Cum să selectezi un servomotor pas cu pas integrat pentru navete cu paleți în patru direcții?

Navetele pentru paleți în patru direcții devin o soluție importantă de automatizare pentru depozitele care au nevoie de depozitare de înaltă densitate, mișcare flexibilă a paleților și manipulare automată fiabilă . Spre deosebire de navetele convenționale de paleți care se deplasează în principal de-a lungul unei șine fixe, o navetă cu patru direcții se poate deplasa atât în ​​direcția longitudinală, cât și în direcția transversală. Acest lucru permite unui vehicul să deservească mai multe benzi de depozitare și face ca aspectul depozitului să fie mai flexibil.

Sistemul motor joacă un rol critic în această arhitectură. Un servomotor pas cu pas integrat adecvat , cunoscut și ca un motorul pas cu buclă închisă integrat , poate combina motorul, driverul, codificatorul și electronica de control într-o unitate de mișcare compactă. Pentru producătorii de navete cu paleți cu patru direcții, această integrare poate simplifica cablarea, poate reduce spațiul din dulap, poate îmbunătăți performanța de poziționare și poate face sistemul de acționare mai ușor de personalizat.

Dar alegerea unui motor nu ar trebui să înceapă doar cu dimensiunea cadrului motorului sau cuplul nominal. Trebuie să ne uităm la ciclul complet de operare a navetei, inclusiv greutatea paletului, accelerația, diametrul roții, viteza de deplasare, condițiile căii, precizia poziționării, ciclul de funcționare, tensiunea bateriei, metoda de comunicare și performanța termică..

Ce este o navetă cu paleți în patru sensuri?

O navetă de paleți cu patru direcții este un vehicul automat de depozitare și recuperare conceput pentru a muta paleții prin sisteme de depozitare de înaltă densitate. Caracteristica sa definitorie este capacitatea sa de a călători în patru direcții : înainte, înapoi, stânga și dreapta.

Un sistem tipic include:

• Rafturi de depozitare pentru paleți

• Vehicule de transfer cu patru sensuri

• Mecanisme de ridicare sau transfer

• Motoare de antrenare

• Electronica de control

• Encodere și senzori

• Sistem de baterii

• Software de management al depozitului sau de control al depozitului

Vehiculul se deplasează în mod normal de-a lungul șinelor instalate în interiorul structurii rackului. Când ajunge într-o poziție de transfer, mecanismul său secundar de deplasare îi permite să schimbe direcția și să intre pe alt culoar.

Această configurație oferă un avantaj major: o singură navetă poate accesa mai multe locații de depozitare fără a necesita un vehicul dedicat pentru fiecare bandă..

Pentru operatorii de depozit, rezultatul poate fi o densitate mai mare de depozitare și o mai bună utilizare a spațiului disponibil.

Pentru producătorii de echipamente însă, mișcarea în patru direcții introduce cerințe suplimentare pentru sistemul de mișcare. Motoarele de antrenare trebuie să funcționeze în mod fiabil în diferite direcții, menținând în același timp viteza, cuplul și poziționarea previzibile.

De ce este importantă selecția motorului în proiectarea navetei în patru direcții

Motorul de antrenare nu este pur și simplu responsabil pentru a face mișcarea navetei.

Afectează direct:

• Performanță de pornire

• Viteza de deplasare

• Precizia poziționării

• Răspuns la schimbarea direcției

• Stabilitatea manipularii paletilor

• Consumul bateriei

• Zgomot și vibrații

• Performanta termica

• Cerințe de întreținere

• Dimensiunea totală a vehiculului

Un motor care arată adecvat pe baza cuplului nominal poate funcționa prost dacă aplicația necesită porniri frecvente, opriri, accelerare, decelerare, inversare sau urcare peste tranziții mecanice mici.

Navetele cu paleți în patru direcții funcționează de obicei în cicluri repetitive. Vehiculul accelerează, se deplasează, decelerează, se oprește într-o poziție definită, efectuează o operație de manipulare a paleților și apoi schimbă direcția sau revine. Aceasta înseamnă că motorul suferă o sarcină în continuă schimbare, mai degrabă decât o simplă condiție de viteză constantă.

Din acest motiv, vă recomandăm să selectați motorul pe baza profilului complet de mișcare , în loc să utilizați puterea nominală ca singur criteriu de selecție.

Ce este un servomotor pas cu pas integrat?

Un servomotor pas cu pas integrat combină mai multe componente de control al mișcării într-un singur ansamblu.

Un sistem de mișcare convențional poate necesita:

Motor pas cu pas + driver extern + encoder + cablaj + interfață controler

Un sistem pas cu buclă închisă integrat poate combina motorul, driverul și codificatorul într-o singură unitate compactă.

Codificatorul furnizează continuu feedback privind poziţia rotorului. Șoferul integrat utilizează aceste informații pentru a monitoriza mișcarea motorului și comportamentul corect de poziționare.

Acest lucru creează o cale de mijloc practică între sistemele convenționale cu pas cu buclă deschisă și arhitecturile servo mai complexe.

Pentru navetele cu paleți cu patru direcții, această arhitectură este atractivă deoarece vehiculul are spațiu limitat de instalare și necesită mai multe funcții de mișcare coordonată.

Mișcări personalizate ale servomotoarelor Jkongmotor

Furnizor de soluții de servomotoare DC integrate unice

Tipuri integrate de servomotoare pas cu pas

Un servomotor pas cu pas integrat combină motorul și electronica de control al mișcării într-un ansamblu compact. În funcție de structura mecanică și cerințele de control, această familie de produse poate fi configurată cu un encoder, driver, cutie de viteze, șurub liniar sau carcasă de protecție.

