Selezione di servomotori CC a bassa tensione e integrazione STO a doppio canale per sistemi di alimentazione AGV

Introduzione: Perché i sistemi di servoazionamento sicuri e affidabili sono fondamentali per i moderni AGV

I veicoli a guida automatizzata (AGV) e i robot mobili autonomi (AMR) stanno diventando componenti essenziali nelle fabbriche intelligenti, nei magazzini, nei centri logistici e nelle linee di produzione automatizzate. Man mano che i sistemi AGV si spostano da semplici piattaforme di trasporto verso robot mobili intelligenti in grado di trasportare carichi pesanti, operare ininterrottamente e collaborare con gli esseri umani, i requisiti per i loro sistemi di azionamento sono aumentati in modo significativo.

Il sistema motorio non è più solo responsabile del movimento. I moderni AGV richiedono:

• Coppia di spunto elevata per accelerazioni con carichi pesanti

• Controllo preciso della velocità e della posizione

• Funzionamento stabile in condizioni di servizio continuo

• Integrazione compatta per risparmiare spazio di installazione

• Caratteristiche di sicurezza funzionale per prevenire movimenti imprevisti

• Comunicazione affidabile con controllori di sicurezza e sistemi PLC

Tra le diverse soluzioni di azionamento, I servomotori CC a bassa tensione con STO (Safe Torque Off) a doppio canale sono diventati la scelta preferita dai produttori di AGV avanzati perché combinano prestazioni di movimento, efficienza energetica e sicurezza funzionale in un'unica soluzione integrata.

Un tipico sistema di servoazionamento AGV è costituito da:

• Servomotore CC a bassa tensione

• Servocontrollore/driver

• Sistema di feedback dell'encoder

• Interfaccia di ingresso di sicurezza

• Freno meccanico (opzionale)

• Interfaccia di comunicazione come CANopen Safety, EtherCAT Safety o connessione PLC di sicurezza

Questo articolo spiega come selezionare i giusti servomotori CC a bassa tensione per applicazioni AGV e come integrare le funzioni di sicurezza STO a doppio canale nei sistemi di alimentazione AGV.

1. Come selezionare il servomotore e il driver CC a bassa tensione adatti per le applicazioni AGV?

1.1 Comprendere i requisiti di carico dell'AGV prima di selezionare il motore

Il primo passo nella scelta di un servomotore AGV è determinare gli effettivi requisiti meccanici del veicolo.

A differenza delle macchine industriali convenzionali, gli AGV spesso sperimentano:

• Accelerazioni e decelerazioni frequenti

• Movimento avanti e indietro

• Variazione del carico

• Funzionamento su superficie inclinata

• Funzionamento continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7

Pertanto, selezionare un motore solo in base alla potenza nominale non è sufficiente.

I parametri chiave includono:

Ad esempio, un AGV per carichi pesanti che trasporta 500 kg richiede una coppia iniziale significativamente più elevata rispetto a un robot da magazzino leggero, anche se entrambi funzionano a velocità simili.

1.2 Calcolare la coppia richiesta per Motori di azionamento AGV

Il requisito di coppia di base può essere calcolato in base a:

T=F×rT = F imes r

T=F×r

Dove:

• T = coppia della ruota richiesta

• F = forza di trazione

• r = raggio della ruota

La forza di trazione comprende:

• Forza di accelerazione del veicolo

• Resistenza al rotolamento

• Resistenza all'inclinazione

• Attrito del carico

Per le applicazioni AGV, il motore dovrebbe normalmente fornire un margine di coppia sufficiente per gestire condizioni impreviste.

Considerazioni progettuali consigliate:

• La coppia continua dovrebbe soddisfare i normali requisiti operativi

• La coppia di picco dovrebbe supportare l'accelerazione e le condizioni di emergenza

• La capacità di sovraccarico del motore dovrebbe gestire carichi elevati temporanei

I servomotori DC a bassa tensione sono particolarmente adatti perché forniscono:

• Elevata densità di coppia

• Risposta rapida

• Regolazione precisa della velocità

• Eccellenti prestazioni a bassa velocità

2. Vantaggi di Servomotori DC AGV integrati con funzione STO

I moderni sistemi AGV (Automated Guided Vehicle) e AMR (Autonomous Mobile Robot) richiedono molto più della semplice rotazione del motore. Hanno bisogno di una soluzione di movimento che combini coppia elevata, controllo preciso, design compatto e sicurezza funzionale . Le tradizionali architetture di azionamento AGV che utilizzano motori separati, servoazionamenti e componenti di sicurezza esterni spesso aumentano la complessità del sistema e riducono l'affidabilità.

I servomotori CC AGV integrati con funzione STO (Safe Torque Off) risolvono queste sfide combinando motore, servocontrollore, interfaccia encoder e funzioni di sicurezza in un'unità di azionamento intelligente e compatta. Questo design è diventato sempre più popolare tra i produttori OEM di AGV, le aziende di automazione logistica e gli sviluppatori di robot mobili.

2.1 Architettura del sistema AGV semplificata con progettazione integrata di motore e driver

I tradizionali sistemi di azionamento AGV richiedono solitamente più componenti indipendenti:

• Motore a corrente continua

• Servoazionamento/controllore

• Modulo codificatore

• Relè di sicurezza

• Cablaggio esterno

• Moduli di comunicazione

Questa architettura aumenta:

• Requisiti di spazio nell'armadio

• Complessità di cablaggio

• Tempo di installazione

• Difficoltà di manutenzione

• Potenziali punti di fallimento

Un servomotore CC integrato combina questi componenti in un'unica unità compatta.

Un tipico servomotore AGV integrato include:

• Motore CC senza spazzole (BLDC)

• Encoder ad alta risoluzione

• Servocontrollore integrato

• Controllo dell'anello di corrente e dell'anello di velocità

• Interfaccia di comunicazione

• Ingresso di sicurezza STO a doppio canale

Questo design integrato consente ai produttori di AGV di realizzare un sistema di azionamento più compatto e affidabile.

Vantaggi principali:

Requisiti di cablaggio ridotti

Rispetto alle soluzioni convenzionali, i servomotori integrati eliminano molti cavi esterni, in particolare:

• Cavi encoder separati

• Cavi di collegamento motore-azionamento

• Cablaggio di controllo aggiuntivo

Ciò è molto vantaggioso per gli AGV in cui lo spazio di installazione interno è limitato.

Integrazione del sistema più rapida

I produttori OEM possono abbreviare i cicli di sviluppo perché il sistema motore è già ottimizzato per:

• Controllo del movimento

• Regolazione della velocità

• Gestione della coppia

• Funzioni di sicurezza

Invece di progettare da zero l’intera architettura di azionamento, gli ingegneri possono integrare direttamente il motore nella piattaforma AGV.

2.2 Sicurezza funzionale migliorata con la tecnologia STO a doppio canale

La sicurezza è uno dei requisiti più importanti per i moderni AGV che operano in fabbriche, magazzini e ambienti di collaborazione uomo-macchina.

A differenza dei tradizionali metodi di arresto di emergenza che si limitano a scollegare l'alimentazione, STO disabilita direttamente la capacità di produzione di coppia del servomotore.

Quando STO è attivato:

• L'uscita di corrente del motore viene interrotta in modo sicuro

• La generazione della coppia viene rimossa

• Viene impedito il movimento imprevisto del motore

L'AGV rimane alimentato elettricamente mentre il motore non può generare coppia motrice.

Perché l'STO a doppio canale è importante per le applicazioni AGV

Un design STO a doppio canale utilizza due canali di ingresso di sicurezza indipendenti.

Per esempio:

• STO Canale 1

• STO Canale 2

Entrambi i canali devono funzionare correttamente per mantenere il normale funzionamento del motore.

Se un canale sperimenta:

• Cortocircuito

• Guasto al cablaggio

• Guasto del componente

Il sistema di sicurezza può rilevare la condizione anomala e impedire un funzionamento non sicuro.

Ciò fornisce:

• Maggiore capacità di rilevamento dei guasti

• Integrità della sicurezza migliorata

• Migliore conformità alle norme di sicurezza industriale

Per i produttori di AGV destinati ai mercati internazionali, la STO a doppio canale aiuta a soddisfare i requisiti di sicurezza relativi a:

• Sicurezza dei macchinari

• Sicurezza funzionale

• Collaborazione uomo-robot

2.3 Prestazioni di movimento e precisione di controllo migliorate

Gli AGV richiedono un controllo preciso del movimento, soprattutto in applicazioni quali:

• Navigazione del magazzino

• Linee di produzione automatizzate

• Trasporto materiale

• Docking station per robot

I servomotori CC integrati forniscono il controllo ad anello chiuso tramite il feedback dell'encoder.

Rispetto ai sistemi motore ad anello aperto, il servocontrollo fornisce:

Regolazione precisa della velocità

Il controller monitora continuamente la velocità effettiva del motore e regola automaticamente la potenza.

Vantaggi:

• Funzionamento stabile a bassa velocità

• Accelerazione e decelerazione fluide

• Fluttuazioni di velocità ridotte in caso di carichi variabili

Risposta di coppia elevata

Gli AGV si avviano e si arrestano spesso durante il funzionamento.

I servomotori integrati forniscono:

• Risposta di coppia rapida

• Forte capacità di partenza

• Migliori prestazioni in arrampicata

Ciò è particolarmente importante per gli AGV che trasportano carichi pesanti o operano su rampe.

Migliore capacità di posizionamento

Il feedback dell'encoder consente:

• Posizionamento accurato

• Attracco preciso

• Prestazioni di navigazione migliorate

Ciò aiuta gli AGV a raggiungere una maggiore precisione di automazione nelle fabbriche intelligenti.

2.4 Design compatto e vantaggi salvaspazio

Gli AGV hanno rigide limitazioni di spazio meccanico perché batterie, sensori, controller e sistemi di azionamento devono essere inseriti in uno chassis compatto.

I servomotori integrati forniscono un ingombro di installazione ridotto rispetto ai sistemi di azionamento a motore separati.

I vantaggi includono:

Dimensioni ridotte del quadro elettrico

I servosistemi tradizionali richiedono:

• Servoamplificatori esterni

• Morsettiere

• Sistemi di raffreddamento aggiuntivi

Le soluzioni integrate riducono o eliminano questi componenti.

Progettazione meccanica flessibile

Un servomotore compatto consente ai progettisti AGV di:

• Ridurre le dimensioni del telaio

• Aumentare la capacità della batteria

• Migliorare il rapporto di carico utile

• Ottimizza il posizionamento delle ruote

Per i piccoli AMR e i robot mobili, il risparmio di spazio può migliorare direttamente le prestazioni complessive del sistema.

2.5 Maggiore efficienza energetica e maggiore autonomia della batteria

L’efficienza della batteria è un fattore critico per gli AGV perché il tempo di funzionamento influisce direttamente sulla produttività.

I servomotori CC integrati migliorano l'efficienza energetica attraverso:

Controllo intelligente della corrente

Il servocontrollore regola la corrente del motore in base ai requisiti di carico effettivi.

