Выбор низковольтных серводвигателей постоянного тока и интеграция двухканального STO для систем питания AGV

Введение: Почему безопасные и надежные системы сервопривода имеют решающее значение для современных AGV

Автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV) и автономные мобильные роботы (AMR) становятся важными компонентами умных заводов, складов, логистических центров и автоматизированных производственных линий. По мере того как системы AGV переходят от простых транспортных платформ к интеллектуальным мобильным роботам, способным переносить тяжелые грузы, работать непрерывно и взаимодействовать с людьми, требования к их приводным системам значительно возросли.

Двигательная система больше не отвечает только за движение. Современные AGV требуют:

• Высокий пусковой момент для ускорения при тяжелых нагрузках

• Точный контроль скорости и положения.

• Стабильная работа в условиях непрерывной работы.

• Компактная интеграция для экономии места для установки

• Функциональные функции безопасности для предотвращения неожиданного движения.

• Надежная связь с контроллерами безопасности и системами ПЛК.

Среди различных приводных решений Низковольтные серводвигатели постоянного тока с двухканальным STO (Safe Torque Off) стали предпочтительным выбором для передовых производителей автоматических транспортных средств, поскольку они сочетают в себе производительность движения, энергоэффективность и функциональную безопасность в одном интегрированном решении.

Типичная система сервопривода AGV состоит из:

• Низковольтный серводвигатель постоянного тока

• Сервоконтроллер/драйвер

• Система обратной связи энкодера

• Входной интерфейс безопасности

• Механический тормоз (опция)

• Интерфейс связи, такой как CANopen Safety, EtherCAT Safety или соединение с ПЛК безопасности.

В этой статье объясняется, как правильно выбрать низковольтные серводвигатели постоянного тока для приложений AGV и как интегрировать двухканальные функции безопасности STO в системы питания AGV.

1. Как правильно выбрать низковольтный серводвигатель постоянного тока и драйвер для приложений AGV?

1.1 Изучите требования к нагрузке AGV перед выбором двигателя

Первым шагом при выборе серводвигателя AGV является определение фактических механических требований автомобиля.

В отличие от обычных промышленных машин, в AGV часто возникают:

• Частые ускорения и замедления

• Движение вперед и назад

• Изменение нагрузки

• Работа на наклонной поверхности

• Непрерывная работа 24/7

Поэтому выбора двигателя только по номинальной мощности недостаточно.

Ключевые параметры включают в себя:

Например, тяжелому AGV массой 500 кг требуется значительно более высокий пусковой момент, чем легкому складскому роботу, даже если оба они работают на одинаковых скоростях.

1.2 Рассчитайте необходимый крутящий момент для Приводные двигатели АГВ

Базовый требуемый крутящий момент можно рассчитать на основе:

Т=F×rT = F imes r

Т=Ф×р

Где:

• T = требуемый крутящий момент колеса

• F = сила тяги

• r = радиус колеса

Сила тяги включает в себя:

• Сила ускорения автомобиля

• Сопротивление качению

• Сопротивление наклону

• Трение нагрузки

Для приложений AGV двигатель обычно должен обеспечивать достаточный запас крутящего момента для работы в непредвиденных условиях.

Рекомендуемые соображения по проектированию:

• Непрерывный крутящий момент должен соответствовать нормальным эксплуатационным требованиям.

• Пиковый крутящий момент должен поддерживать ускорение и аварийные условия.

• Способность двигателя к перегрузке должна выдерживать временные высокие нагрузки.

Низковольтные серводвигатели постоянного тока особенно подходят, поскольку они обеспечивают:

• Высокая плотность крутящего момента

• Быстрый ответ

• Точная регулировка скорости

• Отличные характеристики на низкой скорости

2. Преимущества Интегрированные серводвигатели постоянного тока AGV с функцией STO

Современные системы AGV (автоматизированное транспортное средство) и AMR (автономный мобильный робот) требуют большего, чем простое вращение двигателя. Им необходимо решение для перемещения, которое сочетает в себе высокий выходной крутящий момент, точное управление, компактный дизайн и функциональную безопасность . Традиционные архитектуры приводов AGV, использующие отдельные двигатели, сервоприводы и внешние компоненты безопасности, часто увеличивают сложность системы и снижают надежность.