În comparație cu un motor pas cu pas convențional care utilizează un driver extern separat, un design integrat poate simplifica cablarea sistemului, reduce spațiul de instalare și face integrarea mașinii mai simplă. Versiunile cu buclă închisă folosesc, de asemenea, feedback pentru a monitoriza poziția motorului și pentru a îmbunătăți fiabilitatea mișcării.

1. Servomotor pas cu pas integrat

Servomotorul integrat pas cu pas este configurația fundamentală din această familie de produse. Combină un motor pas cu pas cu un driver intern și un sistem de feedback bazat pe codificator.

Motorul poate primi comenzi de mișcare în timp ce electronica integrată gestionează controlul curentului, vitezei și poziției. Feedback-ul în buclă închisă ajută sistemul să detecteze abaterile de poziție cauzate de schimbările de sarcină sau de condițiile de funcționare.

Principalele caracteristici

• Motor pas cu pas cu electronică de antrenare integrată

• Feedback al codificatorului pentru funcționarea în buclă închisă

• Poziționare precisă și repetabilă

• Structură compactă de control al motorului

• Cablaj extern redus

• Opțiuni multiple de control și comunicare

• Potrivit pentru sisteme de mișcare cu mai multe axe

Această configurație este de obicei luată în considerare atunci când o mașină necesită mai mult feedback și capacitate de control decât un sistem pas cu buclă deschisă, păstrând în același timp simplitatea structurală a unui motor pas cu pas.

2. Motor pas cu angrenaj integrat

Un motor pas cu angrenaj integrat adaugă o cutie de viteze la motor și la ansamblul de antrenare integrat. Reducerea vitezei modifică relația dintre viteza motorului și cuplul de ieșire, permițând sistemului să se ocupe de aplicații care necesită o forță mecanică mai mare la o viteză de ieșire mai mică.

Cutiile de viteze planetare sunt o configurație comună în care dimensiunea compactă, transmisia cuplului și eficiența mecanică sunt importante.

Principalele caracteristici

• Motor, șofer și cutie de viteze integrate într-un singur ansamblu

• Cuplu de ieșire mai mare prin reducerea treptelor de viteză

• Viteză de ieșire mai mică

• Aranjament compact al transmisiei

• Diferite rapoarte de transmisie disponibile pentru diferite sarcini

• Potrivit pentru aplicații cu spațiu limitat de instalare

Configurația cu angrenaj este utilă atunci când un motor pas cu pas standard nu oferă cuplul de ieșire necesar sau când mașina necesită o mișcare mai lentă și controlată.

3. Motor pas cu angrenaj melcat integrat

The Motorul pas cu angrenaj melcat integrat combină un motor pas cu pas și o acționare integrată cu o cutie de viteze melcat.

Transmisia cu melc asigură o reducere substanțială a vitezei într-un aranjament mecanic relativ compact. Configurația sa de ieșire în unghi drept poate simplifica, de asemenea, integrarea mecanică în cazul în care motorul și mecanismul antrenat trebuie să fie poziționate perpendicular unul pe celălalt.

Principalele caracteristici

• Capacitate mare de reducere a vitezei

• Cuplu de ieșire crescut

• Structura de transmisie în unghi drept

• Aranjament mecanic compact

• Potrivit pentru mișcare cu viteză redusă

• Poate oferi caracteristici de reținere în funcție de designul cutiei de viteze

Configurațiile angrenate cu melc pot fi luate în considerare pentru poziționarea, ridicarea, reglarea și mecanismele de manipulare a materialelor în care reducerea și comportamentul mecanic de reținere sunt importante.

4. Servomotor pas cu angrenaj melcat integrat

combină Servomotorul pas cu angrenaj melcat integrat trei elemente funcționale: un motor pas cu pas, o cutie de viteze cu melc și control în buclă închisă.

Encoderul furnizează feedback de poziție electronicii de control integrate. Între timp, cutia de viteze melcate asigură reducerea mecanică între motor și arborele de ieșire.

Această combinație este concepută pentru sistemele care necesită atât cuplu de reducere mare, cât și poziționare controlată prin feedback.

Principalele caracteristici

• Funcționare servo pas cu pas în buclă închisă

• Cutie de viteze melcat integrata

• Feedback de poziție bazat pe codificator

• Opțiuni cu raporturi de reducere ridicate

• Cuplu de ieșire crescut

• Pachet compact cu motor și transmisie

• Cablajul sistemului de control redus

Capacitatea reală de autoblocare a unei cutii de viteze melcate depinde de factori precum geometria angrenajului, raportul de reducere, sarcina, lubrifierea și condițiile de funcționare, așa că ar trebui confirmată pentru aplicația specifică, mai degrabă decât presupusă doar de tipul cutiei de viteze.

5. Servomotor pas cu pas integrat impermeabil

The Servomotor pas cu pas rezistent la apă integrat este dezvoltat pentru echipamentele care funcționează în medii în care umiditatea, praful, stropirea cu apă sau alți contaminanți externi pot afecta ansamblurile de motoare convenționale.

Motorul, componentele de feedback și electronica de antrenare sunt închise într-o structură protejată. Clasamentul IP corespunzător trebuie selectat în funcție de expunerea reală a echipamentului la mediu.

