg egy többtengelyes automatizált jármű számára előnyös lehet a hálózatalapú vezérlési architektúra.

Az OEM konfiguráció segíthet abban, hogy a motor kommunikációs interfésze, vezérlési paraméterei és visszacsatoló rendszere kompatibilis legyen az ügyfél meglévő automatizálási platformjával.

A mechanikai méretek korlátozott beépítési hely körül tervezhetők

A hely gyakran komoly korlátot jelent a négyirányú raklapos járatokon belül.

Előfordulhat, hogy a hajtómotornak a következőkhöz kell illeszkednie:

• Elemek

• Vezérlő elektronika

• Emelő mechanizmusok

• Érzékelők

• Sebességváltók

• Szerkezeti elemek

• Biztonsági eszközök

Az elektromosan működő, de a rendelkezésre álló mechanikai térbe nem férő motor nem praktikus megoldás.

Az OEM testreszabása érintheti a motor hosszát, a rögzítési furatokat, a tengely méreteit, a csatlakozó helyzetét, a kábelelvezetést és a teljes telepítési méreteket . Ez nagyobb szabadságot biztosít a berendezéstervezőknek a jármű alvázának optimalizálására.

A kábel és a csatlakozó konfiguráció testre szabható

A mobil raktári berendezések különleges követelményeket támasztanak a kábelvezetéssel szemben.

Előfordulhat, hogy a motorkábelnek egy keskeny alvázon kell áthaladnia, egy mechanikus szerelvénnyel együtt kell mozognia, vagy egy adott jármű kábelkötegéhez kell csatlakoznia.

Az OEM motor beszállítói testreszabhatják:

• Kábel hossza

• Kábel iránya

• Csatlakozó típusa

• Csatlakozó helye

• Kódoló vezetékek

• Kommunikációs vezetékezés

• Tápvezetékek

A megfelelő kábelkonfiguráció tisztábbá teheti az összeszerelést, és csökkenti a szükségtelen vezetékek számát az űrsikló belsejében.

A feszültség és a teljesítmény megfelel az akkumulátor felépítésének

A négyirányú raklapos transzferek akkumulátorral működő mobil gépek, így a motor elektromos specifikációinak meg kell egyeznie a jármű egyenáramú táprendszerével.

A kialakítástól függően a rendszer 24 VDC, 36 VDC vagy 48 VDC akkumulátor architektúrát használhat , többek között.

A motort az akkumulátorral, a meghajtóval, a csúcsárammal, a folyamatos árammal és a várható munkaciklussal együtt kell értékelni.

Az OEM testreszabása lehetővé teszi, hogy az elektromos konfigurációt az ügyfél tényleges energiaellátó rendszere alapján alakítsák ki, nem pedig a jármű akkumulátor-architektúráján.

A testreszabás segít a hőkezelésben

A hőteljesítmény jelentős problémát jelenthet, ha a motor egy kompakt shuttle-alvázon belül működik.

A négyirányú raklapkomp több száz vagy több ezer ismétlődő mozgási ciklust hajthat végre gyakori gyorsítással, lassítással, megállással és újraindítással. Az így kapott átlagos motorterhelés nagyon eltérhet a rövid távú csúcsterheléstől.

Az OEM fejlesztés során a motor a tényleges adatok szerint értékelhető:

Terhelés → sebesség → gyorsulás → ciklusidő → üzemi hőmérséklet

kapcsolat.

Ez jobb alapot biztosít a folyamatos nyomaték, a csúcsnyomaték, a motorméret és a hőigény meghatározásához.

A prototípus tesztelése csökkentheti az integrációs kockázatot

Egy új raklapos transzfer platform esetében a laboratóriumi előírások önmagukban nem mindig elegendőek.

Egy gyakorlati OEM-fejlesztési folyamat a következőket tartalmazhatja:

Követelményelemzés → Motorválasztás → Mechanikai illesztés → Prototípus → Mintavizsgálat → Járműteszt → Paraméter optimalizálás → Tömeggyártás

A prototípus tesztelése során a gyártó és az űrsikló fejlesztője értékelheti az indítónyomatékot, a gyorsulást, a pozicionálást, a hőmérséklet-emelkedést, a zajt, a rezgést, az akkumulátorfogyasztást és a kommunikációs teljesítményt.

Az eredmények ezután felhasználhatók a motorparaméterek optimalizálására a mennyiségi gyártás megkezdése előtt.