Quando l'AGV richiede meno coppia:

• La corrente del motore diminuisce

• Il consumo energetico è ridotto

• L'autonomia della batteria aumenta

Perdita di potenza ridotta

Rispetto ai sistemi di azionamento esterni sovradimensionati, le soluzioni servo integrate riducono al minimo:

• Perdite nel cavo

• Perdite di conversione

• Consumo energetico non necessario

Ciò aiuta gli AGV a ottenere:

• Cicli operativi più lunghi

• Frequenza di ricarica ridotta

• Costi operativi inferiori

2.6 Migliore affidabilità nel funzionamento continuo dell'AGV 24 ore su 24, 7 giorni su 7

Molti AGV industriali operano continuamente in:

• Centri di distribuzione

• Fabbriche automobilistiche

• Impianti di produzione elettronica

• Magazzini logistici

Pertanto, i sistemi di azionamento devono resistere:

• Funzionamento continuo

• Vibrazione

• Accelerazione frequente

• Stress termico

I servomotori integrati migliorano l'affidabilità riducendo il numero di connessioni esterne.

I vantaggi includono:

Meno punti di fallimento

Un sistema semplificato riduce i rischi causati da:

• Connettori allentati

• Danni al cavo

• Cablaggio errato

Migliore protezione ambientale

Molti servomotori AGV integrati supportano:

• Protezione IP65

• Resistenza alla polvere

• Resistenza agli spruzzi d'acqua

• Funzionamento a temperatura industriale

Ciò li rende adatti ad ambienti industriali esigenti.

2.7 Manutenzione e risoluzione dei problemi più semplici

Per gli operatori AGV, i tempi di fermo influiscono direttamente sull’efficienza della produzione.

I servomotori integrati semplificano la manutenzione attraverso:

Diagnostica integrata

Molti servomotori avanzati forniscono:

• Feedback sui guasti

• Protezione da sovracorrente

• Allarmi di sovratemperatura

• Rilevamento errore encoder

• Monitoraggio dello stato STO

I tecnici della manutenzione possono identificare rapidamente i problemi senza controllare più componenti.

Sostituzione più rapida

Poiché il motore e il controller sono integrati:

• Meno componenti necessitano di sostituzione

• Il tempo di installazione è ridotto

• Il ripristino del sistema diventa più veloce

Ciò è particolarmente utile per le grandi flotte di AGV.

2.8 Comunicazione flessibile per sistemi AGV intelligenti

I moderni AGV richiedono la comunicazione tra:

• Controller di movimento

• PLC di sicurezza

• Sistemi di gestione della flotta

• Sistemi di navigazione

I servomotori CC integrati possono supportare protocolli di comunicazione come:

• CANopen

• Sicurezza CANopen

• EtherCAT

• RS485

• ModBus RTU

Ciò consente:

• Monitoraggio del motore in tempo reale

• Configurazione dei parametri

• Diagnostica remota

• Gestione intelligente della flotta

Per le applicazioni dell’Industria 4.0, la capacità di comunicazione sta diventando un fattore di selezione chiave nella scelta Fornitori di motori AGV.

2.9 Riduzione del costo totale di proprietà (TCO)

Sebbene i servomotori integrati possano avere un costo iniziale dei componenti più elevato rispetto ai motori CC di base, spesso forniscono costi di sistema complessivi inferiori.

Il risparmio deriva da:

Costi di progettazione ridotti

Meno tempo è necessario per:

• Progettazione elettrica

• Sviluppo del cablaggio

• Integrazione del software

Costo di installazione ridotto

Le connessioni semplificate riducono:

• Tempo di assemblaggio

• Requisiti di lavoro

• Carico di lavoro di debug

Costi di manutenzione ridotti

La maggiore affidabilità e la diagnostica integrata riducono:

• Tempi di inattività

• Requisiti dei pezzi di ricambio

• Costi del servizio

Per i produttori OEM di AGV, il costo totale del ciclo di vita è spesso più importante del prezzo di acquisto iniziale.

Conclusione: perché i servomotori DC integrati con STO sono ideali per i moderni sistemi AGV

I servomotori CC AGV integrati con STO a doppio canale forniscono una soluzione completa di movimento e sicurezza per i veicoli automatizzati di prossima generazione.

I loro principali vantaggi includono:

• Architettura di sistema semplificata

• Complessità di cablaggio ridotta

• Servocomando ad alta precisione

• Sicurezza funzionale migliorata

• Design meccanico compatto

• Miglioramento dell'efficienza energetica

• Funzionamento affidabile 24 ore su 24, 7 giorni su 7

• Manutenzione più semplice

• Capacità di comunicazione flessibile

Per i produttori di AGV e AMR, la scelta di un servomotore integrato con funzione STO non è solo una decisione relativa alla scelta del motore, ma anche una scelta strategica per migliorare la sicurezza, l'efficienza e l'affidabilità del sistema a lungo termine.

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3. I servomotori AGV devono utilizzare un'alimentazione a 24 V o 48 V?

La selezione della corretta tensione di alimentazione è una delle decisioni più importanti quando si progetta un sistema di guida AGV (Automated Guided Vehicle) o AMR (Autonomous Mobile Robot). La scelta tra servomotori a 24 V CC e servomotori a 48 V CC influisce direttamente:

• Capacità di potenza del motore

• Efficienza della batteria

• Consumo corrente

• Prestazioni termiche

• Requisiti di cablaggio

• Capacità di carico utile dell'AGV

• Affidabilità complessiva del sistema

Non esiste una risposta universale secondo cui 24 V siano sempre migliori di 48 V o viceversa. La tensione ottimale dipende dalla capacità di carico dell'AGV , dalla velocità operativa, dall'ambiente di lavoro, dall'architettura della batteria e dai requisiti di sicurezza.

Per le moderne applicazioni AGV, i sistemi a 24 V sono comunemente utilizzati per robot mobili compatti e veicoli logistici leggeri, mentre i servosistemi a 48 V sono sempre più preferiti per gli AGV pesanti che richiedono una coppia più elevata e tempi di funzionamento più lunghi.

3.1 Comprendere la relazione tra tensione, corrente e potenza del motore

La relazione fondamentale tra potenza elettrica, tensione e corrente è:

Potenza (W) = Tensione (V) × Corrente (A)

A parità di potenza del motore:

• Un sistema a tensione inferiore richiede una corrente maggiore

• Un sistema ad alta tensione richiede una corrente inferiore

Per esempio:

Un servomotore AGV da 400 W richiede circa:

Sistema a 24 V:

400W ÷ 24V ≈ 16,7A

Sistema 48V:

400W ÷ 48V ≈ 8,3A

Il sistema a 48 V richiede circa la metà della corrente rispetto a un sistema a 24 V.

La corrente inferiore offre numerosi vantaggi:

• Ridotto riscaldamento del cavo

• Requisiti di diametro del filo più piccolo

• Perdite elettriche inferiori

• Migliore efficienza durante il funzionamento prolungato

Questo è uno dei motivi per cui molti AGV per carichi medi e pesanti si stanno spostando verso architetture a 48 V.

3.2 Vantaggi di Servomotori da 24 V CC per applicazioni AGV

I servomotori a 24 V CC rimangono una delle soluzioni più utilizzate nei sistemi AGV e AMR, in particolare per applicazioni compatte e interne.

3.2.1 Adatto per AGV di piccole e medie dimensioni

I servosistemi a 24 V sono comunemente utilizzati in:

• AGV da magazzino

• Robot di consegna

• Robot di ispezione

• Robot per il trasporto ospedaliero

• Piccoli veicoli per la movimentazione dei materiali

Caratteristiche tipiche:

• Carico utile: carichi da leggeri a medi

• Velocità operativa: da bassa a media velocità

• Ambienti interni

• Brevi distanze di viaggio

Per queste applicazioni, la tensione a 24 V fornisce una coppia sufficiente mantenendo semplice l'impianto elettrico.

3.2.2 Migliore compatibilità con i sistemi di batterie AGV standard

Molti AGV compatti utilizzano:

• Batterie al litio da 24 V

• Batterie al piombo da 24 V

• Sistemi di alimentazione industriale a 24 V

L'utilizzo di un servomotore da 24 V consente l'integrazione diretta con le piattaforme di batterie esistenti senza ulteriore conversione di tensione.

I vantaggi includono:

• Costo del sistema inferiore

• Gestione semplificata della batteria

• Manutenzione più semplice

• Disponibilità di componenti più ampia

3.2.3 Minore rischio per la sicurezza

Dal punto di vista della sicurezza elettrica, i sistemi a 24 V offrono vantaggi:

• Minore rischio di scosse elettriche

• Rispetto più semplice dei requisiti di sicurezza

• Design di protezione più semplice

Per gli AGV fronte uomo che operano in:

• Ospedali

• Uffici

• Ambienti di vendita al dettaglio

I sistemi a 24 V sono spesso preferiti per le loro caratteristiche di bassa tensione più sicure.

3.2.4 Costo iniziale del sistema inferiore

Rispetto ai sistemi ad alta tensione, le soluzioni a 24 V richiedono in genere:

• Batterie a basso costo

• Controller più semplici

• Componenti di potenza meno costosi

Per le applicazioni AGV sensibili ai costi, la tensione a 24 V rimane una scelta interessante.

3.3 Limitazioni dei servomotori da 24 V nelle applicazioni AGV ad alta potenza

Sebbene i sistemi a 24 V siano ampiamente utilizzati, presentano limitazioni quando gli AGV richiedono prestazioni più elevate.

3.3.1 Maggiore richiesta di corrente

All’aumentare della potenza del motore, la corrente aumenta in modo significativo.

La corrente elevata crea sfide:

• Più riscaldamento via cavo

• Filo di dimensioni maggiori

• Requisiti di connettore più elevati

• Aumento delle perdite di potenza

Ad esempio, gli AGV pesanti che richiedono diverse centinaia di watt per ruota potrebbero diventare inefficienti con i sistemi a 24 V.

3.3.2 Efficienza ridotta per carichi pesanti

AGV di grandi dimensioni che trasportano:

• Componenti automobilistici

• Pallet

• Materiali industriali

richiedono una coppia elevata durante:

• Di partenza

• Accelerazione

• Salita su rampa

Un sistema a 24 V potrebbe richiedere una corrente in uscita molto elevata, aumentando:

• Consumo della batteria

• Stress termico

• Carico di lavoro del controllore

3.4 Vantaggi di Servomotori da 48 V CC per AGV per carichi pesanti

I servomotori da 48 V stanno diventando sempre più popolari nelle applicazioni AGV industriali perché forniscono una maggiore densità di potenza e una migliore efficienza.

3.4.1 Maggiore capacità di potenza

I sistemi a 48 V sono più adatti per:

• AGV pesanti

• Carrelli elevatori autonomi

• Robot per il trasporto in fabbrica

• Robot mobili da esterno

• AMR di grandi dimensioni

Le applicazioni tipiche includono:

• Carichi utili da diverse centinaia di chilogrammi a più tonnellate

• Trasporto a lunga distanza

• Funzionamento industriale continuo

3.4.2 Corrente inferiore e migliori prestazioni termiche

Poiché un motore da 48 V richiede meno corrente per la stessa potenza erogata, riduce:

• Generazione di calore del driver del motore

• Aumento della temperatura del cavo

• Stress da scarica della batteria

Ciò migliora:

• Affidabilità del sistema

• Efficienza operativa

• Durata dei componenti

Per gli AGV che operano 24 ore su 24, 7 giorni su 7, le prestazioni termiche sono un fattore di progettazione critico.