Principalele caracteristici

• Arhitectură servo stepper integrată

• Motor închis și componente electronice

• Feedback al codificatorului

• Cablaj extern redus

• Opțiuni de protecție pentru medii solicitante

• Potrivit pentru echipamente expuse la umiditate sau praf

Această configurație poate fi utilă în mașinile de prelucrare a alimentelor, automatizările pentru exterior, echipamentele mobile, mașinile agricole și alte sisteme în care protecția mediului face parte din specificațiile motorului.

6. Servomotor liniar pas cu pas integrat

Un servomotor liniar pas cu pas integrat este proiectat pentru a produce o mișcare liniară controlată, mai degrabă decât să se bazeze doar pe ieșirea arborelui rotativ.

Un mecanism cu șurub transformă rotația motorului în deplasare liniară, în timp ce codificatorul integrat și electronica de control oferă feedback pentru poziționare.

În funcție de designul mașinii, pot fi selectate diferite structuri de șuruburi pentru a obține cursa, viteza, capacitatea de încărcare și performanța de poziționare necesare.

Principalele caracteristici

• Motor și acționare integrate

• Feedback bazat pe codificator

• Poziționare liniară directă

• Configurație compactă a actuatorului

• Mișcare liniară repetabilă

• Opțiuni cu șurub de plumb sau șurub cu bile

• Cursă personalizabilă și interfață mecanică

Acest design este potrivit în special pentru echipamentele care necesită o deplasare liniară controlată, fără a construi o combinație separată de motor-conductor-actuator.

7. Motor pas cu mișcare liniară integrat

Motorul pas cu mișcare liniară integrată reprezintă un ansamblu de mișcare liniară mai complet. În loc să furnizeze doar motorul, produsul poate integra motorul cu un mecanism cu șuruburi, structură de ghidare, cărucior sau alte componente mecanice.

Rezultatul este o unitate de mișcare liniară gata de integrat, care poate reduce numărul de componente individuale necesare în timpul asamblarii mașinii.

Principalele caracteristici

• Structura de acţionare liniară integrată

• Mișcare motorizată cu șuruburi

• Design mecanic compact

• Poziționare repetabilă

• Structuri opționale de ghidaj liniar și cărucior

• Cursă flexibilă și configurații de montare

• Potrivit pentru poziționare liniară automată

Acest tip de soluție este potrivit pentru module de automatizare compacte, echipamente de laborator, mașini de inspecție, echipamente semiconductoare, sisteme CNC și mecanisme robotizate.

Cum se compară diferitele motoare pas cu pas integrate

Principala distincție între aceste configurații este cerința de mișcare pe care sunt proiectate să o rezolve.

Funcții cheie necesare pentru motoarele de transfer cu paleți în patru direcții

Nu orice motor pas cu pas integrat este potrivit pentru aplicațiile de navetă din depozit. În mod normal, evaluăm mai multe funcții înainte de a selecta configurația finală.

1. Feedback de poziție în buclă închisă

Feedback-ul poziției este una dintre cele mai importante cerințe.

Un motor pas cu buclă deschisă presupune că mișcarea comandată a fost finalizată. În caz de suprasarcină, accelerație excesivă, rezistență mecanică sau alte condiții anormale, motorul poate pierde sincronizarea.

Un motor pas cu buclă închisă folosește un encoder pentru a monitoriza mișcarea reală a rotorului.

Acest lucru permite sistemului să detecteze erorile de mișcare și să îmbunătățească fiabilitatea poziționării.

Pentru o navetă cu patru sensuri, acest lucru este deosebit de util atunci când vehiculul trebuie să se oprească în poziții repetabile ale raftului pentru:

• Incarcarea paletilor

• Descărcare paleți

• Transfer de bandă

• Alinierea poziției

• Ridicați angajamentul

• Schimbări de direcție

2. Cuplu de pornire suficient

Cuplul de pornire este adesea mai important decât simpla analiză a cuplului continuu al motorului.

O navetă de paleți încărcată trebuie să depășească:

• Masa vehiculului

• Încărcare pe paleți

• Rezistenta la rulare

• Pierderile cutiei de viteze

• Rezistenta sinei

• Frecare roată-șină

• Forța de accelerație

Dacă naveta funcționează pe o pantă ușoară sau întâmpină rezistență mecanică suplimentară, cuplul de pornire necesar poate crește semnificativ.

Prin urmare, vă recomandăm să calculați cuplul necesar pentru roată înainte de a selecta motorul.

O relație simplificată este:

F = ma + Fᵣ + Fg

unde:

• F = forța de tracțiune necesară

• m = masa totală în mișcare

• a = accelerație

• Fᵣ = rezistență la rulare și mecanică

• Fg = rezistența gravitațională atunci când este cazul

Cuplul roții poate fi apoi estimat din:

T = F × r

unde r este raza efectivă a roții.

Cuplul de ieșire al motorului trebuie apoi să țină cont de raportul cutiei de viteze și de eficiența transmisiei.

3. Accelerație și decelerație controlate

O navetă de paleți nu ar trebui să accelereze sau să se oprească agresiv fără a lua în considerare sarcina utilă.

Accelerația bruscă poate provoca:

• Mișcarea paleților

• Soc mecanic

• Alunecarea roții

• Creșterea tensiunii structurale

• Cerere curentă mai mare

Prin urmare, un servosistem pas cu pas integrat adecvat ar trebui să suporte profiluri de accelerare și decelerare controlate.

Mișcarea lină este deosebit de importantă atunci când transportați încărcături fragile sau instabile.

4. Inversare fiabilă a direcției

Navetele cu patru sensuri schimbă frecvent direcția de călătorie.

