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ビュー: 0 著者: Jkongmotor 公開時間: 2026-09-15 起源: サイト
倉庫用 AGV および AMR の場合、モーターの選択は、もはや比較するだけの問題ではありません 定格出力、RPM、および価格を。駆動モーターは、車両の機械構造、バッテリー電圧、積載量、ホイールサイズ、デューティサイクル、通信アーキテクチャ、安全戦略、利用可能な設置スペースに適合する必要があります。
統合 型 DC サーボ モーターは 、モーター、駆動電子機器、エンコーダー、通信インターフェイスを 1 つのコンパクトなモーション コントロール ユニットにパッケージ化できるため、この作業を簡素化できます。モバイル ロボットにとって、これは外部コンポーネントが減り、配線経路が短くなり、設置が容易になり、タイトなシャーシを設計する際の自由度が高まることを意味します。
ただし、統合だけでは正しい結果が保証されるわけではありません。モーターは依然として、十分な連続トルクとピークトルクを提供し、繰り返しの加速下でも熱安定性を維持し、車両コントローラーと確実に通信し、正確な動作に必要なフィードバック分解能を提供する必要があります。
このガイドでは用の統合 DC サーボ モーターの選択方法について説明します。 、倉庫用 AGV、AMR、自律型フォークリフト、移動カート、仕分けシステム、その他の産業用移動ロボット.
現代の倉庫では、より機械的な設置面積を小さくするために自動化が進んでいます。 AMR は、重い積載物を運び、狭い通路内で方向転換し、繰り返し加速し、ワークステーションで正確に停止し、頻繁なメンテナンスを行わずに長時間の作業を行う必要がある場合があります。
これにより、従来のモーター アーキテクチャにはいくつかの課題が生じます。
従来のドライブ システムでは次のものが使用されます。
モーター + 別個のサーボドライブ + エンコーダー + 通信モジュール + 複数のケーブル
統合システムは、この機能の多くを 1 つのアセンブリに結合します。
モバイル ロボット メーカーにとって、これはいくつかの実際的な利点をもたらす可能性があります。
キャビネットのスペースが少なくなる: 多くの場合、外部ドライブや追加の配線が削減されます。
配線の簡素化: 接続の数が減れば、組み立てミスの可能性も減ります。
より迅速な設置: モーターは機能的なモーション コントロール ユニットとして設置できます。
より優れた機械的パッケージング: ドライブをホイールまたはトランスミッションの近くに取り付けることができます。
カスタマイズが簡単: ギアボックス、エンコーダー、ブレーキ、通信インターフェイス、シャフト、コネクタの構成を車両のアーキテクチャに合わせることができます。
JKONGMOTOR は、統合サーボ プラットフォームを特にこの種のモバイル オートメーション要件に重点を置いています。同社の AGV/AMR ソリューション ポートフォリオには、 24 V および 48 V システム IDC60 および IDC80 統合サーボ モーター、から 高出力バージョンまでの構成を備えた遊星ギアボックス、ウォーム ギアボックス、ブレーキ、エンコーダー、パルス、RS485/Modbus、CANopen、EtherCAT 通信などのオプションが含まれます。
これは、モーターが単に回転機構を駆動しているだけでなく、ロボットの完全なモーション制御アーキテクチャの一部である場合に特に役立ちます。
スペースは、AMR 設計において最も過小評価されやすい制約の 1 つです。
ロボットには、バッテリー、LiDAR、カメラ、セーフティ スキャナ、コンピューティング ハードウェア、ペイロード メカニズム、ステアリング コンポーネント、およびサービス アクセスのためのスペースが必要な場合があります。ドライブ、ジャンクション ボックス、コネクタ、ケーブルを追加するたびに、貴重な体積が消費されます。
統合された DC サーボ モーターにより、機械的および電気的なレイアウトが変更されます。
シャーシ内に別個のサーボドライブを取り付ける代わりに、制御電子機器をモーターと統合できます。エンコーダもモーション フィードバック ループの一部であるため、必要な外部コンポーネントは少なくなります。
小型ロボットの場合、特に駆動輪周りのメリットが顕著です。
従来のサーボ アーキテクチャでは、モーター電源ケーブル、エンコーダー ケーブル、通信ケーブル、ブレーキ接続、および追加の制御配線が必要になる場合があります。
統合設計では、これらの接続をよりコンパクトなインターフェイスに統合できます。
それで EMC の懸念が自動的に解消されるわけではありません。実際、統合されたモーターでも、慎重な接地、ケーブル配線、シールド、コネクタの選択、および PCB の保護が必要です。利点は、エンジニアリング チームがよりコンパクトなアーキテクチャから開始できることです。
モーターと電子機器を組み合わせると、エンジニアはドライブ アセンブリの配置をより柔軟に行うことができます。
これは以下にとって重要です。
差動駆動 AMR
ハンドル式AGV
自動運転フォークリフト
コンベヤAGV
クロスベルトソーター
パレット搬送ロボット
病院物流ロボット
頑丈な倉庫用カート
たとえば、JKONGMOTOR の AGV ソリューションは、 中空シャフト、キー溝、プーリー、ヘリカル ギア、クロスドリル ピン、フランジ付き端などのオプションを含む、カスタマイズされたシャフトと機械的インターフェイスをサポートしています。これにより、標準シャフトを中心にドライブトレインを再設計する必要がなく、モーターをドライブトレインに適合させることができます。
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軸 |
送りねじ |
モジュール |
直線運動 |
ブレーキ |
ギアボックス |
ウォームギアボックス |
ワイヤー |
プロテクトレベル |
プロテクトレベル |
最新の 倉庫用 AGV および AMRでは、DC サーボ モーターが、駆動輪、ステアリング機構、昇降システム、トランスファー モジュール、およびを必要とするその他のモーション制御機能に広く使用されています。 正確な位置決め、高速応答、安定したトルク、インテリジェントな制御.