3.4.3 Tempo di funzionamento della batteria più lungo

Un sistema a 48 V migliora l'utilizzo della batteria perché:

• Le perdite elettriche sono ridotte

• I picchi attuali sono più bassi

• L’efficienza di conversione energetica migliora

Vantaggi:

• Cicli operativi più lunghi

• Ricarica meno frequente

• Maggiore produttività

Ciò è particolarmente importante per:

• Magazzini automatizzati

• Fabbriche intelligenti

• Centri logistici

3.4.4 Migliori prestazioni per applicazioni a coppia elevata

Gli AGV pesanti richiedono una coppia elevata durante:

• Movimento iniziale

• Accelerazione del carico

• Arrampicata inclinata

• Arresto di emergenza

I servomotori da 48 V offrono vantaggi in:

• Coppia di picco erogata

• Risposta dinamica

• Capacità di funzionamento continuo

Sono spesso abbinati a:

• Riduttori epicicloidali

• Unità di azionamento delle ruote

• Servoazionamenti integrati

per ottenere prestazioni di trazione più elevate.

3.5 Confronto tra servomotori AGV da 24 V e 48 V

3.6 Come scegliere tra 24 V e 48 V per i servomotori AGV?

Quando si seleziona la tensione corretta, i produttori di AGV dovrebbero valutare i seguenti fattori.

3.6.1 Peso del carico utile

Scegli 24V se:

• Il carico utile è relativamente leggero

• Le dimensioni del veicolo sono compatte

• È necessaria una coppia moderata

Scegli 48 V se:

• Il carico utile supera diverse centinaia di chilogrammi

• È necessaria una coppia di avviamento elevata

• Vengono trasportati materiali pesanti

3.6.2 Ambiente operativo

Applicazioni per interni

24 V sono spesso sufficienti per:

• Magazzini

• Ospedali

• Workshop

Applicazioni industriali pesanti

Solitamente si preferisce 48 V per:

• Fabbriche automobilistiche

• Impianti di produzione

• Grandi centri logistici

3.6.3 Requisiti relativi al tempo di funzionamento

Per gli AGV in funzione:

• Turni multipli

• Operatività 24 ore su 24, 7 giorni su 7

• Lunghe distanze di viaggio

I sistemi a 48 V solitamente forniscono una migliore efficienza energetica.

3.6.4 Requisiti di velocità e accelerazione

AGV ad alte prestazioni che richiedono:

• Accelerazione più rapida

• Maggiore velocità di viaggio

• Frequenti cambi di carico

beneficiare dei servomotori da 48 V.

3.7 Integrazione di Servomotori 24 V/48 V con funzione di sicurezza STO

Indipendentemente dal fatto che l’AGV utilizzi un’architettura di alimentazione a 24 V o 48 V, la sicurezza rimane essenziale.

Un servosistema AGV ad alte prestazioni dovrebbe includere:

• STO a doppio canale

• Feedback dell'encoder

• Compatibilità PLC di sicurezza

• Integrazione arresto di emergenza

La selezione della tensione influisce sulle prestazioni del motore, mentre STO garantisce un funzionamento sicuro.

Per esempio:

Servomotore integrato da 24 V con STO

Adatto per:

• Piccoli AMR

• Robot collaborativi

• Robot logistici indoor

Servomotore integrato da 48 V con STO

Adatto per:

• AGV pesanti

• Robot mobili industriali

• Carrelli elevatori automatizzati

Entrambi i sistemi possono raggiungere elevati livelli di sicurezza se opportunamente integrati.

3.8 Tendenza futura: perché sempre più AGV industriali si stanno spostando verso sistemi a 48 V

Con lo sviluppo della tecnologia AGV, i produttori richiedono:

• Maggiore capacità di carico utile

• Tempo di funzionamento più lungo

• Movimento più veloce

• Dimensioni del veicolo più piccole

Queste tendenze stanno determinando una maggiore adozione di servosistemi a 48 V.

Si prevede che le future piattaforme AGV utilizzeranno:

• Sistemi di batterie al litio da 48 V

• Servomotori integrati

• Caratteristiche di sicurezza funzionale

• Reti di comunicazione intelligenti

Tuttavia, i sistemi a 24 V continueranno a dominare le applicazioni AMR compatte grazie alla loro semplicità, convenienza e vantaggi in termini di sicurezza.

Conclusione: scegliere la giusta tensione per i servomotori AGV

La scelta tra i servomotori AGV da 24 V e 48 V dipende dai requisiti specifici dell'applicazione.

I servomotori da 24 V CC sono ideali per:

• AGV compatti

• Robot mobili leggeri

• Sistemi logistici interni

• Applicazioni sensibili ai costi

I servomotori da 48 V CC sono migliori per:

• AGV pesanti

• Applicazioni a coppia elevata

• Cicli operativi lunghi

• Sistemi di automazione industriale

Per i produttori OEM di AGV, la soluzione migliore non è semplicemente selezionare un motore a tensione più elevata, ma scegliere il livello di tensione che fornisce l'equilibrio ottimale tra:

• Prestazioni di coppia

• Efficienza della batteria

• Requisiti di sicurezza

• Costo del sistema

• Affidabilità a lungo termine

Un opportunamente selezionato con funzione STO servomotore CC integrato da 24 V o 48 V può migliorare significativamente le prestazioni, la sicurezza e l'efficienza operativa dell'AGV.

4. Come funziona un freno meccanico insieme alla funzione STO?

Nei moderni sistemi AGV (Automated Guided Vehicle) e AMR (Autonomous Mobile Robot), la sicurezza non può basarsi su un unico metodo di protezione. Sebbene STO (Safe Torque Off) fornisca un livello di sicurezza funzionale essenziale impedendo al servomotore di generare coppia, non mantiene fisicamente l'AGV in posizione.

Per applicazioni che coinvolgono:

• Trasporto di carichi pesanti

• Superfici inclinate

• Posizioni di parcheggio

• Meccanismi di sollevamento verticale

• Soste di lunga durata

spesso è necessario un freno meccanico che funzioni insieme a STO.

La combinazione di servomotore + STO a doppio canale + freno elettromagnetico crea una soluzione di sicurezza completa che fornisce entrambi:

1. Rimozione sicura della coppia

2. Tenuta meccanica affidabile

Comprendere la differenza tra STO e frenatura meccanica è fondamentale quando si progettano sistemi di alimentazione AGV sicuri.

4.1 Differenza tra la funzione STO e il freno meccanico

Sebbene i freni STO e meccanici siano entrambi correlati all'arresto del movimento, svolgono funzioni completamente diverse.

Funzione STO: prevenzione della generazione di coppia del motore

STO è una funzione di sicurezza elettronica integrata nel servoazionamento.

Quando STO è attivato:

• Il convertitore smette di fornire energia ai circuiti di produzione della coppia del motore

• Il motore non può creare coppia motrice

• Viene impedita l'accelerazione incontrollata del motore

Tuttavia, STO non arresta attivamente il movimento meccanico.

Per esempio:

• Un AGV in movimento può continuare a rotolare per inerzia

• Un veicolo in pendenza può spostarsi all'indietro

• Un carico sospeso può cadere senza ulteriore forza di trattenuta

STO garantisce la sicurezza del motore, ma non blocca il sistema meccanico.

Freno meccanico: trattenere fisicamente il carico

Un freno meccanico utilizza l'attrito fisico o la forza di bloccaggio per impedire il movimento.

I tipi comuni di freni AGV includono:

• Freni di stazionamento elettromagnetici

• Freni a molla

• Freni a disco

• Freni a tamburo

Un tipico freno del servomotore AGV funziona come segue:

Alimentato a motore

• Il freno elettromagnetico riceve tensione

• Rilasci dei freni

• Il motore gira normalmente

Alimentazione interrotta o guasto

• La bobina del freno perde potenza

• La forza della molla attiva il freno

• La ruota o l'albero motore sono bloccati meccanicamente

Ciò fornisce una forza di tenuta affidabile anche quando l'energia elettrica non è disponibile.

4.2 Perché la sola STO non è sufficiente per la sicurezza degli AGV

Molti progettisti AGV inizialmente presuppongono che STO possa fermare e trattenere completamente il veicolo. Tuttavia, STO disabilita solo la generazione di coppia.

Molte situazioni richiedono una tenuta meccanica aggiuntiva.

4.2.1 AGV operanti su pendii

Quando un AGV si ferma su una superficie inclinata, la gravità crea una forza di trazione.

Anche se STO è attivo:

• La coppia del motore viene rimossa

• Le ruote non sono bloccate

• Il veicolo potrebbe spostarsi in discesa

Un freno meccanico impedisce movimenti indesiderati.

Applicazioni tipiche:

• Rampe del magazzino

• AGV per esterni

• Pavimenti di stabilimenti con superfici irregolari

• Carrelli elevatori automatizzati

4.2.2 Trasporto di carichi pesanti

Più pesante è il carico dell'AGV, maggiore è il rischio di movimento dopo l'attivazione della STO.

Per esempio:

Un AGV da 2 tonnellate che trasporta componenti industriali richiede un meccanismo di fissaggio affidabile perché:

• L'inerzia del veicolo è elevata

• Le forze esterne possono spostare la piattaforma

• I requisiti di sicurezza sono più severi

Il freno meccanico fornisce la coppia di tenuta necessaria una volta rimossa la coppia del motore.

4.2.3 Condizioni di parcheggio o standby a lungo termine

Durante lunghi periodi di inattività:

• STO impedisce l'attivazione del motore

• Il freno mantiene la posizione meccanica

Ciò riduce:

• Riscaldamento del motore

• Consumo della batteria

• Corrente di mantenimento del servo

Per gli AGV che operano continuamente nelle fabbriche, ciò migliora l’efficienza energetica.

4.3 Sequenza di lavoro tipica tra STO e freno meccanico

Un sistema di sicurezza AGV adeguatamente progettato non attiva la STO e il freno in modo casuale. La sequenza dovrebbe essere coordinata.

Un comune processo di arresto sicuro è:

Funzionamento normale dell'AGV

1. Il servoazionamento riceve comandi di movimento

2. Il motore genera coppia

3. Il freno meccanico rimane rilasciato

4. L'AGV si muove normalmente

Processo di arresto controllato

1. L'AGV riceve il comando di arresto

2. Il servocontrollore esegue la decelerazione

3. La velocità del motore diminuisce fino a zero

4. Il freno si inserisce

5. STO è attivato

Questa sequenza prevede:

• Arresto fluido

• Impatto meccanico ridotto

• Rimozione sicura della coppia

• Tenuta affidabile

Processo di arresto di emergenza

Per le situazioni di emergenza:

1. Viene attivato il segnale di emergenza

2. Il PLC di sicurezza invia il comando di arresto

3. I canali STO sono attivati

4. La coppia del motore viene immediatamente rimossa

5. Il freno meccanico si inserisce se necessario

La sequenza esatta dipende da:

• Velocità dell'AGV

• Condizione di carico

• Requisiti della categoria di sicurezza

• Risultati della valutazione del rischio

4.4 Integrazione del freno meccanico con il sistema STO a doppio canale

I moderni servosistemi AGV tipicamente combinano:

• Servoazionamento

• Ingressi STO a doppio canale

• Uscita di controllo del freno

• Feedback dell'encoder

• PLC di sicurezza

Un'architettura tipica:

PLC di sicurezza | | STO a doppio canale | Servoazionamento | Servomotore CC | Freno meccanico | Ruota AGV 

Il PLC di sicurezza controlla entrambi:

• Attivazione STO

• Innesto del freno

Ciò crea una struttura di sicurezza a più livelli.