Sistemul motor trebuie să gestioneze comenzile repetate înainte/înapoi fără vibrații excesive sau erori de poziționare.

Un servo pas cu buclă închisă oferă feedback care ajută sistemul de control să verifice dacă motorul a urmat mișcarea comandată.

Acesta este unul dintre motivele pentru care mulți dezvoltatori de echipamente consideră un motor pas cu pas în buclă închisă integrat pentru vehicule automate compacte.

De ce mulți clienți aleg motoare pas cu buclă închisă integrate?

Pentru sistemele de navetă cu paleți cu patru direcții, clienții caută de obicei mai mult decât un motor care să poată mișca pur și simplu vehiculul. Sistemul de antrenare trebuie să ofere un cuplu stabil, mișcare precisă, feedback fiabil, instalare compactă și integrare simplă cu controlerul navetei.

Acesta este motivul pentru care motoarele pas cu buclă închisă integrate au devenit o opțiune atractivă pentru multe aplicații automate de manipulare a materialelor. Combinând motorul pas cu pas, driverul și codificatorul într-o singură unitate, acestea pot simplifica trenul de transmisie, oferind în același timp capacitatea de feedback necesară pentru mișcările repetitive ale navetei.

Design compact și care economisește spațiu

O navetă cu paleți cu patru direcții are spațiu de instalare foarte limitat. Motorul de antrenare, cutia de viteze, bateria, controlerul, senzorii și componentele mecanice trebuie să se potrivească într-un șasiu relativ compact.

Un motor pas cu buclă închisă integrat combină motorul și driverul într-un singur ansamblu, reducând nevoia de locații separate de montare a driverului. Acest lucru poate oferi designerilor de echipamente mai multă libertate atunci când aranjează componentele interne.

Pentru roboții de depozit compacti, acest lucru se poate traduce într-un aspect mecanic mai curat și o integrare mai ușoară.

Cablaj simplificat al motorului

Sistemele tradiționale pas cu pas necesită în mod normal conexiuni separate între motor, driver, encoder și controler. Pe măsură ce numărul de axe de mișcare crește, cablarea poate deveni rapid complicată.

Cu un motor integrat, o mare parte a electronicii de antrenare sunt încorporate în ansamblul motorului. Acest lucru poate reduce cerințele de rutare a cablurilor și poate simplifica asamblarea.

Pentru echipamentele mobile, cum ar fi navetele cu patru direcții, mai puține conexiuni externe pot face, de asemenea, întreținerea și depanarea mai simple.

Feedback de poziție în buclă închisă

Una dintre cele mai mari diferențe dintre un motor pas cu buclă deschisă și un motor pas cu buclă închisă este codificatorul.

Un motor pas cu buclă închisă integrat utilizează feedback-ul codificatorului pentru a monitoriza mișcarea reală a motorului. Sistemul de control poate compara poziția comandată cu răspunsul real al motorului și poate identifica abaterile de mișcare.

Acest lucru este util atunci când o navetă cu paleți trebuie să se oprească în mod repetat în anumite locații pentru:

• Încărcarea și descărcarea paleților

• Poziţionarea rackului

• Transfer de bandă

• Ridicați angajamentul

• Mișcare înainte și înapoi

• Alinierea vehiculului

Pentru automatizarea depozitelor, poziționarea repetabilă poate fi la fel de importantă ca și cuplul brut al motorului.

Cuplu bun la viteză mică

Motoarele pas cu pas sunt cunoscute pentru furnizarea unui cuplu util la viteze mici și moderate. Această caracteristică poate fi benefică pentru aplicațiile cu navetă de paleți, deoarece vehiculul pornește frecvent dintr-o poziție staționară cu o sarcină utilă substanțială.

Un servomotor pas cu pas integrat selectat corespunzător poate furniza cuplul necesar pentru pornire controlată, accelerare, decelerare și poziționare fără a necesita un motor inutil de mare.

Motorul real ar trebui să fie selectat în funcție de masa totală a vehiculului, greutatea paletului, diametrul roții, raportul cutiei de viteze, accelerația și ciclul de funcționare..

Funcționare fiabilă Start-Stop

Navetele cu paleți cu patru direcții rareori funcționează la o viteză constantă pentru perioade lungi. Profilul lor de mișcare constă de obicei în accelerare, deplasare cu viteză constantă, decelerare, oprire și repornire.

Acest ciclu repetitiv de pornire-oprire impune sarcini diferite asupra trenului de rulare decât operarea continuă a transportorului.

Feedback-ul în buclă închisă poate ajuta sistemul motor să răspundă la condițiile de funcționare în schimbare și să detecteze abaterile cauzate de sarcina excesivă, rezistența mecanică sau alte condiții anormale.

Complexitate redusă a sistemului

Un motor integrat nu elimină neapărat fiecare componentă externă, dar poate reduce numărul de componente separate de control al mișcării necesare în jurul fiecărui motor.

În loc să proiectați un sistem în jurul:

Motor + driver extern + encoder + conexiuni multiple

Proiectantul echipamentului poate folosi o unitate de mișcare integrată care conține:

Motor + driver + encoder

Acest lucru poate face ca întregul sistem să fie mai ușor de standardizat, mai ales atunci când sunt utilizate mai multe axe de antrenare similare.

Opțiuni flexibile de comunicare

Servomotoarele moderne integrate pas cu pas pot fi configurate pentru diferite arhitecturi de control, în funcție de aplicație.