さまざまな AGV/AMR アーキテクチャおよび倉庫の動作条件に合わせて、DC サーボ モータを構成できます エンコーダ、ギアボックス、ブレーキ、統合ドライバ、STO 安全機能、密閉ハウジングを備えた。画像に示した製品範囲に基づいて、主なタイプは次の 7 つのカテゴリに分類できます。
統合型 DC サーボ モーターは 組み合わせています。 、DC サーボ モーター、エンコーダー、ドライバー、および制御電子機器を 1 つのコンパクトなユニットに
この統合設計により、外部配線と制御パネルのスペースが削減され、設置と試運転が簡素化されます。特にに適しています。 倉庫のAGVおよびAMR駆動システム、昇降機構、コンベアモジュール、搬送機構、小型ロボット機器.
モーター、エンコーダー、ドライバーを一体化
閉ループの速度および位置制御
配線と設置の複雑さを軽減
スペースが限られたAGV/AMR向けのコンパクトな構造
高速応答と正確なモーション制御
OEM およびカスタマイズされた AGV システムに最適
一般的な用途: AGV 駆動モジュール、AMR 昇降システム、倉庫コンベヤ、ロボット搬送機構。
あ 遊星歯車付き DC サーボ モーターは、 DC サーボ モーターと遊星ギアボックスを組み合わせて、 より高い出力トルク、より低い出力速度、および向上した負荷処理能力を提供します。.
遊星ギアボックスは、正確な動作制御を維持しながらより重い荷物を移動する必要がある倉庫用 AGV および AMR に最適です。
高トルク出力
コンパクトで高出力密度の設計
精密用途向けの低バックラッシュ オプション
安定した速度・位置制御
頻繁な加減速に最適
エンコーダ、ブレーキ、ドライバでカスタマイズ可能
一般的な用途: 頑丈な倉庫用 AGV、AMR 駆動輪、パレットハンドリング、昇降プラットフォーム、資材輸送システム。
A は ウォームギヤード DC サーボ モーター 、DC サーボ モーターとウォーム ギアボックスを統合しています。その主な利点は 、高い減速比、コンパクトな設置、スムーズな動作、および強力な耐荷重能力です。.
このタイプは、AGV または AMR が高い減速比や逆方向の動きに対する追加の抵抗を必要とする場合に特に役立ちます。
高い減速比
高出力トルク
コンパクトな直交トランスミッション
スムーズで安定した動作
優れた耐荷重能力
要求の厳しい産業環境に最適
一般的な用途: AGV 昇降機構、ステアリング システム、コンベア搬送モジュール、倉庫自動化機器、垂直運動用途。
ブレーキ一 体型 DC サーボ モータは 、サーボ モータ、エンコーダ、ドライバ、 電磁ブレーキ を 1 つの統合ソリューションに組み合わせたものです。
動力が遮断されたときにブレーキがモーター シャフトを保持できるため、この構成は 動力喪失時の位置保持と安全性が 重要な AGV/AMR メカニズムに役立ちます。
一体型電磁ブレーキ
電源オフ時でも確実な保持力
閉ループの位置および速度制御
速いブレーキ応答性
設置スペースの削減
垂直または安全性が重視される機構に適しています
一般的な用途: AGV 昇降システム、垂直アクチュエータ、自動ドア、マテリアルハンドリング機構、安全性が重要な倉庫自動化。
アン IP65 統合型 DC サーボ モーターは、 に対する追加の保護が必要なアプリケーション向けに設計されています。 粉塵や水しぶき.