Встроенные серводвигатели постоянного тока AGV с функцией STO (Safe Torque Off) решают эти проблемы, объединяя двигатель, сервоконтроллер, интерфейс энкодера и функции безопасности в компактном интеллектуальном приводном блоке. Эта конструкция становится все более популярной среди OEM-производителей AGV, компаний по автоматизации логистики и разработчиков мобильных роботов.

2.1 Упрощенная архитектура системы AGV с интегрированной конструкцией двигателя и драйвера

Традиционные системы привода AGV обычно требуют нескольких независимых компонентов:

• двигатель постоянного тока

• Сервопривод/контроллер

• Модуль энкодера

• Реле безопасности

• Внешний жгут проводов

• Коммуникационные модули

Эта архитектура увеличивает:

• Требования к пространству шкафа

• Сложность проводки

• Время установки

• Сложность обслуживания

• Возможные точки отказа

Встроенный серводвигатель постоянного тока объединяет эти компоненты в один компактный блок.

Типичный встроенный серводвигатель AGV включает в себя:

• Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC)

• Кодер высокого разрешения

• Встроенный сервоконтроллер

• Управление токовым контуром и контуром скорости

• Интерфейс связи

• Двухканальный вход безопасности STO

Такая интегрированная конструкция позволяет производителям AGV создавать более компактную и надежную систему привода.

Ключевые преимущества:

Сниженные требования к проводке

По сравнению с традиционными решениями встроенные серводвигатели исключают необходимость использования многих внешних кабелей, особенно:

• Отдельные кабели энкодера

• Соединительные кабели мотор-привод

• Дополнительная проводка управления

Это очень выгодно для автоматических транспортных средств, внутреннее пространство для установки которых ограничено.

Ускоренная системная интеграция

Производители OEM могут сократить циклы разработки, поскольку система двигателя уже оптимизирована для:

• Управление движением

• Регулирование скорости

• Управление крутящим моментом

• Функции безопасности

Вместо того, чтобы проектировать всю архитектуру привода с нуля, инженеры могут напрямую интегрировать двигатель в платформу AGV.

2.2 Повышенная функциональная безопасность с помощью двухканальной технологии STO

Безопасность является одним из наиболее важных требований к современным AGV, работающим на заводах, складах и в средах совместной работы человека и машины.

В отличие от традиционных методов аварийной остановки, которые просто отключают питание, STO напрямую отключает способность серводвигателя создавать крутящий момент.

Когда STO активирован:

• Выходной ток двигателя безопасно прерывается

• Генерация крутящего момента удалена

• Неожиданное движение двигателя предотвращается.

AGV остается с электрическим приводом, в то время как двигатель не может генерировать крутящий момент.

Почему двухканальный STO важен для приложений AGV

Двухканальная конструкция STO использует два независимых входных канала безопасности.

Например:

• СТО Канал 1

• СТО Канал 2

Оба канала должны работать правильно, чтобы обеспечить нормальную работу двигателя.

Если в одном канале происходит:

• Короткое замыкание

• Неисправность проводки

• Неисправность компонента

Система безопасности может обнаружить ненормальное состояние и предотвратить небезопасную работу.

Это обеспечивает:

• Более высокая способность обнаружения неисправностей

• Улучшенная безопасность

• Лучшее соблюдение стандартов промышленной безопасности

Для производителей AGV, нацеленных на международные рынки, двухканальный STO помогает удовлетворить требования безопасности, связанные с:

• Безопасность машин

• Функциональная безопасность

• Сотрудничество человека и робота

2.3 Улучшение характеристик движения и точности управления

AGV требуют точного управления движением, особенно в таких приложениях, как:

• Навигация по складу

• Автоматизированные производственные линии

• Транспортировка материалов

• Док-станции для роботов

Встроенные серводвигатели постоянного тока обеспечивают управление с обратной связью посредством обратной связи с энкодером.