Opțiunile comune includ Pulse/Direction, RS485, Modbus, CANopen și EtherCAT.

Pentru o axă de mișcare relativ simplă, controlul pulsului poate fi suficient. Pentru un robot de depozit în rețea cu mai multe axe coordonate, un fieldbus precum CANopen sau EtherCAT poate oferi o comunicare și un control mai centralizat.

Interfața corespunzătoare ar trebui să se potrivească întotdeauna cu controlerul principal și arhitectura software a navetei.

Potrivit pentru modele de navete personalizate

Navetele cu paleți în patru direcții sunt adesea proiectate în funcție de cerințele specifice ale depozitului. Dimensiunile vehiculului, capacitatea de încărcare utilă, configurația roților, tensiunea bateriei, cutia de viteze, sistemul de comunicații și spațiul de instalare pot diferi.

Ca urmare, specificațiile standard ale catalogului pot să nu ofere întotdeauna cea mai bună potrivire.

Un servomotor pas cu pas integrat poate fi personalizat cu diferite cupluri ale motorului, tensiune, codificator, cutie de viteze, arbore de ieșire, cablu, conector, interfață de comunicare și configurații de montare.

Acest lucru face ca personalizarea OEM să fie deosebit de utilă pentru producătorii de navete de paleți care dezvoltă o platformă dedicată pentru vehicule.

Un echilibru practic între performanță și integrare

Pentru multe vehicule automate compacte, decizia nu este doar între un motor pas cu pas convențional și un servosistem AC de înaltă performanță.

Un motor pas cu pas în buclă închisă integrat poate oferi o combinație practică de caracteristici de cuplu pas cu pas, feedback al codificatorului, electronică integrată, construcție compactă și control flexibil.

Pentru aplicațiile cu navetă cu paleți cu patru direcții în care viteza și performanța dinamică necesare se încadrează în domeniul de funcționare al motorului, această combinație poate simplifica trenul de transmisie, menținând în același timp feedback-ul de mișcare necesar pentru o funcționare automată fiabilă.

Selecția finală ar trebui să se bazeze în continuare pe aplicația completă și nu numai pe tipul de motor. Sarcina utilă, accelerația, viteza de deplasare, diametrul roții, eficiența cutiei de viteze, ciclul de funcționare, tensiunea bateriei, condițiile termice și cerințele de poziționare trebuie evaluate înainte de a alege motorul.

Cum să selectați servomotorul pas cu pas integrat corect

1. Începeți cu încărcarea totală a vehiculului

Primul parametru ar trebui să fie masa completă în mișcare.

Nu calculați doar greutatea paletului.

Ar trebui să luăm în considerare:

Masa vehiculului + masa paleților + greutatea maximă a mărfurilor

Dacă vehiculul cântărește 250 kg și sarcina maximă a paletului este de 1.000 kg, sistemul de antrenare trebuie să se miște cu aproximativ 1.250 kg înainte de a lua în considerare alți factori dinamici.

Condiția maximă de funcționare trebuie utilizată pentru dimensionarea motorului.

2. Calculați cuplul necesar

Cuplul motorului trebuie calculat din cerințele reale ale roții.

Procesul de bază este:

Masa totală → forța de tracțiune necesară → cuplul roții → cuplul de ieșire al cutiei de viteze → cuplul motorului

Această abordare este mai fiabilă decât selectarea unui motor pur și simplu deoarece cuplul său de catalog pare aproape de sarcina așteptată.

3. Verificați viteza de deplasare necesară

Viteza motorului depinde de:

• Diametrul roții

• Viteza dorită a vehiculului

• Raport de reducere a vitezei

Relația aproximativă este:

Viteza vehiculului = circumferința roții × RPM roată

Dacă se utilizează o cutie de viteze, turația motorului trebuie calculată în funcție de raportul de transmisie selectat.

Un motor de mare viteză combinat cu o cutie de viteze adecvată poate oferi un echilibru practic între viteză și cuplul roții.

4. Evaluați cerințele de accelerare

Două navete care poartă aceeași greutate a paletului pot necesita motoare complet diferite dacă obiectivele lor de accelerație sunt diferite.

O navetă proiectată pentru funcționarea unui depozit de mare capacitate poate porni și opri de multe ori pe minut.

Prin urmare, trebuie să evaluăm:

• Accelerația țintă

• Decelerație țintă

• Frecvența ciclului

• Viteza maxima

• Frecvența de oprire

• Frecvența de schimbare a direcției

5. Luați în considerare tensiunea bateriei

Tensiunea bateriei afectează direct arhitectura electrică.

Sistemele de automatizare mobile obișnuite pot utiliza 24 VDC, 36 VDC sau 48 VDC , în funcție de dimensiunea vehiculului și de cerințele de putere.

Un motor proiectat pentru o anumită tensiune de magistrală DC ar trebui să fie adaptat la arhitectura bateriei navetei și a controlerului.

Pentru sistemele mobile de putere mai mare, o tensiune DC mai mare poate ajuta la reducerea curentului pentru același nivel de putere, ceea ce poate simplifica proiectarea cablului și electric.

6. Selectați interfața de comunicare adecvată

Navetele moderne cu patru direcții necesită adesea comunicarea între sistemul motor și controlerul vehiculului.

În funcție de arhitectură, motorul integrat poate avea nevoie de interfețe precum:

• Puls/Directie

• RS485

• Modbus RTU

• CANopen

• EtherCAT

Interfața corectă depinde de controlerul vehiculului și de arhitectura necesară de control al mișcării.

Pentru o axă simplă, controlul pulsului poate fi suficient.