このソリューションは、モーター、エンコーダー、ドライバーを密閉ハウジングに統合することで、外部コンポーネントの数を減らしながら、信頼性の高いモーション制御を提供します。
IP65定格の保護
防塵・防水筐体
統合サーボ制御アーキテクチャ
外部配線の削減
要求の厳しい産業環境でも信頼性の高い動作を実現
カスタマイズされた OEM/ODM AGV システムに最適
一般的な用途: 倉庫用 AGV、屋外対応 AMR、物流ロボット、自動取り扱い装置、産業用移動ロボットなど。
AGV STO DC サーボ モーターは、 ある無人搬送車向けに特別に設計されています。 機能安全が モーション コントロール アーキテクチャの重要な部分で
STO ( Safe Torque Off ) を使用すると、安全状態が発生したときにモーターのトルク生成機能を安全に無効にすることができます。このため、STO 搭載サーボ モーターは、人やその他の機器の周囲で動作する AGV や AMR に適しています。
統合または互換性のある STO 安全機能
強化されたモーションコントロールの安全性
安全コマンドへの素早い応答
信頼性の高いトルクと速度制御
知能型移動ロボットに最適
最新のAGV/AMR安全アーキテクチャをサポート
代表的な用途: 自律移動ロボット、倉庫用 AGV、人間とロボットの協働環境、インテリジェントな物流システム、自動マテリアル ハンドリング装置。
AGV ハブ モーターは、 モーターとホイールドライブ構造をコンパクトなホイールまたはハブ アセンブリに統合します。従来の外部ギアボックスとホイール機構を介して動力を伝達する代わりに、ハブ モーターは AGV 駆動システムにより統合されたソリューションを提供できます。
そのコンパクトな構造により、メーカーは設置スペースを節約し、 の機械設計を簡素化できます。 AGV および AMR ドライブ モジュール.
コンパクトな車輪一体構造
高トルク出力
効率的な動力伝達
機械部品の削減
スペース利用率の向上
コンパクトなAGV/AMRプラットフォームに最適
車両の荷重と速度要件に応じてカスタマイズ可能
一般的な用途: 倉庫 AMR、AGV 輸送プラットフォーム、自律移動ロボット、物流ロボット、小型資材運搬車両など。
AGV/AMR アプリケーションが異なれば、異なるモーター構成が必要になります。モーター出力のみに基づいて選択しないでください。 荷重、車輪径、車両速度、加速度、デューティサイクル、位置決め精度、設置スペース、安全要件、使用環境を すべて考慮する必要があります。
AGV/AMR の要件 |
推奨DCサーボモーター |
|---|---|
コンパクトな駆動システム |
一体型DCサーボモーター |
高負荷・高トルク |
遊星歯車式 DC サーボ モーター |
高い減速比 |
ウォームギヤード DC サーボ モーター |
垂直昇降・電源オフ保持 |
ブレーキ一体型DCサーボモーター |
防塵・防水対策 |
IP65 一体型 DC サーボ モーター |
機能安全要件 |
AGV STO DC サーボ モーター |
コンパクトなホイールドライブアーキテクチャ |
AGVハブモーター |
倉庫オートメーションの場合、 最適なDC サーボ モーターは AGV/AMR アプリケーションに 、機械構造と動作要件によって異なります。
コンパクトなAGVでは、DCサーボモーターを統合することで配線を削減し、設置スペースを節約できます。
頑丈な AGV の場合、遊星歯車式 DC サーボ モーターは、積載されたパレットの輸送に必要な高いトルクを提供できます。
昇降機構および垂直機構の場合、ブレーキ一体型 DC サーボ モーターにより、電源が遮断されたときに確実に保持できます。
安全性を重視した AMR の場合、AGV STO DC サーボ モーターを安全性重視のモーション コントロール アーキテクチャに統合できます。
スペースに制約のある移動ロボットの場合、AGV ハブ モーターは駆動機構を車輪構造に直接統合できます。
過酷な倉庫または産業環境では、 IP65 保護により 、粉塵や水への暴露に対する追加の保護が提供されます。
AGV/AMR メーカーにとって、標準モーターの選択は最初のステップにすぎません。さまざまな車両プラットフォームでは、多くの場合、カスタマイズされた 電圧、電力、トルク、速度、シャフト寸法、ギアボックス比、エンコーダー、ブレーキ、コネクタ、ケーブル長、取り付け構造、IP 定格、および制御機能が必要になります。.