4.5 Metodi di controllo del freno nei servomotori AGV

Esistono diversi modi per controllare un freno elettromagnetico.

Metodo 1: controllo del freno del servoazionamento

Il servoazionamento gestisce direttamente il funzionamento del freno.

Vantaggi:

• Controllo automatico del tempo

• Coordinato con la velocità del motore

• Complessità di programmazione ridotta

Sequenza tipica:

• Il motore si ferma

• Il freno si inserisce

• La STO si attiva

Metodo 2: freno controllato da PLC di sicurezza

Il PLC di sicurezza controlla in modo indipendente:

• Segnali STO

• Relè freno

Vantaggi:

• Maggiore flessibilità di sicurezza

• Integrazione più semplice in sistemi complessi

Adatto per:

• Grandi flotte AGV

• Robot mobili multiasse

• Sistemi di automazione industriale

Metodo 3: freno meccanico con protezione dallo spegnimento

I freni elettromagnetici a molla sono comunemente usati perché:

• Il freno si inserisce in caso di interruzione dell'alimentazione

• Lo stato sicuro viene raggiunto automaticamente

Questo è importante per:

• Guasti alla batteria

• Arresti di emergenza

• Eventi di disconnessione del cavo

4.6 Come selezionare il freno giusto per un servomotore AGV?

La scelta di un freno richiede la considerazione di diversi fattori meccanici.

4.6.1 Coppia di tenuta

La coppia di tenuta del freno deve superare il carico esterno massimo.

I fattori includono:

• Peso dell'AGV

• Peso del carico utile

• Diametro della ruota

• Angolo di pendenza massimo

Dovrebbe essere sempre considerato un margine di sicurezza.

4.6.2 Tempo di risposta del freno

La risposta rapida dei freni è importante per le condizioni di emergenza.

Parametri importanti:

• Tempo di rilascio del freno

• Tempo di innesto del freno

• Ritardo meccanico

Per gli AGV critici per la sicurezza, tempi di risposta più brevi migliorano la protezione.

4.6.3 Ciclo di lavoro

I freni AGV potrebbero verificarsi:

• Soste frequenti

• Tenuta continua

• Attivazione di emergenza

Il freno dovrebbe corrispondere:

• Frequenza operativa

• Requisiti termici

• Aspettative di vita utile

4.7 Freno meccanico + applicazioni STO in diversi sistemi AGV

AGV da magazzino

Requisiti:

• Cicli di avvio/arresto frequenti

• Interazione umana

• Posizionamento accurato

Raccomandato:

• STO per soste di sicurezza

• Freno per il parcheggio

AGV industriali pesanti

Requisiti:

• Carico utile elevato

• Operazione lunga

• Capacità di pendenza

Raccomandato:

• STO a doppio canale

• Freno elettromagnetico a coppia elevata

AGV per carrelli elevatori automatizzati

Requisiti:

• Movimentazione del carico verticale

• Arresto preciso

Raccomandato:

• STO

• Freno di stazionamento meccanico

• Ulteriore monitoraggio della sicurezza

Robot mobili per esterni

Requisiti:

• Resistenza agli agenti atmosferici

• Terreno irregolare

• Trattenimento d'emergenza

Raccomandato:

• Servomotore classificato IP

• STO

• Robusto freno meccanico

4.8 Vantaggi della combinazione STO e freno meccanico nei sistemi AGV

L'utilizzo della funzione STO insieme a un freno meccanico offre numerosi vantaggi:

Sicurezza migliorata

• Previene la coppia imprevista del motore

• Impedisce il movimento del veicolo

• Supporta l'arresto di emergenza

Migliore protezione del carico

• Impedisce lo scivolamento

• Protegge le merci trasportate

• Riduce lo shock meccanico

Maggiore affidabilità del sistema

• Mantiene la posizione durante la perdita di potenza

• Riduce la dipendenza dal controllo del software

• Fornisce più livelli di sicurezza

Conformità ai requisiti di sicurezza industriale

Una combinazione di:

• STO a doppio canale

• Freno meccanico

• PLC di sicurezza

aiuta i sistemi AGV a raggiungere livelli di sicurezza funzionale più elevati.

Conclusione: STO e freno meccanico sono tecnologie di sicurezza complementari

Per le applicazioni AGV e AMR, i freni STO e meccanici non devono essere considerati alternative. Risolvono diverse sfide di sicurezza.

• STO protegge dalla generazione involontaria di coppia del motore

• I freni meccanici proteggono da movimenti fisici indesiderati

Un affidabile sistema di azionamento AGV in genere combina:

• Servomotore CC a bassa tensione

• Servoazionamento integrato

• STO a doppio canale

• Freno di stazionamento elettromagnetico

• Comunicazione PLC di sicurezza

Questa combinazione garantisce un funzionamento più sicuro, un migliore controllo del carico e una maggiore affidabilità per i moderni sistemi di trasporto automatizzati. Per i produttori di AGV che progettano robot mobili avanzati, l’integrazione delle funzioni STO e di frenatura meccanica è un approccio chiave per ottenere un controllo del movimento sicuro ed efficiente.

5. Come implementare l'Arresto di sicurezza 1 (SS1) con la funzione STO?

5.1 Differenza tra STO e SS1

STO:

• Rimuove immediatamente la capacità di coppia

• Non controlla l'arresto del movimento

SS1:

• Innanzitutto esegue una decelerazione controllata

• Quindi attiva STO

Per gli AGV che trasportano carichi pesanti, SS1 è solitamente preferito perché l'improvvisa rimozione della coppia può causare:

• Spostamento del carico

• Scossa meccanica

• Precisione di posizionamento ridotta

5.2 Tipica implementazione SS1 nei sistemi AGV

Un PLC di sicurezza o un relè di sicurezza monitora i segnali di emergenza.

La sequenza:

1. Pulsante di emergenza premuto

2. Il controller di sicurezza invia il comando di arresto

3. Il servoazionamento esegue una frenatura controllata

4. Dopo il monitoraggio del ritardo/tempo:

5. Si attiva l'STO a doppio canale

Vantaggi:

• Arresto più fluido

• Ridotto stress meccanico

• Migliore protezione del carico

6. Come selezionare i servoazionamenti che supportano FSoE o CANopen Safety?

6.1 Requisiti di comunicazione di sicurezza per i moderni AGV

Gli AGV avanzati spesso richiedono la comunicazione tra:

• PLC di sicurezza

• Servoazionamenti

• Controller del motore

• Scanner laser

• Sensori di sicurezza

I protocolli di sicurezza comuni includono:

FSoE (sicurezza funzionale su EtherCAT)

Adatto per:

• Sistemi di automazione ad alte prestazioni

• Fabbriche intelligenti

• AGV multiasse

Vantaggi:

• Comunicazione veloce

• Elevata precisione di sincronizzazione

• Rete di sicurezza integrata

Sicurezza CANopen

Adatto per:

• Robot mobili

• AGV

• Sistemi di controllo distribuito

Vantaggi:

• Conveniente

• Architettura semplice

• Ampia adozione da parte del settore

6.2 Criteri di selezione dei servoazionamenti di sicurezza

Scegli le unità con:

• Ingressi STO a doppio canale

• Capacità SIL2/SIL3

• Supporto alla comunicazione sicura

• Compatibilità feedback encoder

• Funzioni diagnostiche

7. Il solo sistema STO può prevenire lo scivolamento accidentale dell'AGV sui pendii?

Per le applicazioni AGV (Automated Guided Vehicle) e AMR (Autonomous Mobile Robot), la sicurezza durante l'arresto è un aspetto critico della progettazione, soprattutto quando il veicolo opera su rampe, superfici inclinate o pavimenti irregolari di una fabbrica.

Una domanda comune tra gli ingegneri AGV è:

Il solo sistema STO (Safe Torque Off) può impedire che un AGV scivoli accidentalmente sui pendii?

La risposta è no. L'STO da solo non può garantire che un AGV rimanga fermo su un pendio.

STO è progettato per rimuovere in modo sicuro la coppia del motore , prevenendo movimenti involontari azionati dal motore. Tuttavia, non fornisce una forza di bloccaggio fisica per mantenere il veicolo in posizione.

Per le applicazioni in pendenza, i produttori di AGV in genere combinano:

• Funzione STO a doppio canale

• Freno meccanico elettromagnetico

• Riduzione dell'ingranaggio corretta

• Strategia di controllo anti-rollback

per ottenere prestazioni di arresto e tenuta affidabili.

7.1 Capire cosa fa effettivamente STO nei sistemi AGV

STO è una funzione di sicurezza funzionale integrata nei servoazionamenti che impedisce al motore di generare coppia.

Quando STO è attivato:

1. Il servoazionamento disabilita lo stadio di potenza

2. L'alimentazione di corrente del motore è interrotta

3. La generazione della coppia si interrompe

4. Il motore non può azionare attivamente la ruota

Questo protegge da:

• Avvio imprevisto del motore

• Accelerazione incontrollata

• Errori di controllo del servo

• Guasti del circuito di sicurezza

Tuttavia, STO non crea coppia frenante.

L'albero motore e le ruote sono ancora meccanicamente liberi a meno che non venga applicato un altro meccanismo di trattenimento.

7.2 Perché un AGV può ancora muoversi dopo l'attivazione della STO su un pendio

Quando un AGV opera su un pendio, diverse forze fisiche possono causare il movimento anche dopo l'attivazione della STO.

7.2.1 Forza di gravità su superfici inclinate

Il fattore più importante è la gravità.

Quando un AGV è parcheggiato in pendenza, il peso del veicolo crea una forza verso il basso.

La componente di forza che spinge l’AGV in discesa dipende da:

• Peso del veicolo

• Angolo di pendenza

• Attrito delle ruote

• Distribuzione del carico

Se la forza in discesa supera la resistenza di:

• Attrito dei pneumatici

• Resistenza del cambio

• Struttura meccanica

l'AGV potrebbe rotolare lentamente.

7.2.2 Perdita di coppia di tenuta del motore

Durante il normale funzionamento, i servomotori possono mantenere la posizione producendo attivamente coppia.

Per esempio:

• L'AGV si ferma su una rampa

• Il servoazionamento mantiene la coppia di mantenimento a velocità zero

• Il motore resiste al movimento esterno

Dopo l'attivazione della STO:

• La coppia del motore scompare

• Il mantenimento della posizione viene rimosso

• Le forze esterne possono spostare il veicolo

Questo è il motivo per cui STO non deve essere considerato un sostituto di un freno meccanico.

7.2.3 Il carico utile pesante aumenta il rischio di scivolamento

Più pesante è il carico dell'AGV, maggiore è la potenziale forza di scorrimento.