Pentru un sistem cu mai multe axe în rețea, CANopen sau EtherCAT pot oferi o arhitectură de comunicare mai integrată.

Selectarea codificatorului pentru aplicații de transfer în patru direcții

Selectarea codificatorului merită o atenție specială.

Un encoder incremental de bază poate oferi feedback privind poziția motorului, în timp ce un encoder absolut poate furniza informații despre poziție fără a necesita același tip de reconstrucție a poziției după întreruperea alimentării.

Pentru echipamentele de automatizare mobile, selectarea codificatorului ar trebui să ia în considerare:

• Precizia poziției

• Rezoluţie

• Comportamentul la pornire

• Compatibilitate cu controlerul

• Condiții de oprire a bateriei

• Cerințe de orientare

• Protocol de comunicare

Pentru aplicațiile în care recuperarea poziției este importantă, opțiunile de codificator absolut pot oferi flexibilitate suplimentară la nivel de sistem.

Performanța termică este ușor de trecut cu vederea

Un motor poate furniza un cuplu de vârf suficient și poate fi încă nepotrivit pentru funcționare continuă dacă performanța termică este inadecvată.

Cele mai importante întrebări includ:

• Cât timp funcționează în mod continuu naveta?

• Cât de des accelerează?

• Cât de des se oprește?

• Care este sarcina medie a motorului?

• Care este sarcina de vârf?

• Care este temperatura mediului ambiant?

• Motorul este instalat într-un șasiu închis?

• Există un flux de aer suficient?

Un motor integrat instalat în interiorul unui șasiu navetă compact poate avea mai puțină disipare naturală a căldurii decât un motor instalat într-o mașină industrială deschisă.

Prin urmare, cuplul continuu și performanța termică ar trebui evaluate alături de cuplul de vârf.

Selectarea cutiei de viteze pentru motoarele de navetă cu paleți

În multe aplicații cu navetă cu patru căi, motorul este asociat cu o cutie de viteze.

O cutie de viteze poate crește cuplul de ieșire în timp ce reduce viteza roții.

Considerațiile comune includ:

• Raportul de transmisie

• Cuplul de ieșire

• Eficiență mecanică

• Reacție

• Durata de viata

• Configurația arborelui

• Dimensiuni de montaj

• Capacitate de încărcare radială

Jocul mic este deosebit de util atunci când sunt necesare o poziționare precisă și o oprire repetabilă.

De asemenea, cutia de viteze ar trebui să fie selectată în funcție de sarcina reală a roții și de designul transmisiei mecanice, mai degrabă decât doar de cuplul motorului.

Servo pas cu pas integrat vs. motor pas cu buclă tradițională deschisă

Principala diferență este feedback-ul.

Pentru o navetă cu paleți cu patru direcții, funcționarea în buclă închisă poate fi deosebit de utilă, deoarece vehiculul este de așteptat să efectueze poziționări repetitive și schimbări de direcție.

Greșeli frecvente la alegerea unui motor de navetă

Alegerea numai după cuplul nominal

Cuplul nominal nu descrie cerința dinamică completă.

De asemenea, trebuie luate în considerare accelerația, eficiența cutiei de viteze, raza roții, distribuția sarcinii și ciclul de funcționare.

Ignorarea sarcinii maxime

Un motor care funcționează cu o navetă goală poate avea probleme atunci când vehiculul își poartă sarcina maximă de paleți.

Dimensionarea motorului trebuie să includă întotdeauna sarcina utilă maximă așteptată.

Utilizarea capacitatii motorului excesiv

Supradimensionarea nu este automat mai bună.

Un motor supradimensionat poate crește:

• Greutatea vehiculului

• Consumul bateriei

• Cost

• Spatiu de instalare

• Cerințe mecanice

Scopul este un motor de dimensiuni adecvate, cu o marjă de funcționare suficientă.

Ignorarea condițiilor termice

Cuplul maxim este de obicei disponibil pentru o condiție de funcționare limitată. Funcționarea continuă necesită analiză termică.

Selectarea motorului înainte de proiectarea mecanică

Selectarea motorului ar trebui să fie coordonată cu roata, cutia de viteze, șasiu, baterie și sistemul de control.

Motorul ar trebui tratat ca parte a sistemului complet de transmisie, mai degrabă decât ca o componentă izolată.

De ce personalizarea OEM poate conta pentru navetele cu paleți în patru direcții

Navetele cu paleți cu patru direcții nu sunt construite în jurul unui design universal al trenului de rulare. Capacitatea de încărcare utilă, dimensiunile vehiculului, dimensiunea roților, tensiunea bateriei, raportul cutiei de viteze, viteza de deplasare, sistemul de comunicații și spațiul de instalare pot varia considerabil între diferitele proiecte de automatizare a depozitelor. Din cauza acestor diferențe, este posibil ca un motor disponibil la raft să nu ofere întotdeauna combinația potrivită de cuplu, viteză, feedback, control și compatibilitate mecanică.

Aici devine importantă personalizarea OEM. Lucrul direct cu un producător integrat de servomotoare pas cu pas permite ca motorul să fie configurat în jurul designului actual al navetei, în loc să forțeze arhitectura vehiculului să găzduiască un motor standard.

Specificațiile motorului se pot potrivi cu sarcina reală a navetei

O navetă de paleți cu patru direcții are nevoie de un cuplu suficient pentru a-și deplasa propria greutate împreună cu sarcina maximă a paleților. Cu toate acestea, simpla alegere a unui motor cu un cuplu nominal mai mare nu produce neapărat o transmisie mai bună.