したがって、専門の DC サーボ モーター メーカーは、 顧客の車両構造と動作要件に基づいた OEM/ODM ソリューションを提供できます。
倉庫用 AGV および AMR の場合、完全なカスタマイズ プロセスで以下をカバーできます。
モーターの選択 → トルクと速度の計算 → ギアボックスのマッチング → エンコーダー/ブレーキの選択 → 機械のカスタマイズ → 制御と安全構成 → 試作テスト → 量産
このアプローチによりに適合させることができます。 AGV 駆動輪、ステアリング、リフティング、コンベア移送、またはその他のモーション制御メカニズム、単に定格出力に基づいてモーターを選択するのではなく、モーターを実際の
倉庫オートメーションの主要なトレンドは、従来の モーター + ギアボックス + エンコーダー + ドライバー + ブレーキ アーキテクチャから、より統合されたモーション ソリューションへと移行しています。
これにより、 統合型 DC サーボ モーター、ギア付き DC サーボ モーター、ブレーキ サーボ モーター、STO サーボ モーター、IP65 サーボ モーター、および AGV ハブ モーターは、以下を 求める AGV/AMR メーカーにとってますます価値が高まります。
高度な統合 + ケーブルの削減 + 設置スペースの縮小 + 正確な閉ループ制御 + 安全な操作 + システム統合の容易化。
したがって、AGV/AMR メーカーにとって、最適なモーターとは必ずしも最も強力なモーターではなく、 必要なトルク、速度、精度、安全性、保護、および 利用可能なスペース内での機械的互換性を提供するモーター構成です。
多くのモーターの選択が失敗するのはこの段階です。
定格出力も十分ありそうなのでモーターを選びやすいです。しかし、車両は実際には 、力、トルク、加速度、速度、積載量、傾斜、転がり抵抗、デューティ サイクルに反応します。.
単純化した計算は次のとおりです。
F = ma + フロリング + Fslope
どこ：
m = 積載量を含む車両の総質量
a = 必要な加速度
フロリング = 転がり抵抗
Fslope = 勾配抵抗
ランプの場合、傾斜成分は次のように推定できます。
Fslope ≈ mg × グレード
小さな角度の場合、勾配は小数で表されます。
したがって、次のような場合、ロボットはより多くの力を必要とします。
より重い荷物を運ぶ
休息からのスタート
スロープを登る
高摩擦床での作業
急加速
伸縮継手または床移行部を通過する
駆動輪の場合:
Twheel = F × r / η
どこ：
r = ホイール半径
η = ドライブトレイン効率
2 つの車輪が牽引力を共有する場合、負荷が適切にバランスされていると仮定すると、車輪ごとに必要なトルクはそれらの車輪にほぼ分割されます。
ここでギアボックスの選択が重要になります。
適度なトルクを持つ高速モーターは、適切なギアボックスと組み合わせると高トルクのホイールドライブになります。
電力は次から推定できます。
P = F × v / η
ここで、 v は車速です。
電力はモーターが必要な動作条件を維持できるかどうかを決定し、トルクはロボットが実際に負荷を始動して加速できるかどうかを決定します。
2 つの数字を交換可能なものとして扱うべきではありません。
AGV は、次の場合に数秒間さらに多くのトルクを必要とする場合があります。
起動する
スロープクライミング
急加速
ステアリング補正
荷重伝達
障害物回復
定常航行時には必要以上に。
したがって、以下を確認することをお勧めします。
連続トルク → ピークトルク → ピーク継続時間 → デューティサイクル → 熱回復
適切に設計されたサーボ システムは、単に公称トルク計算に合格するだけでなく、実際の動作サイクルに耐える必要があります。
JKONGMOTOR の AGV 指向 IDC プラットフォームには 200 W 24 V JKIDC60-P124A1、定格 3000 rpm および 0.63 N・m のや 400 W 48 V JKIDC60-P248A1などの構成が含まれています定格 3000 rpm および 1.27 N・m の。これらは、コンパクトな AGV ドライブ アーキテクチャを評価する際に有用な参照点を提供します。
答えは完全な電気アーキテクチャによって異なります。
同じ電力レベルの場合、通常、電圧を上げると必要な電流が減少します。
I ≈ P / V
たとえば、48 V での公称 400 W 負荷は、理想的な条件下で 24 V での同じ電力よりも大幅に少ない電流を必要とします。
電流を下げると、次のことを削減できます。
ケーブル損失
コネクタの加熱
電圧降下
導体サイズ
一部のシステムコンポーネントの電気的ストレス
ただし、モーターは常に、実際のバッテリーのアーキテクチャ、コントローラーの制限、保護戦略、回生動作、およびピーク電流の要件に基づいて選択する必要があります。
対象用途： 小型AGV（無人搬送車）シャーシドライブモジュール
関係する製品:
JKIDS60-C01A 一体型サーボモーター + ヘリカルギヤシャフト - 偏心設計
JKIDS60-C01A 一体型サーボモーター + RV30 ウォーム減速機 — ギア比 60:1
お客様は、AGV のテスト中に 3 つの主要な技術的課題に遭遇しました。
ホイールのオーバーシュートとリバウンド 高負荷慣性による
深刻な過熱 連続運転中の
CANbus によるノードのドロップ と通信損失
エンジニアリング チームは、以下を備えたにシステムをアップグレードしました 第 2 世代統合サーボ モーター 。
モーター本体長さ104mm
統合された熱保護
改善された熱放散と電流制限ロジック
カスタマイズされた VH 3.96 CANbus ハーネス
その後、顧客は 104mm モーターを収容できるように AGV シャーシを変更しました。
検証が成功した後、顧客は 2025 年のバルク量計画 800 ユニット、注文バッチ範囲は 500 ～ 1,000 ユニットであることに同意しました。.