По сравнению с системами двигателей с разомкнутым контуром сервоуправление обеспечивает:

Точная регулировка скорости

Контроллер постоянно контролирует фактическую скорость двигателя и автоматически регулирует выходную мощность.

Преимущества:

• Стабильная работа на низких скоростях

• Плавное ускорение и замедление

• Снижение колебаний скорости при изменении нагрузки

Высокий крутящий момент

AGV часто запускаются и останавливаются во время работы.

Встроенные серводвигатели обеспечивают:

• Быстрая реакция крутящего момента

• Сильные стартовые возможности

• Улучшенные характеристики скалолазания

Это особенно важно для AGV, перевозящих тяжелые грузы или работающих на пандусах.

Улучшенные возможности позиционирования

Обратная связь энкодера позволяет:

• Точное позиционирование

• Точная стыковка

• Улучшена производительность навигации.

Это помогает AGV достичь более высокой точности автоматизации на «умных» заводах.

2.4 Компактная конструкция и преимущества экономии места

AGV имеют строгие ограничения на механическое пространство, поскольку батареи, датчики, контроллеры и системы привода должны помещаться внутри компактного шасси.

Встроенные серводвигатели занимают меньшую площадь при установке по сравнению с отдельными системами моторного привода.

Преимущества включают в себя:

Уменьшенный размер шкафа управления

Традиционные сервосистемы требуют:

• Внешние сервоусилители

• Клеммные колодки

• Дополнительные системы охлаждения

Интегрированные решения уменьшают или устраняют эти компоненты.

Гибкая механическая конструкция

Компактный серводвигатель позволяет разработчикам AGV:

• Уменьшить размер шасси

• Увеличение емкости аккумулятора

• Улучшить коэффициент полезной нагрузки

• Оптимизируйте расположение колес

Для небольших AMR и мобильных роботов экономия места может напрямую улучшить общую производительность системы.

2.5. Более высокая энергоэффективность и увеличение времени работы от аккумулятора.

Эффективность аккумулятора является критическим фактором для AGV, поскольку время работы напрямую влияет на производительность.

Встроенные серводвигатели постоянного тока повышают энергоэффективность за счет:

Интеллектуальный контроль тока

Сервоконтроллер регулирует ток двигателя в соответствии с фактическими требованиями нагрузки.

Когда AGV требует меньше крутящего момента:

• Ток двигателя уменьшается

• Потребление энергии снижается

• Время автономной работы увеличивается

Снижение потерь мощности

По сравнению с внешними приводными системами увеличенного размера интегрированные сервоприводы сводят к минимуму:

• Потери в кабеле

• Потери конверсии

• Ненужное энергопотребление

Это помогает AGV достичь:

• Более длительные рабочие циклы

• Снижена частота зарядки

• Снижение эксплуатационных расходов

2.6 Повышение надежности при непрерывной круглосуточной работе AGV

Многие промышленные AGV непрерывно работают в:

• Распределительные центры

• Автомобильные заводы

• Заводы по производству электроники

• Логистические склады

Поэтому системы привода должны выдерживать:

• Непрерывная работа

• Вибрация

• Частые ускорения

• Термический стресс

Встроенные серводвигатели повышают надежность за счет уменьшения количества внешних соединений.

Преимущества включают в себя:

Меньше точек отказа

Упрощенная система снижает риски, вызванные:

• Ослабленные разъемы

• Повреждение кабеля

• Неправильная проводка

Лучшая защита окружающей среды

Многие встроенные серводвигатели AGV поддерживают:

• Защита IP65

• Устойчивость к пыли

• Устойчивость к брызгам воды

• Промышленная температура эксплуатации

Это делает их пригодными для сложных промышленных условий.

2.7 Упрощение обслуживания и устранения неполадок

Для операторов AGV время простоя напрямую влияет на эффективность производства.