Motorul trebuie să fie adaptat cerințelor reale, inclusiv:

• Greutatea maximă a vehiculului și a paleților

• Accelerația și decelerația necesare

• Viteza de deplasare

• Diametrul roții

• Raportul cutiei de viteze

• Eficiența transmisiei mecanice

• Ciclul de funcționare

• Frecvența de pornire și oprire

Un producător de motoare OEM poate evalua acești parametri și poate configura motorul în jurul profilului de funcționare necesar. Acest lucru ajută la evitarea atât subdimensionarea motorului, cât și supradimensionarea inutilă.

Cutia de viteze poate fi personalizată cu motorul

Motorul și cutia de viteze funcționează ca o singură transmisie, astfel încât selectarea lor separată poate crea compromisuri inutile.

De exemplu, o navetă cu patru direcții poate necesita un cuplu relativ mare la roți la o viteză de deplasare controlată. În loc să folosiți un motor mai mare pur și simplu pentru a obține un cuplu de ieșire mai mare, o reducere adecvată a treptei de viteză poate crește cuplul roților, menținând în același timp o viteză de funcționare adecvată a motorului.

Personalizarea OEM poate acoperi:

• Raportul de transmisie

• Tip cutie de viteze

• Cuplul de ieșire

• Arborele de iesire

• Dimensiunile arborelui

• Configurație de montare

• Orientarea cutiei de viteze

Acest lucru permite ca ansamblul complet integrat de servomotor și cutie de viteze să se potrivească mai precis cu structura mecanică a navetei.

Opțiunile codificatorului pot corespunde cerințelor de poziționare

Feedback-ul despre poziție este important pentru vehiculele de depozit automate, deoarece naveta trebuie să se oprească în mod repetat în poziții predefinite.

Diferite aplicații pot necesita configurații diferite ale codificatorului. În funcție de arhitectura de control, producătorii pot specifica feedback incremental sau absolut și pot selecta rezoluția și interfața adecvate a codificatorului.

Pentru aplicațiile care necesită informații de poziție fiabile după întreruperile alimentării sau gestionarea mai avansată a poziției, opțiunile de codificator absolut . pot fi luate în considerare și

Personalizarea OEM permite ca configurația codificatorului să fie selectată în funcție de controlerul actual și cerințele de poziționare, mai degrabă decât să se bazeze pe o configurație standard fixă.

Interfețele de comunicație pot fi adaptate la sistemul de control

Motorul trebuie să comunice eficient cu controlerul principal al navetei.

În funcție de arhitectura vehiculului, un motor pas cu pas integrat în buclă închisă poate utiliza Pulse/Direction, RS485, Modbus RTU, CANopen sau EtherCAT.

De exemplu, o axă de mișcare simplă poate utiliza controlul pulsului, în timp ce un vehicul automatizat cu mai multe axe poate beneficia de o arhitectură de control bazată pe rețea.

Configurația OEM poate ajuta la asigurarea faptului că interfața de comunicare a motorului, parametrii de control și sistemul de feedback sunt compatibile cu platforma de automatizare existentă a clientului.

Dimensiunile mecanice pot fi proiectate în jurul unui spațiu limitat de instalare

Spațiul este adesea o constrângere majoră în interiorul unei navete cu paleți cu patru direcții.

Poate fi necesar ca motorul de antrenare să se potrivească alături de:

• baterii

• Electronica de control

• Mecanisme de ridicare

• Senzori

• Cutii de viteze

• Componente structurale

• Dispozitive de siguranță

Un motor care funcționează electric, dar nu se potrivește spațiului mecanic disponibil nu este o soluție practică.

Personalizarea OEM poate aborda lungimea motorului, găurile de montare, dimensiunile arborelui, poziția conectorului, traseul cablurilor și dimensiunile generale de instalare . Acest lucru oferă designerilor de echipamente o mai mare libertate de a optimiza șasiul vehiculului.

Configurația cablului și a conectorului poate fi personalizată

Echipamentele de depozitare mobile impun cerințe speciale pentru rutarea cablurilor.

Este posibil ca cablul motorului să fie necesar să treacă printr-un șasiu îngust, să se miște cu un ansamblu mecanic sau să se conecteze la un cablaj specific vehiculului.

Furnizorii de motoare OEM pot personaliza:

• Lungimea cablului

• Direcția cablului

• Tip conector

• Locația conectorului

• Cablajul codificatorului

• Cablaj de comunicare

• Cablaj de alimentare

O configurație adecvată a cablului poate face ansamblul mai curat și poate reduce cablarea inutilă din interiorul navetei.

Tensiunea și puterea se pot potrivi cu arhitectura bateriei

Navetele cu paleți în patru direcții sunt mașini mobile alimentate cu baterii, astfel încât specificațiile electrice ale motorului trebuie să se potrivească cu sistemul de alimentare CC al vehiculului.

În funcție de design, sistemul poate utiliza o arhitectură de baterie de 24 VDC, 36 VDC sau 48 VDC , printre alte configurații.

Motorul trebuie evaluat împreună cu bateria, driverul, curentul de vârf, curentul continuu și ciclul de lucru așteptat.

Personalizarea OEM permite ca configurația electrică să fie dezvoltată în jurul sistemului de alimentare real al clientului, mai degrabă decât să necesite modificări majore ale arhitecturii bateriei vehiculului.

Personalizarea ajută la managementul termic

Performanța termică poate deveni o problemă semnificativă atunci când motorul funcționează în interiorul unui șasiu de navetă compact.