お客様は、 コンパクトで高トルクの統合サーボ モーターを必要としていました。 小型 AGV シャーシ駆動アプリケーション用に、
仕様パラメータ |
技術的要件 |
|---|---|
モーターの種類 |
NEMA 24 統合サーボ モーター、3 相、4 極ペア |
動作電圧と定格速度 |
DC24V、3000RPM |
トルク性能 |
ピークトルク ≥ 2 Nm;定格トルク > 1 Nm |
通信プロトコル |
CANbusプロトコル |
カスタマイズのニーズ |
偏心はすば歯車設計。カスタムハーネスとVH 3.96コネクタを使用してリード線の長さを200mmに変更 |
テストのセットアップ:
10 ユニットの JKIDS60-C01A (ヘリカル ギア シャフト バージョン) が CANbus テストベンチでテストされました。
吊り下げホイール試験
速度 0 コマンド が送信されると、モーターは即座に正確に停止しました。
地震動試験
負荷がかかっている状態で同じ速度 0 コマンド が送信された場合:
ホイールの停止がわずかに遅れました。
ホイールはその後、 意図しない後方リバウンドを経験しました.
やがて車輪は完全に停止した。
エンジニアリング分析により、 慣性の不一致が特定されました。 モーターと実際の AGV 負荷との間の
初期の 加速/減速プロファイルが柔らかすぎましたが、システム負荷慣性が初期制動パラメータを超えていました。
エンジニアリング チームはお客様に次のことを案内しました。
再調整する PIDゲインを
を最適化する 急停止減速ランプ
実際の負荷慣性とよりよく一致するようにドライブのファームウェアパラメータを調整します。
これらの調整は、停止安定性の向上と後方リバウンドの排除を目的としています。
テストのセットアップ:
を2台 JKIDS60-C01A+RV30ウォーム減速機(比60:1) 無負荷可変速運転でテストしました。
テスト中に、お客様は次のことを観察しました。
モーター内部の異音
表面温度が 49.3°Cを超える 赤外線画像で
赤色のエラーLEDの点灯
CANbus通信の喪失
長時間の運転中に最終的にモーターが焼損する可能性
Gen -1 C60 統合モーターに はアクティブな 熱保護ファームウェア/ハードウェア ロジックがありませんでした.
連続運転中、内蔵モーター内部の熱蓄積が増加しました。十分な熱保護がないと:
連続動作 → 熱蓄積 → 電子部品過熱 → CANbus 通信切断 → モーター焼損
そのため、搭載電子機器は長時間の動作中に過度の熱ストレスにさらされました。
AGV の配線と組み立てを簡素化するために、お客様は シングル プラグ VH 3.96 コネクタ構成を要求しました。 4 つの必須ピンのみを含む
ピン |
関数 |
|---|---|
VCC |
電源 |
GND |
地面 |
CAN_H |
CANバス高 |
CAN_L |
CANバス低 |
過熱、モーション制御、配線の問題に対処するために、エンジニアリング チームはハードウェアとファームウェアの包括的なアップグレードを実装しました。
このシステムは、以下の機能を備えた 第 2 世代統合サーボ モーターにアップグレードされました 。
胴長104mm
オンボード熱センサー
自動サーマルシャットダウン/ディレーティングロジック
内部の放熱経路を再設計
動的電流制限アルゴリズム
これらの改良は中のモーターの焼損を防ぐために設計されました。 、AGV の連続運転.
最終的な配線ソリューションには以下が組み込まれました。
200mmリード線
単一の 4 ピン VH 3.96 コネクタ
統合された電源およびCANbus通信接続
インターフェースが簡素化されたことで、配線の複雑さが軽減され、AGV シャーシのアセンブリが合理化されました。
お客様は、 第 2 世代統合サーボ モーターの アップグレードを受け入れました。
アップグレードされたモーターの 本体長は 104 mmであるため、お客様は十分な設置スペースを確保するために AGV シャーシ構造を再設計しました。
アップグレードされた第 2 世代モーターは、さらなるテストを受けました。
10 ユニット — ヘリカルギアバージョン
5 ユニット — RV30 レデューサーバージョン
フェーズ 3 テストでは次のことが実証されました。
優れた温度制御
動作の安定性の向上
確実な連続運転
アイテム |
予定数量 |
|---|---|
JKIDS60-C01A — はすば歯車バージョン |
700台 |
JKIDS60-C01A — RV30 レデューサバージョン |
100台 |
計画総量 |
800台 |
注文バッチサイズ |
バッチあたり 500 ～ 1,000 ユニット |
エンジニアリング検証の成功により、最終的に、顧客が計画している 2025 年に予定されている 800 ユニットの一括調達プログラムがサポートされました。.