AGV pesanti che trasportano:

• Componenti automobilistici

• Materiali in acciaio

• Pallet

• Attrezzature industriali

richiedono soluzioni di holding più forti.

Per queste applicazioni, fare affidamento solo sulla STO può creare rischi per la sicurezza.

7.3 STO vs freno meccanico: diverse funzioni di sicurezza

Un malinteso comune è che l'STO e i freni meccanici svolgano la stessa funzione.

In realtà risolvono diversi problemi.

La migliore architettura di sicurezza AGV utilizza entrambe le tecnologie insieme.

7.4 Architettura di sicurezza consigliata per gli AGV che operano su pendii

Per gli AGV che operano su superfici inclinate, una tipica progettazione di sicurezza include:

Passaggio 1: decelerazione controllata

Prima dell'attivazione STO:

• Il servocontrollore riduce la velocità

• L'AGV rallenta dolcemente

• L'impatto meccanico è ridotto al minimo

Questo viene spesso implementato attraverso:

• SS1 (Arresto sicuro 1)

• Comandi di frenata controllata

Passaggio 2: inserimento del freno meccanico

Dopo che l'AGV ha raggiunto una velocità sicura o una velocità zero:

• Si inserisce il freno elettromagnetico

• La ruota o l'albero motore sono fisicamente bloccati

Il freno fornisce:

• Coppia di tenuta

• Protezione anti-rollback

• Posizione di parcheggio stabile

Passaggio 3: attivazione STO

Dopo la frenata:

• Gli ingressi STO a doppio canale sono attivati

• La generazione della coppia del motore è disabilitata in modo sicuro

Lo stato finale diventa:

Coppia motore rimossa + Posizione meccanica bloccata

Ciò fornisce un livello di sicurezza più elevato.

7.5 Ruolo dei freni elettromagnetici nelle applicazioni AGV in pendenza

I freni elettromagnetici sono comunemente integrati nei servomotori AGV perché forniscono una forza di tenuta affidabile.

Un tipico freno elettromagnetico a molla funziona come segue:

Durante il movimento normale

• La bobina del freno riceve alimentazione

• Rilasci dei freni

• Il motore gira normalmente

Durante l'arresto o l'interruzione dell'alimentazione

• L'alimentazione del freno viene rimossa

• La forza della molla attiva il freno

• L'albero del motore è bloccato

Questo design fornisce una funzione di sicurezza poiché il freno si inserisce automaticamente in caso di interruzione dell'alimentazione.

7.6 Come selezionare il freno giusto per gli AGV in pendenza?

La scelta del freno richiede il calcolo della coppia di tenuta richiesta.

I fattori importanti includono:

7.6.1 Peso e carico utile dell'AGV

Un peso del veicolo più elevato richiede:

• Maggiore coppia frenante

• Maggiore capacità di bloccaggio meccanico

7.6.2 Angolo di pendenza massimo

Una pendenza più ripida crea una maggiore forza in discesa.

AGV operanti su:

• Rampe 5°

• Pendenze di fabbrica di 10°

• Terreno irregolare all'aperto

potrebbe richiedere specifiche dei freni diverse.

7.6.3 Diametro della ruota e rapporto di trasmissione

La trasmissione meccanica influisce sulla coppia frenante richiesta.

Ruote più grandi e una riduzione della marcia inferiore potrebbero richiedere una maggiore capacità di frenata.

7.6.4 Margine di sicurezza

I sistemi AGV industriali solitamente includono un margine di sicurezza aggiuntivo perché gli ambienti reali possono includere:

• Pavimenti bagnati

• Superfici irregolari

• Carichi utili variabili

• Usura degli pneumatici

7.7 I riduttori possono impedire lo scivolamento dell'AGV senza freno?

Alcuni sistemi AGV utilizzano motoriduttori, in particolare:

• Servomotori DC con riduttore epicicloidale

• Servomotori con riduttore a vite senza fine

per migliorare la capacità di tenuta.

Tuttavia, la sola resistenza del cambio non è solitamente considerata una soluzione di sicurezza completa.

Vantaggi dell'ingranaggio a vite senza fine

I sistemi di ingranaggi a vite senza fine possono fornire:

• Elevato rapporto di riduzione

• Maggiore capacità di autobloccaggio

• Maggiore resistenza alla tenuta

Tuttavia:

• Le prestazioni autobloccanti dipendono dal design

• L'usura può ridurre l'efficacia

• Gli standard di sicurezza potrebbero comunque richiedere un freno dedicato

Per gli AGV critici per la sicurezza, un freno meccanico rimane la soluzione preferita.

7.8 Applicazioni in cui la sola STO può essere accettabile

Sebbene il sistema STO da solo non sia adatto per il mantenimento in pendenza, alcune applicazioni AGV potrebbero non richiedere un freno meccanico.

Esempi:

AGV piani per magazzini interni

Condizioni:

• Pavimento livellato

• Carico utile basso

• Bassa forza esterna

STO potrebbe essere sufficiente per prevenire il funzionamento imprevisto del motore.

Robot mobili a bassa inerzia

Esempi:

• Robot di ispezione

• Piccoli robot per le consegne

• AMR leggeri

Il rischio di movimenti incontrollati è molto più basso.

7.9 Applicazioni che richiedono STO + freno meccanico

Un freno meccanico è fortemente raccomandato per:

AGV per carichi pesanti

Esempi:

• AGV di produzione automobilistica

• Veicoli per il trasporto di pallet

• Robot logistici di fabbrica

Operazione di rampa

Esempi:

• Magazzini multipiano

• Piattaforme di carico

• Sistemi logistici per esterni

Applicazioni verticali o di sollevamento

Esempi:

• Piattaforme elevatrici AGV

• Carrelli elevatori automatizzati

• Robot per la movimentazione dei materiali

Aree di collaborazione umana

Laddove gli operatori lavorano vicino agli AGV, un'ulteriore protezione della tenuta migliora la sicurezza.

7.10 Migliori pratiche per la progettazione di sicurezza AGV con STO e freno

Per un funzionamento affidabile dell’AGV, i produttori dovrebbero considerare:

Utilizzare STO a doppio canale

Vantaggi:

• Controllo di sicurezza ridondante

• Monitoraggio dei guasti

• Maggiore integrità della sicurezza

Combina STO con il mantenimento meccanico

Consigliato per:

• Piste

• Carichi pesanti

• Lunghi periodi di sosta

Eseguire la valutazione del rischio

Valutare:

• Carico massimo

• Pendenza massima

• Distanza di arresto

• Condizioni ambientali

Testare le condizioni operative reali

La convalida dovrebbe includere:

• Arresti di emergenza

• Scenari di guasto della batteria

• Prove di parcheggio in rampa

• Operazione con carico utile massimo

Conclusione: la STO da sola non può impedire lo scivolamento dell'AGV sui pendii

STO è una funzione di sicurezza essenziale per i servosistemi AGV, ma non è progettata per mantenere fisicamente il veicolo in posizione.

Il ruolo principale della STO è:

• Rimozione della coppia del motore

• Prevenire l'attivazione imprevista dell'unità

• Fornire protezione di sicurezza funzionale

Per gli AGV che operano in pendenza o trasportano carichi pesanti la soluzione consigliata è:

Servomotore CC a bassa tensione + STO a doppio canale + Freno elettromagnetico + Controllo PLC di sicurezza

Questa combinazione fornisce:

• Rimozione sicura della coppia

• Mantenimento affidabile della posizione

• Protezione contro lo scivolamento accidentale

• Maggiore sicurezza operativa dell'AGV

Per i moderni produttori di AGV e AMR, comprendere la differenza tra STO e frenatura meccanica è essenziale per progettare sistemi di alimentazione per robot mobili sicuri, affidabili e conformi.

8. Differenza tra STO hardware e STO basata su software

STO basato su hardware è una funzione di sicurezza implementata tramite circuiti di sicurezza elettrica dedicati all'interno del servoazionamento.

Invece di fare affidamento sui comandi software, la STO hardware interrompe direttamente il percorso energetico necessario affinché il motore generi coppia.

Una tipica architettura STO hardware include:

• Ingressi STO a doppio canale

• Circuiti di sicurezza indipendenti

• Meccanismo di spegnimento dello stadio di potenza

• Componenti di monitoraggio della sicurezza

Quando viene attivata la STO:

1. Il PLC di sicurezza o il circuito di emergenza invia segnali STO

2. I canali di ingresso STO sono attivati

3. Lo stadio di potenza servo è disabilitato

4. La generazione della coppia del motore si interrompe

5. La trasmissione dell'AGV non è più in grado di produrre coppia di movimento

L'azione di sicurezza avviene indipendentemente dal software di controllo principale.

8.2 Vantaggi dell'hardware STO per sistemi AGV

8.2.1 Percorso di sicurezza indipendente

Il più grande vantaggio dell'hardware STO è che la funzione di sicurezza non dipende dal normale software di controllo del motore.

Anche se si verificano problemi in:

• Firmware di controllo del movimento

• Rete di comunicazione

• Software applicativo

• Controllore principale

il circuito STO hardware può comunque disabilitare la coppia del motore.

Ciò fornisce un ulteriore livello di sicurezza.

8.2.2 Maggiore capacità di rilevamento guasti

L'hardware moderno STO solitamente utilizza:

• Ingressi a doppio canale

• Circuiti ridondanti

• Funzioni di monitoraggio incrociato

Se un canale fallisce a causa di:

• Cortocircuito

• Danni al cablaggio

• Guasto del componente

il sistema è in grado di rilevare il guasto.

Ciò migliora:

• Affidabilità della sicurezza

• Capacità diagnostica

• Protezione della macchina

8.2.3 Risposta di sicurezza più rapida

Poiché l'STO hardware disabilita direttamente lo stadio di potenza, il tempo di risposta è generalmente molto breve.

Questo è importante per:

• Arresti di emergenza

• Prevenzione delle collisioni

• Aree di interazione uomo-macchina

Per gli AGV che operano vicino ai lavoratori, la rimozione rapida della coppia riduce i rischi potenziali.

8.2.4 Migliore idoneità alla certificazione di sicurezza

L'hardware STO è ampiamente utilizzato nelle applicazioni di sicurezza industriale perché può supportare requisiti di sicurezza più elevati.

Le applicazioni tipiche includono:

• AGV di fabbrica

• Logistica della produzione automobilistica

• Robot mobili per carichi pesanti

• Sistemi di automazione collaborativa

Viene comunemente selezionato quando è richiesta la conformità agli standard di sicurezza funzionale.

8.3 Che cos'è l'STO basato su software?

L'STO basato su software si basa sul firmware del controller motore o sul software applicativo per disabilitare la generazione di coppia.

Il comando di sicurezza viene elaborato tramite logica software.

Operazione tipica:

1. Il controller riceve il comando di arresto

2. Il software rileva la condizione di sicurezza

3. L'algoritmo di controllo disabilita l'uscita del motore

4. La coppia del motore viene rimossa

A differenza dell’STO hardware, la funzione di sicurezza dipende da:

• Funzionamento del processore

• Esecuzione del firmware

• Integrità del software

• Affidabilità della comunicazione

8.4 Vantaggi dell'STO basata su software

Sebbene l'STO hardware sia preferito per molte applicazioni critiche per la sicurezza, anche le funzioni di sicurezza basate su software presentano vantaggi.