Встроенные серводвигатели упрощают обслуживание благодаря:

Встроенная диагностика

Многие современные серводвигатели обеспечивают:

• Обратная связь о неисправности

• Защита от перегрузки по току

• Сигнализация перегрева

• Обнаружение ошибок энкодера

• Мониторинг состояния СТО

Инженеры по техническому обслуживанию могут быстро выявить проблемы, не проверяя несколько компонентов.

Быстрая замена

Поскольку двигатель и контроллер интегрированы:

• Меньшее количество компонентов требует замены

• Время установки сокращается

• Восстановление системы становится быстрее

Это особенно ценно для больших парков AGV.

2.8 Гибкая связь для интеллектуальных систем AGV

Современные AGV требуют связи между:

• Контроллеры движения

• ПЛК безопасности

• Системы управления автопарком

• Навигационные системы

Встроенные серводвигатели постоянного тока могут поддерживать такие протоколы связи, как:

• CANopen

• CANopen безопасность

• EtherCAT

• RS485

• Модбус РТУ

Это позволяет:

• Мониторинг двигателя в реальном времени

• Конфигурация параметров

• Удаленная диагностика

• Интеллектуальное управление автопарком

Для приложений Индустрии 4.0 возможности связи становятся ключевым фактором при выборе. Поставщики двигателей AGV.

2.9 Снижение совокупной стоимости владения (TCO)

Хотя встроенные серводвигатели могут иметь более высокую первоначальную стоимость компонентов по сравнению с базовыми двигателями постоянного тока, они часто обеспечивают более низкую общую стоимость системы.

Экономия достигается за счет:

Снижение затрат на проектирование

Меньше времени требуется на:

• Электрический проект

• Разработка электропроводки

• Интеграция программного обеспечения

Сниженная стоимость установки

Упрощенные соединения уменьшают:

• Время сборки

• Требования к рабочей силе

• Отладка рабочей нагрузки

Снижение затрат на техническое обслуживание

Более высокая надежность и встроенная диагностика позволяют снизить:

• Время простоя

• Требования к запасным частям

• Стоимость услуг

Для OEM-производителей AGV общая стоимость жизненного цикла часто более важна, чем первоначальная закупочная цена.

Вывод: почему интегрированные серводвигатели постоянного тока с STO идеальны для современных систем AGV

Встроенные серводвигатели постоянного тока AGV с двухканальным STO обеспечивают комплексное решение для движения и безопасности для автоматизированных транспортных средств нового поколения.

К их основным преимуществам относятся:

• Упрощенная архитектура системы

• Уменьшенная сложность проводки

• Высокоточное сервоуправление

• Повышенная функциональная безопасность

• Компактная механическая конструкция

• Повышенная энергоэффективность

• Надежная круглосуточная работа

• Более простое обслуживание

• Гибкие возможности связи

Для производителей AGV и AMR выбор встроенного серводвигателя с функцией STO — это не только решение по выбору двигателя, но и стратегический выбор для повышения безопасности, эффективности и долгосрочной надежности системы.

Jkongmotor Индивидуальные движения серводвигателя

Универсальный поставщик интегрированных решений для серводвигателей постоянного тока

3. Должны ли серводвигатели AGV использовать источник питания 24 В или 48 В?

Выбор правильного напряжения питания является одним из наиболее важных решений при проектировании системы привода AGV (автоматизированного транспортного средства) или AMR (автономного мобильного робота). Выбор между серводвигателями постоянного тока 24 В и серводвигателями постоянного тока 48 В напрямую влияет на:

• Мощность двигателя

• Эффективность батареи

• Текущее потребление

• Тепловые характеристики

• Требования к проводке

• Грузоподъемность AGV

• Общая надежность системы

Не существует универсального ответа, что 24 В всегда лучше, чем 48 В, и наоборот. Оптимальное напряжение зависит от нагрузочной способности AGV , рабочей скорости, условий труда, архитектуры аккумуляторной батареи и требований безопасности..