ため、この点は注意が必要です。 UL、CE、OSHA、およびロボットの安全規格は互換性がない.
CE マーキングは主に欧州市場の要件に関連しています。これは一般的な米国製品認証ではありません。
米国にとって、OSHA の Nationally Recognized Testing Laboratory (NRTL) プログラムは、職場で使用される特定の電気製品にとって特に重要です。 OSHA は、その規制により多くのカテゴリの電気機器に対して NRTL 承認が必要であり、適切に認証された製品は該当する OSHA 承認要件の下で許容されると述べています。地方自治体や採用された規範も受け入れに影響を与える可能性があります。
AGV メーカーにとって重要な点は、 すべてのスタンドアロン DC サーボ モーターに単に UL マークを付けなければならないという普遍的な規則はないということです。該当する認証パスは、モーター、駆動電子機器、最終機器、使用目的、該当する規格、および顧客、AHJ、または設置環境の要件によって異なります。
産業用移動ロボットの場合、安全規格がシステム レベルでも適用される場合があります。
ANSI/A3 R15.08 は 産業用移動ロボットに対応しています。現在の ANSI 資料では次のことが特定されています。
ANSI/A3 R15.08-1-2020 (R2026) 産業用移動ロボット自体の
ANSI/A3 R15.08-2-2023 IMR システムおよびアプリケーション用の
ANSI/A3 R15.08-3-2026 IMR アプリケーションの使用とライフサイクルの考慮事項に関する
無人産業車両の場合、 ANSI/ITSDF B56.5-2024 も 、無人自動搬送産業車両および関連システムの設計、操作、メンテナンスを対象とする関連規格です。
ISO 3691-4:2023 は 、無人産業用トラックの用途でも一般的に考慮されており、現在の業界安全規格パッケージでは ANSI/A3 および B56.5 規格と並んで使用されています。
したがって、米国の AGV/AMR プロジェクトの場合、 を求めるのが正しいアプローチです。 コンプライアンスと認証パッケージ1 つのロゴで要件全体が解決されると考えるのではなく、モーター サプライヤーに明確な
専門のサプライヤーは、関連する宣言、テスト文書、該当する場合はコンポーネント認証、図面、電気仕様、および追跡可能な製品識別を提供できる必要があります。
すべての AMR に単一の勝者はいません。
適切なプロトコルは、ロボットのコントローラー、必要な更新速度、同期要件、ソフトウェア スタック、およびネットワーク接続された軸の数によって異なります。
CANopen は、標準化されたアプリケーション層とデバイス指向の通信モデルを提供するため、コンパクトなモバイル マシンにとって魅力的です。 CiA ドキュメントはなどのサービスを定義しており PDO、SDO、NMT、同期、エラー制御、CANopen を分散オートメーション デバイスに適したものにしています。
これは、AMR アーキテクチャが以下を優先する場合に強力なオプションです。
確定的なデバイス通信
コンパクトな組み込みネットワーク
簡単な分散制御
成熟したモーションコントロールプロファイル
システムがシンプルさ、幅広い互換性、PLC または組み込みコントローラとの容易な統合を重視する場合、Modbus が選択されることがよくあります。
Modbus 仕様はアプリケーション層の通信モデルを定義し、 RS485 やイーサネットベースの実装などの物理ネットワーク上で動作できます。.
小規模または同期性の低いシステムの場合、RS485/Modbus が実用的な選択肢となります。
EtherCAT は、車両が緊密な多軸同期、高性能サイクリック モーション制御、またはより洗練された産業用 Ethernet アーキテクチャへの統合を必要とする場合に、より魅力的になります。
たとえば、複雑なステアリング、リフティング、トラクション、および同期ホイール制御を備えた AMR は、リアルタイムのイーサネットベースの制御アーキテクチャの恩恵を受ける可能性があります。
JKONGMOTOR は、 統合されたモーション コントロール プラットフォーム全体で Pulse、RS485/Modbus、CANopen、および EtherCAT 関連の通信オプションをサポートしているため、OEM はモーター周辺のアーキテクチャ全体を変更するのではなく、モーターを既存の制御システムに柔軟に適合させることができます。
バッテリーの寿命はモーターの定格電力よりもはるかに大きな影響を受けます。
本当の質問は次のとおりです。
駆動システム全体は動作サイクル全体でどれくらいのエネルギーを消費しますか?