Az OEM-támogatás értékesebbé válik a nagy volumenű projektek esetében

Egyszeri géphez néha elegendő lehet egy szabványos motor. A több száz vagy több ezer járművet gyártó raklapos ingagyártó számára azonban a következetesség sokkal fontosabbá válik.

Egy OEM beszállító segíthet létrehozni egy dedikált motorkonfigurációt a következőkkel:

• Elektromos paraméterek

• Mechanikai méretek

• A kódoló specifikációi

• Kommunikációs beállítások

• Sebességváltó konfiguráció

• Kábel és csatlakozó konfiguráció

• Gyártásvizsgálati követelmények

Ez megkönnyítheti a motor szabványosítását a különböző járműgyártmányokon.

Mit kell tartalmaznia az OEM motor specifikációjának?

Mielőtt kapcsolatba lépne egy integrált léptető szervomotor gyártójával, javasoljuk, hogy készítsen egy alapvető alkalmazási specifikációt.

Legalább a következőket kell tartalmaznia:

1. A jármű maximális tömege

2. Maximális raklapterhelés

3. Cél utazási sebesség

4. Gyorsulás és lassítás

5. Kerék átmérője

6. Szükséges keréknyomaték

7. Sebességváltó áttétel

8. Akkumulátor feszültség

9. Működési ciklus

10. Kommunikációs protokoll

11. Kódoló követelmény

12. Rendelkezésre álló beépítési hely

13. Üzemi hőmérséklet

14. Kábel és csatlakozó követelmények

15. Várható éves termelési mennyiség

Minél pontosabban definiálják ezeket a paramétereket, annál könnyebben lehet olyan motort kifejleszteni, amely illeszkedik a komplett ingarendszerhez.

Az OEM testreszabása több, mint a motor specifikációinak megváltoztatása

A négyutas raklap inga gyártók esetében az OEM testreszabása nem korlátozódhat a feszültség vagy a motor hosszának változtatására. Az igazi érték kidolgozásából származik a jármű mechanikai és elektromos architektúrája köré épülő teljes mozgási megoldás .

A jól illeszkedő integrált zárt hurkú léptetőmotor kompakt hajtásláncban egyesítheti a motort, a meghajtót, a jeladót és az opcionális sebességváltót. A megfelelő testreszabással az eredményül kapott rendszer leegyszerűsíti a telepítést, csökkenti a külső alkatrészek számát, támogatja a zárt hurkú mozgásvezérlést, és alkalmazkodik a transzfer fizikai korlátaihoz.

Emiatt egy integrált léptető szervomotor négyirányú raklap ingahoz , hasznos nemcsak a katalógus specifikációit értékelni, hanem a beszállító azon képességét is, hogy támogassa az OEM/ODM testreszabását, a prototípus fejlesztést, az alkalmazások tesztelését és a mennyiségi gyártást.

Utolsó ellenőrző lista a négyirányú siklómotor kiválasztásához

A motor véglegesítése előtt javasoljuk, hogy ellenőrizze öt területet.

Mechanikai: A nyomaték elegendő a jármű maximális terheléséhez, a kerékátmérőhöz, a sebességváltó áttételéhez és a gyorsuláshoz?

Elektromos: A motor megfelel az akkumulátor feszültségének és teljesítményének architektúrájának?

Vezérlés: Az integrált meghajtó támogatja a szükséges Pulse, RS485, CANopen, EtherCAT vagy egyéb vezérlő interfészt?

Visszajelzés: A kódoló biztosítja a szükséges helymeghatározási és mozgásfigyelési képességet?

Termikus: képes-e a motor kezelni a tényleges munkaciklust az űrsikló alvázán belül?

A sikeres négyutas raklapos inga hajtáslánc tehát nem a legnagyobb nyomatékkal vagy a legnagyobb vázmérettel rendelkező motor kiválasztásán alapul. Ez illeszkedéséből adódik . a nyomaték, a fordulatszám, a visszacsatolás, a vezérlés, a sebességváltó, a feszültség, a hőteljesítmény és a mechanikai méretek valós működési profilhoz való

Kompakt raktári robotokhoz egy Az integrált zárt hurkú léptető szervomotor a visszacsatolásvezérlés, a kompakt telepítés, az egyszerűsített vezetékezés és az ismételhető mozgás praktikus kombinációját nyújtja. Megfelelő méretezés és testreszabás esetén kulcsfontosságú részévé válhat egy megbízható, négyirányú raklapos ingamozgató rendszernek.