O navetă cu paleți cu patru direcții poate efectua sute sau mii de cicluri de mișcare repetate, cu accelerare, decelerare, oprire și repornire frecvente. Sarcina medie a motorului rezultată poate fi foarte diferită de sarcina maximă pe termen scurt.

În timpul dezvoltării OEM, motorul poate fi evaluat în funcție de:

Sarcină → viteză → accelerație → durata ciclului → temperatura de funcționare

relaţie.

Aceasta oferă o bază mai bună pentru determinarea cuplului continuu, a cuplului de vârf, a mărimii motorului și a cerințelor termice.

Testarea prototipului poate reduce riscul de integrare

Pentru o nouă platformă de transfer de paleți, specificațiile de laborator nu sunt întotdeauna suficiente.

Un proces practic de dezvoltare OEM poate include:

Analiza cerințelor → Selectarea motorului → Potrivire mecanică → Prototip → Testare eșantion → Testare vehicule → Optimizare parametri → Producție în masă

În timpul testării prototipului, producătorul și dezvoltatorul navetei pot evalua cuplul de pornire, accelerația, poziționarea, creșterea temperaturii, zgomotul, vibrațiile, consumul bateriei și performanța de comunicare.

Rezultatele pot fi apoi folosite pentru a optimiza parametrii motorului înainte de a intra în producția de volum.

Asistența OEM devine mai valoroasă pentru proiectele cu volum mare

Pentru o mașină unică, un motor standard poate fi uneori suficient. Pentru un producător de navete de paleți care produce sute sau mii de vehicule, totuși, consistența devine mult mai importantă.

Un furnizor OEM poate ajuta la stabilirea unei configurații de motor dedicate cu:

• Parametrii electrici

• Dimensiuni mecanice

• Specificații codificatorului

• Setări de comunicare

• Configurarea cutiei de viteze

• Configurație cablu și conector

• Cerințe de testare a producției

Acest lucru poate face motorul mai ușor de standardizat în diferite loturi de vehicule.

Ce ar trebui să fie inclus într-o specificație a unui motor OEM?

Înainte de a contacta un producător integrat de servomotoare pas cu pas, vă recomandăm să pregătiți o specificație de bază a aplicației.

Cel puțin, ar trebui să includă:

1. Greutatea maximă a vehiculului

2. Sarcina maxima de paleti

3. Viteza țintă de deplasare

4. Accelerație și decelerare

5. Diametrul roții

6. Cuplul necesar pentru roată

7. Raportul cutiei de viteze

8. Tensiunea bateriei

9. Ciclu de operare

10. Protocol de comunicare

11. Cerința codificatorului

12. Spatiu de instalare disponibil

13. Temperatura de functionare

14. Cerințe pentru cablu și conector

15. Volumul anual de producție estimat

Cu cât acești parametri sunt definiți mai precis, cu atât este mai ușor să dezvoltați un motor care să se potrivească întregului sistem de navetă.

Personalizarea OEM este mai mult decât modificarea specificațiilor motorului

Pentru producătorii de navete cu paleți cu patru căi, personalizarea OEM nu ar trebui să se limiteze la schimbarea tensiunii sau a lungimii motorului. Valoarea reală provine din dezvoltarea unei soluții complete de mișcare în jurul arhitecturii mecanice și electrice a vehiculului.

Un motor pas cu pas integrat în buclă închisă, bine asortat, poate combina motorul, driverul, codificatorul și cutia de viteze opțională într-un sistem compact. Cu personalizarea corectă, sistemul rezultat poate simplifica instalarea, poate reduce componentele externe, poate sprijini controlul mișcării în buclă închisă și se potrivește limitărilor fizice ale navetei.

Din acest motiv, la selectarea unui servomotor pas cu pas integrat pentru o navetă de paleți cu patru căi , este util să se evalueze nu numai specificațiile de catalog, ci și capacitatea furnizorului de a sprijini personalizarea OEM/ODM, dezvoltarea prototipurilor, testarea aplicațiilor și producția în volum.

Lista finală de verificare pentru selectarea unui motor de navetă în patru direcții

Înainte de finalizarea motorului, vă recomandăm să confirmați cinci zone.

Mecanic: este cuplul suficient pentru sarcina maximă a vehiculului, diametrul roții, raportul cutiei de viteze și accelerația?

Electrice: Motorul se potrivește cu tensiunea bateriei și arhitectura de putere?

Control: Driverul integrat acceptă Pulse, RS485, CANopen, EtherCAT sau altă interfață de control necesară?

Feedback: Encoderul oferă capacitatea necesară de poziționare și monitorizare a mișcării?

Termic: Poate motorul să facă față ciclului de lucru real din interiorul șasiului navetei?

Prin urmare, un tren de transmisie cu navetă cu paleți cu patru căi de succes nu se bazează pe selectarea motorului cu cel mai mare cuplu sau cu cea mai mare dimensiune a cadrului. Acesta vine de la potrivirea cuplului, vitezei, feedback-ului, controlului, cutiei de viteze, tensiunii, performanțelor termice și dimensiunilor mecanice la profilul de funcționare real.

Pentru roboții de depozit compacti, an servomotorul pas cu buclă închisă integrat poate oferi o combinație practică de control prin feedback, instalare compactă, cablare simplificată și mișcare repetabilă. Când este dimensionat și personalizat corespunzător, acesta poate deveni o parte cheie a unui sistem de transmisie de paleți fiabil în patru direcții.