8.4.1 Funzioni di controllo flessibili

Le soluzioni basate su software possono fornire funzioni di movimento avanzate come:

• Arresto controllato

• Limitazione di coppia

• Monitoraggio della velocità

• Supervisione della posizione

Queste funzioni possono essere regolate tramite parametri software.

8.4.2 Integrazione del sistema più semplice

Le funzioni di sicurezza basate su software possono semplificare:

• Programmazione

• Configurazione dei parametri

• Personalizzazione del sistema

Per le applicazioni con minori rischi per la sicurezza, il controllo software può fornire funzionalità sufficienti.

8.4.3 Riduzione dei costi di sistema

Rispetto ai circuiti di sicurezza hardware dedicati, le soluzioni software possono ridurre:

• Quantità dei componenti

• Requisiti di cablaggio

• Costo dell'hardware

Questo può essere interessante per:

• Piccoli AMR

• Robot educativi

• Piattaforme mobili a basso rischio

8.5 Confronto tra STO hardware e STO software

8.6 Perché l'STO hardware è preferito per gli AGV industriali

Gli AGV industriali spesso operano in ambienti in cui i guasti alla sicurezza possono causare:

• Danni all'attrezzatura

• Interruzione della produzione

• Rischi infortuni sui lavoratori

• Perdita materiale

Gli esempi includono:

• Fabbriche automobilistiche

• Impianti di produzione di batterie

• Magazzini logistici pesanti

• Linee di assemblaggio automatizzate

In queste applicazioni, i produttori in genere preferiscono l'STO hardware perché fornisce:

Protezione indipendente

La funzione di sicurezza rimane attiva anche se:

• La comunicazione fallisce

• Il software del controller si blocca

• La connessione di rete è interrotta

Risposta affidabile alle emergenze

Quando si verifica un segnale di emergenza:

• STO rimuove immediatamente la coppia del motore

• L'AGV non può continuare a guidare

• Il rischio di movimenti imprevisti è ridotto al minimo

Convalida della sicurezza più semplice

L'STO hardware fornisce un'architettura di sicurezza più chiara per:

• Valutazione del rischio

• Test di sicurezza

• Certificazione della macchina

8.7 Come funzionano insieme le funzioni STO hardware e di sicurezza software

I moderni sistemi AGV spesso combinano entrambi gli approcci invece di sceglierne solo uno.

Un'architettura tipica:

Sensore di sicurezza | PLC di sicurezza | +----------------+ | | Controllo software hardware STO | | Controller di movimento per servoazionamento | Servomotore CC | Ruota AGV 

Ogni strato svolge una funzione diversa.

Gestione delle funzioni software:

• Controllo del movimento normale

• Regolazione della velocità

• Controllo della posizione

• Comandi di navigazione

Maniglie STO hardware:

• Rimozione della coppia di emergenza

• Spegnimento di sicurezza

• Protezione contro movimenti imprevisti

Questo approccio a più livelli fornisce sia prestazioni che sicurezza.

8.8 Relazione tra STO e altre funzioni di sicurezza

STO è solitamente parte di un sistema di sicurezza funzionale più ampio.

Le funzioni correlate comuni includono:

SS1 (Arresto sicuro 1)

Scopo:

• Decelerazione controllata

• Quindi attivazione STO

Utilizzato per:

• AGV pesanti

• Applicazioni sensibili al carico

SLS (velocità limitata in sicurezza)

Scopo:

• Limita la velocità dell'AGV in aree specifiche

Utilizzato per:

• Zone di collaborazione umana

• Intersezioni di magazzini

SBC (controllo sicuro del freno)

Scopo:

• Controlla l'attivazione del freno meccanico in modo sicuro

Utilizzato per:

• Piste

• Carichi pesanti

• Sistemi verticali

8.9 Selezione del diritto Soluzione STO per applicazioni AGV

Quando si sceglie un servomotore AGV con funzionalità STO, i produttori dovrebbero valutare:

Requisiti di sicurezza

Considerare:

• Peso del carico utile

• Ambiente operativo

• Livello di interazione umana

• Categoria di sicurezza richiesta

Livello di rischio dell'applicazione

Applicazioni a basso rischio:

Esempi:

• Piccoli robot da interni

• AMR di laboratorio

Possibile soluzione:

• Funzioni di sicurezza basate su software

Applicazioni ad alto rischio:

Esempi:

• AGV pesanti

• Robot logistici automobilistici

• Veicoli per operazioni di rampa

Raccomandato:

• STO hardware a doppio canale

• Freno meccanico

• Integrazione PLC di sicurezza

Requisiti di comunicazione

I sistemi AGV avanzati possono richiedere:

• Sicurezza CANopen

• Sicurezza EtherCAT

• FSoE

mantenendo l'hardware STO come livello di sicurezza finale.

Conclusione: STO hardware vs Software STO per servomotori AGV

Sia l’STO hardware che l’STO basato su software possono aiutare a migliorare la sicurezza dell’AGV, ma hanno scopi diversi.

L'STO hardware fornisce:

• Protezione di sicurezza indipendente

• Rimozione della coppia più rapida

• Maggiore affidabilità

• Migliore idoneità per gli AGV industriali

STO basato su software fornisce:

• Controllo flessibile

• Configurazione più semplice

• Costo inferiore

Per i moderni AGV e AMR industriali, l’approccio consigliato è solitamente:

Servomotore CC a bassa tensione + STO hardware a doppio canale + PLC di sicurezza + Freno meccanico (se richiesto)

Questa architettura fornisce il miglior equilibrio tra:

• Sicurezza funzionale

• Prestazioni di movimento

• Affidabilità del sistema

• Efficienza operativa a lungo termine

Per i produttori di AGV che progettano veicoli autonomi di prossima generazione, la scelta di un sistema di servomotori con funzionalità STO hardware certificata è un passo fondamentale verso il raggiungimento di soluzioni di automazione più sicure e affidabili.

9. Impatto dell'attivazione STO sulla durata della batteria dell'AGV e sulla stabilità dell'alimentazione

9.1 STO riduce il consumo energetico non necessario

Quando STO è attivato:

• La generazione della coppia del motore si interrompe

• L'uscita in corrente è disabilitata

• La generazione di calore diminuisce

Vantaggi:

• Minori consumi in stand-by

• Consumo della batteria ridotto

• Prestazioni termiche migliorate

9.2 Considerazioni sul sistema batteria

I progettisti di AGV dovrebbero considerare:

• Stabilità della tensione della batteria

• Picco della domanda attuale

• Frenata rigenerativa

• Cicli di ricarica

Un servosistema adeguatamente progettato migliora:

• Tempo di funzionamento

• Durata della batteria

• Efficienza complessiva del sistema

10. Come collegare il PLC di sicurezza agli ingressi STO del servoazionamento CC?

Nei moderni sistemi AGV (Automated Guided Vehicle) e AMR (Autonomous Mobile Robot), il collegamento del PLC di sicurezza con gli ingressi STO (Safe Torque Off) del servoazionamento CC è un passaggio fondamentale per ottenere una sicurezza funzionale affidabile.

Il PLC di sicurezza funge da controller di sicurezza centrale, monitorando dispositivi come:

• Pulsanti di arresto di emergenza

• Laser scanner di sicurezza

• Barriere fotoelettriche di sicurezza

• Porte di sicurezza

• Sensori di rilevamento delle collisioni

Quando si verifica una condizione pericolosa, il PLC di sicurezza invia un segnale di sicurezza agli ingressi STO del servoazionamento, impedendo immediatamente al motore di generare coppia.

Una connessione STO progettata correttamente garantisce:

• Arresto sicuro del movimento dell'AGV

• Prevenzione del riavvio imprevisto

• Rispetto dei requisiti di sicurezza funzionale

• Funzionamento affidabile in ambienti di collaborazione uomo-macchina

10.1 Comprensione del ruolo del PLC di sicurezza e degli ingressi STO

Prima di collegare il sistema, è importante comprendere la funzione di ciascun componente.

Funzione PLC di sicurezza

Un PLC di sicurezza è responsabile di:

• Monitoraggio dei dispositivi di sicurezza

• Valutazione della logica di sicurezza

• Invio comandi di sicurezza

• Rilevamento dei guasti del circuito di sicurezza

Gli ingressi di sicurezza tipici dell'AGV includono:

• Pulsante di arresto di emergenza

• Scanner di sicurezza

• Sensore protettivo

• Controllo accessi operatore

Quando il PLC di sicurezza rileva un evento di sicurezza, attiva l'uscita STO.

Funzione STO del servoazionamento CC

L'ingresso STO su un servoazionamento CC controlla la capacità di generazione della coppia del motore.

Quando gli ingressi STO sono attivi:

• Lo stadio di potenza servo rimane disabilitato

• La generazione della coppia del motore si interrompe

• L'AGV non può guidare

Quando gli ingressi STO vengono rilasciati:

• Il servoazionamento può funzionare normalmente

• Il controllo del motore riprende dopo le corrette condizioni di abilitazione

10.2 Architettura di cablaggio STO di base a doppio canale

I servosistemi AGV industriali utilizzano solitamente il cablaggio STO a doppio canale per una maggiore affidabilità di sicurezza.

Una tipica struttura di connessione:

 PLC di sicurezza STO Canale di uscita 1 | | Ingresso STO1+ Servoazionamento CC Canale di uscita STO 2 | | Servoazionamento CC con ingresso STO2+ Alimentatore di sicurezza 24 V | | Riferimento STO/GND 

I due canali STO funzionano in modo indipendente.

Ciò fornisce:

• Controllo di sicurezza ridondante

• Rilevamento guasti

• Integrità della sicurezza migliorata

10.3 Connessioni tipiche del terminale STO

Un servomotore CC a bassa tensione con funzione STO fornisce comunemente terminali come:

I nomi esatti dei terminali dipendono dal produttore del servoazionamento.

Prima del cablaggio, gli ingegneri devono sempre verificare:

• Requisiti di tensione

• Polarità di ingresso

• Valutazioni di sicurezza

• Schemi elettrici

10.4 Procedura passo passo di cablaggio STO

Passaggio 1: confermare le specifiche elettriche STO

Prima della connessione verificare:

• Intervallo di tensione di ingresso STO

• Requisiti attuali

• Configurazione a doppio canale

• Capacità della categoria di sicurezza

I tipici servosistemi AGV utilizzano:

• Segnali di sicurezza 24V DC

• Circuiti di sicurezza a doppio canale normalmente chiusi

Passo 2: collegare le uscite del PLC di sicurezza agli ingressi STO

Il PLC di sicurezza fornisce due uscite di sicurezza indipendenti.

Esempio di connessione:

Canale 1:

Uscita 1 del PLC di sicurezza → Servoazionamento STO1

Canale 2:

Uscita 2 del PLC di sicurezza → Servoazionamento STO2

Entrambi i canali devono essere controllati in modo indipendente.

Non collegare insieme entrambi i canali STO poiché ciò elimina la ridondanza.

Passaggio 3: collegare l'alimentazione di riferimento comune

Il circuito STO richiede una tensione di riferimento stabile.