効率的な AMR は、中程度のトルクでの巡航にほとんどの時間を費やし、その後、加速、旋回、ランプの上昇、または昇降中に短時間の高電流を経験することがあります。
モーターのサイズを大きくすると、不必要な質量とコストが増加する可能性があります。サイズが小さすぎると、過剰な電流引き込みや熱ストレスが発生する可能性があります。
以下を評価することをお勧めします。
定格トルク
ピークトルク
平均トルク
平均速度
加速プロファイル
1時間あたりの起動回数
再生イベント
周囲温度
ギアボックスの効率
車輪径
車両積載
机上では効率的であるように見えるモーターでも、限界近くで繰り返し動作すると過熱する可能性があります。
24 時間 365 日倉庫を使用する場合は、以下を検討してください。
銅損 + スイッチング損失 + 機械的損失 + ギアボックス損失 + 環境熱
次に、実際のデューティ サイクルでモーターをテストします。
これは、空気の流れが制限されるコンパクトなホイール モジュール内にサーボが密閉されている場合に特に重要です。
積極的な加速が AMR を移動させる最速の方法であるとは限りません。
適切に調整されたサーボは、制御された加速と減速を使用して以下を軽減できます。
車輪のスリップ
荷重の移動
機械的衝撃
ピーク電流スパイク
ギアボックスのストレス
JKONGMOTOR の AGV ソリューションのドキュメントでは、よりスムーズな起動と停止を実現する高解像度フィードバックと S 字動作計画の使用と、コンパクトな設置のための統合サーボ アーキテクチャを強調しています。
エンコーダの選択は、モータ制御システムがその位置と速度をどの程度正確に認識するかに直接影響します。
AGV と AMR の場合、フィードバックの品質は次のような影響を与えます。
車輪速度規制
位置制御
差動輪同期
ステアリング精度
停止再現性
速度推定
低速安定性
低解像度エンコーダは、単純なコンベヤドライブでは許容できるかもしれませんが、移動ロボットが滑らかな低速動作と正確な車輪同期を必要とする場合には制限的になります。
JKONGMOTOR の JKIDC60 製品ファミリーには 17 ビット アブソリュート エンコーダを備えた構成が含まれていますが、特定のバージョンには 15 ビットや 1000-PPR オプションなどの代替フィードバック構成もリストされています。
AMR 開発では、エンコーダの解像度を単独で考慮すべきではありません。
完全なフィードバック チェーンが重要です。
エンコーダ分解能 → 制御ループ帯域幅 → サーボ調整 → ホイール直径 → ギア比 → 機械的バックラッシュ → フロア状態
非常に高解像度のエンコーダでは、過剰なギアボックスのバックラッシュや機械的なアライメントの不良を補正できません。
ステアリング アプリケーションの場合、システム アーキテクチャに応じて、絶対フィードバックによりホーミング手順を繰り返す必要性も軽減できます。
倉庫環境はすべて同じではありません。
清潔で温度管理された配送センターで稼働する AMR には、次のような場所で稼働する AMR とはまったく異なる要件があります。
冷蔵
冷蔵倉庫
積み込みドック
埃っぽい配送センター
ウェットクリーニングエリア
食品物流環境
屋外トランジションゾーン
周囲温度が低いからといって、自動的にモーターが安全に動作するとは限りません。
機器が異なる温度ゾーン間を移動する場合、潤滑剤の挙動が異なったり、材料が収縮したりする可能性があり、結露が懸念される場合があります。
逆に、密閉されたシャーシ内のモーターは、冷蔵倉庫内であってもかなりの内部熱を発生する可能性があります。
したがって、でモーターとギアボックスのアセンブリ全体をテストすることをお勧めします。 実際の最低および最高周囲温度単にモーターの公称温度定格に依存するのではなく、
必要な IP 定格は環境によって異なります。
乾燥した屋内 AGV には、洗浄液、湿気、ほこり、または頻繁な温度サイクルにさらされるロボットと同じ密閉レベルは必要ない場合があります。
JKONGMOTOR の統合サーボ プラットフォームはなどの保護レベル構成を提供します。 IP30、IP54、IP65、設計に応じて
単に利用可能な最高の数値を選択するのではなく、実際の環境への曝露に基づいて、より高い IP 評価を選択する必要があります。
密閉型モーターはさらなる熱管理の課題を引き起こす可能性があるため、 保護と熱放散を組み合わせて設計する必要があります.