В современных приложениях AGV системы 24 В обычно используются для компактных мобильных роботов и легких логистических транспортных средств, в то время как сервосистемы 48 В все чаще отдаются предпочтение для тяжелых AGV, требующих более высокого крутящего момента и более длительного времени работы.

3.1 Понимание взаимосвязи между напряжением, током и мощностью двигателя

Основная связь между электрической мощностью, напряжением и током следующая:

Мощность (Вт) = Напряжение (В) × Ток (А)

Для той же выходной мощности двигателя:

• Система с более низким напряжением требует более высокого тока.

• Система с более высоким напряжением требует меньшего тока.

Например:

Для серводвигателя AGV мощностью 400 Вт требуется примерно:

Система 24 В:

400 Вт ÷ 24 В ≈ 16,7 А

Система 48 В:

400 Вт ÷ 48 В ≈ 8,3 А

Система 48 В требует примерно вдвое меньше тока по сравнению с системой 24 В.

Меньший ток дает несколько преимуществ:

• Уменьшенный нагрев кабеля

• Требования к меньшему диаметру проволоки

• Снижение электрических потерь

• Повышенная эффективность при длительной эксплуатации

Это одна из причин, почему многие автоматические транспортные средства средней и большой мощности переходят на архитектуру с напряжением 48 В.

3.2 Преимущества Серводвигатели постоянного тока 24 В для приложений AGV

Серводвигатели постоянного тока 24 В остаются одним из наиболее широко используемых решений в системах AGV и AMR, особенно для компактного и внутреннего применения.

3.2.1 Подходит для малых и средних AGV

Сервосистемы на 24 В обычно используются в:

• Складские AGV

• Роботы-доставщики

• Инспекционные роботы

• Больничные транспортные роботы

• Малые погрузочно-разгрузочные машины

Типичные характеристики:

• Полезная нагрузка: легкие и средние нагрузки

• Рабочая скорость: от низкой до средней скорости.

• Внутренние помещения

• Короткие расстояния поездок

Для этих применений напряжение 24 В обеспечивает достаточный крутящий момент, сохраняя при этом простоту электрической системы.

3.2.2 Лучшая совместимость со стандартными аккумуляторными системами AGV

Многие компактные AGV используют:

• литиевые батареи 24 В

• Свинцово-кислотные аккумуляторы 24 В

• Промышленные энергосистемы 24 В

Использование серводвигателя на 24 В обеспечивает прямую интеграцию с существующими аккумуляторными платформами без дополнительного преобразования напряжения.

Преимущества включают в себя:

• Более низкая стоимость системы

• Упрощенное управление аккумулятором

• Более простое обслуживание

• Более широкая доступность компонентов

3.2.3 Снижение риска безопасности

С точки зрения электробезопасности системы 24 В имеют преимущества:

• Снижение риска поражения электрическим током

• Более простое соблюдение требований безопасности

• Упрощенная конструкция защиты

Для управляемых человеком автоматизированных транспортных средств, работающих в:

• Больницы

• Офисы

• Розничная торговля

Часто предпочитают системы на 24 В из-за их более безопасных характеристик при низком напряжении.

3.2.4 Более низкая первоначальная стоимость системы

По сравнению с системами более высокого напряжения, решения на 24 В обычно требуют:

• Недорогие аккумуляторы

• Более простые контроллеры

• Менее дорогие силовые компоненты

Для чувствительных к затратам приложений AGV напряжение 24 В остается привлекательным выбором.

3.3 Ограничения серводвигателей 24 В в мощных автоматических транспортных средствах

Хотя системы 24 В широко используются, они имеют ограничения, когда AGV требуют более высокой производительности.

3.3.1 Более высокий ток потребления

По мере увеличения мощности двигателя ток значительно возрастает.

Высокий ток создает проблемы:

• Еще кабельное отопление

• Больший размер провода

• Более высокие требования к разъему

• Повышенные потери мощности

Например, тяжелые AGV, которым требуется несколько сотен ватт на колесо, могут стать неэффективными при использовании систем с напряжением 24 В.