Connessione tipica:

• Alimentazione uscita di sicurezza del PLC di sicurezza → ingresso STO

• Riferimento 0 V comune → Terra STO del servoazionamento

Una messa a terra errata può causare:

• Falsa attivazione STO

• Errori di comunicazione

• Difetti di sicurezza

Passaggio 4: configurare i parametri del servoazionamento

Dopo il cablaggio, configurare il servoazionamento.

Le impostazioni tipiche includono:

• Abilitazione STO

• Risposta al guasto

• Riavviare il comportamento

• Tempistica del controllo del freno

• Uscita allarme

Alcuni servoazionamenti richiedono la conferma manuale dopo il rilascio STO per impedire il riavvio automatico.

Passaggio 5: eseguire i test di sicurezza

Dopo l'installazione, effettuare test funzionali.

Test consigliati:

Prova di arresto di emergenza

Verificare:

• L'arresto di emergenza attiva la STO

• La coppia del motore scompare

• L'AGV si ferma in sicurezza

Test di guasto del canale

Disconnettere un canale STO e confermare:

• È stato rilevato un guasto

• L'unità rimane disabilitata

• Appare l'allarme di sicurezza

Riavviare la prova

Dopo il rilascio della STO:

• Confermare che l'AGV non si riavvia automaticamente

• Richiedere un comando di ripristino, se necessario

10.5 In che modo l'STO a doppio canale migliora la sicurezza dell'AGV

Un singolo canale STO ha un potenziale punto debole:

Se il cablaggio non funziona, la funzione di sicurezza potrebbe non funzionare correttamente.

L'STO a doppio canale risolve questo problema fornendo ridondanza.

Esempio:

Funzionamento normale

Entrambi i canali attivi:

STO1 = ON STO2 = ON Motore abilitato 

Evento di sicurezza

Entrambi i canali interrotti:

STO1 = OFF STO2 = OFF Coppia disabilitata 

Guasto a canale singolo

Esempio:

STO1 = SPENTO STO2 = ACCESO 

Il sistema rileva un'incoerenza ed entra in uno stato sicuro.

Ciò migliora:

• Rilevamento guasti

• Affidabilità della sicurezza

• Diagnostica del sistema

10.6 Integrazione di STO con sistemi di arresto di emergenza

Una tipica architettura di sicurezza AGV comprende:

Pulsante di arresto di emergenza | | PLC di sicurezza | | Doppia uscita STO | | Servoazionamento CC | | Motore di azionamento AGV 

Quando un operatore preme l'arresto di emergenza:

1. Il PLC di sicurezza riceve il segnale di emergenza

2. La logica di sicurezza valuta la condizione

3. Le uscite STO sono interrotte

4. Il servoazionamento rimuove la coppia del motore

5. Il freno meccanico si inserisce se necessario

In questo modo si crea una catena completa di arresto di emergenza.

10.7 Collegamento STO con controllo del freno meccanico

Per molte applicazioni AGV, STO dovrebbe funzionare insieme a un freno elettromagnetico.

Una sequenza tipica:

Movimento normale

• STO inattivo

• Servomotore abilitato

• Freno rilasciato

Arresto controllato

1. Il servocontrollore riduce la velocità

2. Il motore raggiunge la velocità zero

3. Il freno si inserisce

4. La STO si attiva

Arresto di emergenza

1. Il PLC di sicurezza attiva la funzione STO

2. La coppia del motore viene rimossa

3. Il freno si inserisce se necessario

Questa combinazione è consigliata per:

• AGV pesanti

• Funzionamento in rampa

• Sistemi ad alto carico utile

10.8 Sicurezza basata sulla comunicazione e STO cablata

I moderni AGV possono utilizzare STO cablata o comunicazione di sicurezza.

STO cablato

Connessione:

PLC di sicurezza → Ingressi fisici STO

Vantaggi:

• Semplice

• Risposta rapida

• Altamente affidabile

• Facile risoluzione dei problemi

Applicazioni comuni:

• AGV standard

• Robot mobili industriali

Comunicazione sulla sicurezza

Esempi:

• FSoE (Safety over EtherCAT)

• Sicurezza CANopen

Vantaggi:

• Cablaggio ridotto

• Diagnostica avanzata

• Architettura di rete flessibile

Applicazioni comuni:

• Grandi flotte AGV

• Fabbriche intelligenti

• Sistemi di automazione complessi

10.9 Errori comuni di cablaggio STO nelle applicazioni AGV

Errore 1: utilizzare un solo canale STO

Problema:

• Riduce la ridondanza della sicurezza

• Potrebbe non soddisfare i requisiti di sicurezza

Soluzione:

Utilizzare entrambi i canali STO.

Errore 2: connessione STO tramite un normale PLC

Problema:

Un PLC standard non è progettato per funzioni di sicurezza.

Soluzione:

Utilizzare un PLC di sicurezza certificato.

Errore 3: cablaggio di riferimento errato

Problema:

Può causare:

• Difetti STO

• Arresti imprevisti

Soluzione:

Seguire lo schema elettrico del produttore.

Errore 4: riavvio automatico dopo il rilascio STO

Problema:

Potrebbero verificarsi movimenti imprevisti dell'AGV.

Soluzione:

Richiedere:

• Ripristino manuale

• Conferma di sicurezza

• Comando di riavvio

10.10 Migliori pratiche per la progettazione del sistema AGV STO

Per prestazioni di sicurezza affidabili dell'AGV:

Utilizzare componenti di sicurezza certificati

Componenti consigliati:

• PLC di sicurezza

• Relè di sicurezza

• Servoazionamento STO a doppio canale

• Dispositivi di arresto di emergenza

Sicurezza e controllo del movimento separati

Le funzioni di sicurezza non dovrebbero dipendere solo da:

• Software di navigazione

• Comandi di movimento

• Reti di comunicazione

Includere il monitoraggio diagnostico

Monitorare:

• Stato dell'STO

• Difetti di guida

• Condizioni dei freni

• Stato della comunicazione di sicurezza

Convalidare la catena di sicurezza completa

I test dovrebbero includere:

• Risposta all'arresto di emergenza

• Arresti attivati ​​dal sensore

• Errori di comunicazione

• Scenari di interruzione dell'alimentazione

Conclusione: il corretto cablaggio STO è essenziale per il funzionamento sicuro dell'AGV

Il collegamento di un PLC di sicurezza all'ingresso STO di un servoazionamento CC è un passo fondamentale nella costruzione di un sistema di alimentazione AGV sicuro.

Un'architettura affidabile in genere include:

Sensori di sicurezza → PLC di sicurezza → STO a doppio canale → Servoazionamento CC → Motore AGV → Freno meccanico

La corretta integrazione STO fornisce:

• Rimozione sicura della coppia

• Prevenzione di movimenti imprevisti

• Migliore protezione dell'operatore

• Maggiore affidabilità dell'AGV

Per i moderni produttori di AGV e AMR, la scelta di servomotori CC integrati con funzionalità STO a doppio canale e un'adeguata compatibilità con i PLC di sicurezza è essenziale per sviluppare sistemi di trasporto automatizzati sicuri, efficienti e conformi a livello internazionale.

11. Marchi leader di servomotori CC AGV con funzione STO

Poiché i sistemi AGV (Automated Guided Vehicle) e AMR (Autonomous Mobile Robot) diventano sempre più intelligenti e focalizzati sulla sicurezza, la richiesta di servomotori DC con funzione STO (Safe Torque Off) integrata è in rapido aumento.

I moderni produttori di AGV non selezionano più i motori basandosi solo su:

• Coppia nominale

• Gamma di velocità

• Voltaggio

• Dimensioni meccaniche

Si valutano inoltre:

• Capacità di sicurezza funzionale

• Disponibilità STO a doppio canale

• Precisione del feedback dell'encoder

• Protocolli di comunicazione

• Flessibilità di integrazione

• Affidabilità a lungo termine

• Capacità di personalizzazione OEM

Un servomotore CC con funzione STO consente ai sistemi AGV di ottenere un funzionamento più sicuro combinando:

• Controllo del movimento ad alte prestazioni

• Feedback a circuito chiuso

• Interruzione della coppia di sicurezza

• Architettura di azionamento compatta

Di seguito sono riportati alcuni dei principali marchi e fornitori di servomotori CC AGV che offrono soluzioni adatte per applicazioni di robot mobili industriali.

11.1 JKONGMOTOR – Servomotore CC AGV integrato con soluzione STO a doppio canale

JKONGMOTOR è un produttore specializzato specializzato in servomotori integrati, motori BLDC integrati e soluzioni di controllo del movimento personalizzate per apparecchiature di automazione e robotica mobile.

Per le applicazioni AGV e AMR, JKONGMOTOR fornisce soluzioni integrate di servomotori DC che combinano:

• Servomotore CC senza spazzole

• Servoazionamento integrato

• Feedback dell'encoder

• Funzione di sicurezza STO a doppio canale

• Opzioni dell'interfaccia di comunicazione

• Freno elettromagnetico opzionale

Questi servomotori integrati sono progettati per applicazioni che richiedono:

• Installazione compatta

• Elevata densità di coppia

• Funzionamento affidabile 24 ore su 24, 7 giorni su 7

• Facile integrazione OEM

Caratteristiche principali dei servomotori AGV JKONGMOTOR

Progettazione integrata di motore e driver

I sistemi AGV tradizionali spesso richiedono:

• Motore separato

• Servoamplificatore esterno

• Cablaggio encoder aggiuntivo

I servomotori integrati JKONGMOTOR riducono la complessità del sistema combinando l'elettronica di azionamento all'interno del gruppo motore.

Vantaggi:

• Cablaggio ridotto

• Armadio di controllo più piccolo

• Installazione più rapida

• Affidabilità migliorata

Funzione di sicurezza STO per applicazioni AGV

Le soluzioni servo AGV JKONGMOTOR supportano le funzioni STO progettate per:

• Disabilitare la coppia del motore in modo sicuro

• Prevenire movimenti inattesi

• Integrazione con sistemi PLC di sicurezza

Architettura di sicurezza tipica:

PLC di sicurezza → Ingresso STO → Servomotore integrato → Ruota motrice AGV

Opzioni di tensione flessibili

Le configurazioni comuni dell'AGV includono:

• Servomotori da 24 V CC

• Servomotori da 48 V CC

Adatto per:

• Piccoli AMR

• AGV da magazzino

• Robot da trasporto pesanti

Capacità di personalizzazione OEM e ODM

I produttori di AGV spesso richiedono soluzioni personalizzate, tra cui:

• Disegni speciali dell'albero

• Modifica flangia di montaggio

• Selezione dell'encoder

• Integrazione del cambio

• Configurazione del freno

• Personalizzazione della comunicazione

JKONGMOTOR si concentra fortemente su progetti OEM/ODM per diverse piattaforme AGV.

11.2 Maxon Motor – Soluzioni servo ad alta precisione per la robotica mobile

maxon è un produttore riconosciuto a livello mondiale di motori DC ad alte prestazioni e sistemi di controllo del movimento.