米国の倉庫自動化プロジェクトの場合、最も安価なモーターの見積もりが、導入後に最低コストのソリューションになることはほとんどありません。
総所有コストには以下を含める必要があります。
購入価格 + エンジニアリングコスト + 統合時間 + 配線 + メンテナンス + 故障 + ダウンタイム + 交換在庫 + 物流 + 認証作業
したがって、サプライヤーの評価は製品カタログを超えたものである必要があります。
信頼できる統合サーボ モーター メーカーであれば、次のことについて話し合うことができるはずです。
モーター選定の計算
トルク-速度曲線
ギアボックスのサイジング
エンコーダのオプション
通信プロトコル
ブレーキ要件
熱試験
知的財産保護
EMC に関する考慮事項
コネクタの設計
メカニカルカスタマイズ
ファームウェアまたは通信要件
JKONGMOTOR は、自社のビジネス モデルをの組み合わせであると説明しています。 モーターの製造、モーション コントロール エンジニアリング、OEM/ODM カスタマイズ、およびアプリケーション ソリューション、単に既製のモーターを販売するのではなく、その AGV アプリケーション プラットフォームは、カスタマイズされたシャフト設計、ギアボックス、エンコーダー、ブレーキ、通信オプションもサポートしています。
AMR OEM の場合、サプライヤーは以下から移行できる必要があります。
要件→モータ計算→試作→テスト→設計調整→パイロット生産→量産
素早く。
理論上は問題なく動作するモーターであっても、車両レベルのテスト後には変更が必要になる可能性があるため、これは重要です。
サプライヤーは以下を変更できる必要があります。
シャフトの形状
ギア比
エンコーダの構成
コネクタの位置
ケーブル長
ブレーキ構成
通信インターフェース
ハウジング寸法
実装パターン
制御パラメータ
JKONGMOTOR は、プロトタイプから量産への移行を短縮するという目標を掲げて、AGV/AMR アプリケーション向けのプロトタイプの組み立てとカスタマイズされた統合サーボの開発を明確に推進しています。
承認する前に 倉庫 AGV または AMR 用の統合 DC サーボ モーターを使用する場合は、次のパラメータを個別に評価するのではなく、一緒に確認することをお勧めします。
選択項目 |
確認すべきこと |
|---|---|
バッテリー電圧 |
24 V、36 V、48 V、またはアプリケーション固有のアーキテクチャ |
定格電力 |
実際のデューティサイクルでの連続出力 |
定格トルク |
連続車輪駆動要件 |
ピークトルク |
始動、加速、勾配、過渡荷重 |
定格速度 |
モーター速度と必要な車輪速度 |
ギアボックス |
比、効率、バックラッシュ、機械的耐久性 |
エンコーダ |
分解能、アブソリュート/インクリメンタルタイプ、フィードバックの信頼性 |
コミュニケーション |
パルス、RS485/Modbus、CANopen、またはEtherCAT |
ブレーキ |
保持トルクまたはフェールセーフ停止が必要かどうか |
保護 |
知的財産評価と環境暴露 |
熱性能 |
実際の周囲温度での連続動作 |
メカニカルインターフェース |
シャフト、フランジ、取付寸法、ホイール接続部 |
安全性/コンプライアンス |
該当する NRTL、機械、ロボット、および顧客の要件 |
カスタマイズ |
ハードウェア、ファームウェア、コネクタ、機械オプション |
サプライヤーの能力 |
プロトタイプ、テスト、生産規模、技術サポート |
右 倉庫AGVまたはAMR用の統合DCサーボモーターは、 の一部として選択する必要があります 完全なモーションコントロールシステム.
まずは車両の質量、積載量、速度、加速度、車輪の直径、勾配、デューティ サイクル、バッテリー電圧から始めます。次に、必要な連続トルクとピークトルクを計算します。その後、ギアボックス、エンコーダー、通信プロトコル、保護レベル、ブレーキ、機械インターフェースを選択します。
コンパクトな倉庫ロボットの場合、統合の価値は、いくつかのコンポーネントを節約するだけではありません。適切に設計された統合サーボにより、配線の複雑さが軽減され、設置が簡素化され、シャーシのスペースが解放され、プロトタイプから量産までのよりクリーンなパスが作成されます。
のカスタマイズされた組み合わせを必要とするアプリケーション向けに モーター + ドライバー + エンコーダー + ギアボックス + ブレーキ + 通信、JKONGMOTOR の IDC シリーズは、24 V および 48 V 構成、200 W から高出力の AGV 指向モデル、複数の通信オプション、カスタマイズされた機械構成などの有用なリファレンス アーキテクチャを提供します。
したがって、最高のモーターとは、単に最高トルクまたは最低価格を備えたモーターではありません。これはを実現するものです。 トルク、速度、精度、熱安定性、通信性能、安全性の互換性、耐用年数 、ロボットの機械的および電気的アーキテクチャを最初から適合させながら、必要な
米国の倉庫オートメーション OEM にとって、このシステム レベルのアプローチは、コンポーネントの購入から統合サーボ モーターを信頼性の高い長期的なモーション制御ソリューションに変えるものです。
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