I prodotti Maxon sono ampiamente utilizzati in:

• Robotica

• Attrezzature mediche

• Sistemi di automazione

• Robot mobili

Le loro soluzioni di movimento sono note per:

• Alta precisione

• Design compatto

• Eccellente risposta dinamica

Vantaggi per le applicazioni AGV

I servosistemi Maxon forniscono:

• Motori BLDC di alta qualità

• Controller avanzati

• Feedback dell'encoder

• Regolazione precisa della velocità

Sono adatti per:

• Robot di ricerca

• Piattaforme autonome

• Sistemi mobili ad alta precisione

Limitazioni per progetti OEM AGV su larga scala

Per la produzione di AGV sensibile ai costi, le considerazioni possono includere:

• Costo dei componenti più elevato

• Meno attenzione alle soluzioni integrate di driver motore

• Personalizzazione limitata rispetto ai fornitori di motori AGV specializzati

11.3 Kollmorgen – Sistemi di azionamento AGV industriali con funzioni di sicurezza

Kollmorgen è un noto fornitore di sistemi di controllo del movimento che offre:

• Produttori di AGV

• Automazione del magazzino

• Robotica industriale

Kollmorgen fornisce:

• Servomotori

• Servoazionamenti

• Controller di movimento

• Funzioni legate alla sicurezza

Vantaggi dell'applicazione AGV

Le soluzioni Kollmorgen sono comunemente utilizzate in:

• AGV pesanti

• Carrelli elevatori automatizzati

• Sistemi logistici produttivi

I punti di forza includono:

• Affidabilità industriale

• Servocomando ad alte prestazioni

• Integrazione di sicurezza avanzata

11.4 Siemens – Ecosistema di servoazionamenti industriali con STO

Siemens fornisce ampie soluzioni di automazione industriale, tra cui:

• Servomotori

• Servoazionamenti

• Sistemi PLC di sicurezza

I loro prodotti di movimento sono ampiamente adottati in:

• Fabbriche intelligenti

• Produzione automobilistica

• Automazione industriale

Vantaggi

Le soluzioni Siemens forniscono:

• Ecosistema di sicurezza integrato

• Supporto STO

• Opzioni di comunicazione di sicurezza

• Disponibilità del servizio globale

Sono adatti per grandi progetti AGV industriali che richiedono l'integrazione con i sistemi di automazione di fabbrica esistenti.

11.5 Beckhoff – Soluzioni di movimento AGV basate su EtherCAT

Beckhoff Automation è nota per l'automazione basata su PC e la tecnologia EtherCAT.

Le loro soluzioni di movimento supportano:

• Servoazionamenti

• Comunicazione di sicurezza

• Architetture di controllo distribuito

Vantaggi dell'AGV

I sistemi Beckhoff sono adatti per:

• Fabbriche intelligenti

• Grandi flotte AGV

• Ambienti dell'industria 4.0

Vantaggi principali:

• Comunicazione EtherCAT

• Controllo del movimento in tempo reale

• Integrazione della sicurezza

11.6 BoschRexroth – Sistemi di movimento AGV per carichi pesanti

Bosch Rexroth offre soluzioni di movimento e automazione industriale per applicazioni impegnative.

I loro prodotti sono comunemente usati in:

• Logistica di fabbrica

• Movimentazione di materiali pesanti

• Piattaforme mobili industriali

Vantaggi

Adatto per:

• AGV ad alto carico

• Veicoli da trasporto di grandi dimensioni

• Ambienti industriali

Punti di forza:

• Alta affidabilità

• Design industriale robusto

• Ecosistema di automazione completo

11.7 Schneider Electric – Soluzioni di automazione orientate alla sicurezza

Schneider Electric fornisce prodotti di automazione tra cui:

• Servosistemi

• Controllori di sicurezza

• Soluzioni di controllo industriale

I loro prodotti sono ampiamente utilizzati in:

• Produzione

• Automazione della logistica

• Industrie di processo

Vantaggi dell'applicazione AGV

I vantaggi includono:

• Integrazione della sicurezza

• Supporto alla comunicazione industriale

• Risorse ingegneristiche globali

11.8 Oriental Motor – Soluzioni di movimento compatte

Oriental Motor fornisce soluzioni di motori compatti per apparecchiature di automazione.

I prodotti includono:

• Motori CC senza spazzole

• Servomotori

• Motoriduttori

Applicazioni adatte

Usi comuni:

• Piccoli AGV

• Robot di ispezione

• Sistemi di automazione compatti

Vantaggi:

• Design compatto

• Funzionamento affidabile

• Integrazione semplice

11.9 Industria Panasonic – Servomotori per applicazioni di automazione

Panasonic Industry fornisce componenti di automazione compresi i servosistemi utilizzati nei macchinari industriali.

Le applicazioni includono:

• Automazione di fabbrica

• Robotica

• Attrezzature di precisione

Vantaggi dell'AGV

I vantaggi includono:

• Prestazioni del servo stabili

• Feedback dell'encoder

• Affidabilità industriale

11.10 Yaskawa – Sistemi di servomovimento ad alte prestazioni

Yaskawa Electric è un importante fornitore di servotecnologie industriali.

I loro prodotti sono ampiamente utilizzati in:

• Robotica

• Automazione

• Sistemi di produzione

Punti di forza dell'applicazione AGV

Vantaggi:

• Servocontrollo avanzato

• Alta affidabilità

• Esperienza industriale globale

Adatto per:

• Piattaforme AGV ad alte prestazioni

• Ambienti di automazione di fabbrica

11.11 Confronto tra i principali marchi di servomotori CC AGV con STO

11.12 Come scegliere il giusto Fornitore di servomotori CC AGV con STO

Quando si seleziona un fornitore di servomotori AGV, i produttori dovrebbero valutare:

1. Capacità di sicurezza

Controllo:

• Supporto STO a doppio canale

• Compatibilità PLC di sicurezza

• Documentazione sulla sicurezza funzionale

2. Prestazioni del motore

Parametri importanti:

• Coppia nominale

• Coppia di picco

• Gamma di velocità

• Risoluzione dell'encoder

• Prestazioni termiche

3. Livello di integrazione

Le soluzioni integrate forniscono:

• Spazio di installazione più piccolo

• Meno cablaggio

• Distribuzione più rapida

4. Supporto per la personalizzazione

I produttori OEM di AGV spesso necessitano di:

• Abbinamento del cambio

• Integrazione del freno

• Personalizzazione dell'albero

• Adattamento della comunicazione

5. Capacità produttiva

Per i progetti AGV commerciali, considerare:

• Capacità produttiva

• Controllo di qualità

• Supporto tecnico

• Stabilità dell’offerta a lungo termine

Conclusione: selezionare il meglio Servomotore DC AGV con funzione STO

Il fornitore ideale di servomotori AGV dipende dai requisiti dell'applicazione.

Per i grandi progetti di automazione industriale, marchi globali come Siemens, Kollmorgen, Beckhoff e Yaskawa forniscono ecosistemi di automazione maturi.

Per i produttori OEM AGV che cercano:

• Servomotori CC integrati

• Funzione STO a doppio canale

• Design compatto

• Personalizzazione OEM/ODM

• Rapporto costi-prestazioni competitivo

fornitori specializzati come JKONGMOTOR forniscono un'alternativa flessibile per lo sviluppo di sistemi di guida AGV e AMR di prossima generazione.

Una soluzione di movimento AGV affidabile dovrebbe combinare:

Servomotore CC ad alta efficienza + Driver integrato + Feedback encoder + STO a doppio canale + Freno meccanico opzionale

per ottenere prestazioni di trasporto autonomo sicure, efficienti e affidabili.

Conclusione: realizzazione di sistemi di alimentazione AGV più sicuri ed efficienti con servomotori CC a bassa tensione

La selezione del giusto servomotore CC a bassa tensione e l'integrazione della funzionalità STO a doppio canale sono passaggi fondamentali nella progettazione di sistemi AGV affidabili.

Una soluzione di azionamento AGV ben progettata dovrebbe bilanciare:

• Prestazioni di coppia

• Efficienza energetica

• Conformità alla sicurezza

• Capacità di comunicazione

• Affidabilità meccanica

Per i moderni produttori di AGV e AMR, i servomotori DC integrati con STO forniscono una soluzione di movimento compatta, intelligente e orientata alla sicurezza che supporta lo sviluppo futuro della logistica intelligente e dell'automazione industriale.

Quando si seleziona un fornitore di motori AGV, i produttori dovrebbero dare priorità non solo alle specifiche del motore ma anche alla capacità di personalizzazione, all’esperienza di integrazione della sicurezza e al supporto tecnico a lungo termine.

FAQ – Servomotori DC AGV con funzione STO

1. Cos'è la funzione STO nei servomotori CC AGV?

Risposta:

STO (Safe Torque Off) disabilita la generazione della coppia del motore spegnendo in modo sicuro l'uscita del servoazionamento, prevenendo movimenti imprevisti dell'AGV.

2. Perché i servomotori AGV necessitano della funzione STO?

Risposta:

STO migliora la sicurezza dell'AGV prevenendo il funzionamento involontario del motore durante arresti di emergenza, manutenzione o eventi di sicurezza.

3. La STO può da sola impedire lo scivolamento dell’AGV sui pendii?

Risposta:

No. STO rimuove la coppia del motore ma non può sostenere fisicamente l'AGV. Per il mantenimento della pendenza e le applicazioni con carichi pesanti è necessario un freno meccanico.

4. Qual è la differenza tra STO hardware e STO software?

Risposta:

L'STO hardware utilizza circuiti di sicurezza indipendenti per disabilitare la coppia del motore, mentre l'STO software si basa sui comandi del software di controllo. L'hardware STO offre una maggiore affidabilità di sicurezza per gli AGV industriali.

5. Gli AGV dovrebbero utilizzare servomotori a 24 V o 48 V CC?

Risposta:

I servomotori da 24 V sono adatti per AGV compatti e carichi leggeri, mentre i servomotori da 48 V sono preferiti per AGV per carichi pesanti che richiedono coppia ed efficienza più elevate.

6. Come funziona un freno meccanico con STO nei sistemi AGV?

Risposta:

Il freno meccanico blocca fisicamente l'albero motore o la ruota, mentre STO rimuove la coppia motore. Insieme garantiscono un arresto sicuro e un mantenimento affidabile della posizione.

7. La funzione STO può migliorare la durata della batteria dell'AGV?

Risposta:

SÌ. STO riduce il consumo non necessario di corrente del motore durante le condizioni di standby, contribuendo a migliorare l'efficienza della batteria e a ridurre la generazione di calore.

8. Come si collega un PLC di sicurezza agli ingressi STO del servomotore AGV?

Risposta:

Il PLC di sicurezza invia segnali di sicurezza a doppio canale direttamente agli ingressi STO del servoazionamento per disabilitare la coppia del motore durante gli eventi di sicurezza.

9. Quali applicazioni AGV richiedono STO e freni meccanici?

Risposta:

Gli AGV per carichi pesanti, i carrelli elevatori automatizzati, i veicoli per operazioni in pendenza e i robot mobili che trasportano carichi elevati richiedono in genere sia freni STO che meccanici.

10. Quali marchi forniscono i servomotori CC AGV con funzione STO?

Risposta:

I principali fornitori includono JKONGMOTOR, Kollmorgen, Siemens, Beckhoff, Bosch Rexroth, Yaskawa, Maxon e altri produttori di controllo del movimento industriale.