3.3.2 Снижение эффективности при тяжелых нагрузках

Большие AGV, перевозящие:

• Автомобильные компоненты

• Поддоны

• Промышленные материалы

требуют высокого крутящего момента во время:

• Начало

• Ускорение

• Подъем по рампе

Для системы 24 В может потребоваться очень высокий выходной ток, что увеличивает:

• Расход батареи

• Термический стресс

• Рабочая нагрузка контроллера

3.4 Преимущества Серводвигатели постоянного тока 48 В для тяжелых транспортных средств (AGV)

Серводвигатели на 48 В становятся все более популярными в промышленных приложениях AGV, поскольку они обеспечивают более высокую удельную мощность и лучшую эффективность.

3.4.1 Возможности более высокой мощности

Системы 48 В лучше подходят для:

• Тяжелые AGV

• Автономные вилочные погрузчики

• Заводские транспортные роботы

• Мобильные роботы для улицы

• Большие AMR

Типичные области применения включают в себя:

• Полезная нагрузка от нескольких сотен килограммов до нескольких тонн.

• Перевозки на дальние расстояния

• Непрерывная промышленная эксплуатация

3.4.2 Меньший ток и лучшие тепловые характеристики

Поскольку двигателю на 48 В требуется меньший ток при той же выходной мощности, он снижает:

• Выделение тепла приводом двигателя

• Повышение температуры кабеля

• Стресс разряда аккумулятора

Это улучшает:

• Надежность системы

• Операционная эффективность

• Срок службы компонента

Для AGV, работающих круглосуточно, 7 дней в неделю, тепловые характеристики являются критическим фактором проектирования.

3.4.3 Увеличение времени работы от батареи

Система 48 В улучшает использование батареи, потому что:

• Электрические потери сокращаются

• Пиковые значения тока ниже

• Эффективность преобразования энергии повышается

Преимущества:

• Более длительные рабочие циклы

• Менее частая зарядка

• Более высокая производительность

Это особенно важно для:

• Автоматизированные склады

• Умные заводы

• Логистические центры

3.4.4 Повышение производительности для приложений с высоким крутящим моментом

Тяжелые AGV требуют сильного крутящего момента во время:

• Начальное движение

• Ускорение нагрузки

• Подъем по склону

• Аварийная остановка

Серводвигатели 48 В обеспечивают следующие преимущества:

• Пиковый выходной крутящий момент

• Динамический отклик

• Возможность непрерывной работы

Их часто сочетают с:

• Планетарные редукторы

• Колесные приводы

• Интегрированные сервоприводы

для достижения более высоких тяговых характеристик.

3.5 Сравнение серводвигателей AGV 24 В и 48 В

3.6 Как выбрать напряжение 24 В или 48 В для серводвигателей AGV?

При выборе правильного напряжения производители AGV должны учитывать следующие факторы.

3.6.1 Вес полезной нагрузки

Выбирайте 24 В, если:

• Полезная нагрузка относительно легкая

• Размер автомобиля компактный

• Требуется умеренный крутящий момент

Выбирайте 48 В, если:

• Полезная нагрузка превышает несколько сотен килограммов

• Требуется высокий пусковой момент

• Тяжелые материалы перевозятся

3.6.2 Операционная среда

Внутреннее применение

24 В часто бывает достаточно для:

• Склады

• Больницы

• Мастер-классы

Промышленное применение в тяжелых условиях

48 В обычно предпочтительнее для:

• Автомобильные заводы

• Производственные предприятия

• Крупные логистические центры

3.6.3 Требования к времени работы

Для работающих AGV:

• Несколько смен

• работа 24/7

• Большие расстояния путешествия

Системы на 48 В обычно обеспечивают более высокую энергоэффективность.

3.6.4 Требования к скорости и ускорению

Более производительные AGV, требующие:

• Более быстрое ускорение

• Более высокая скорость движения

• Частая смена нагрузки

преимущества серводвигателей на 48 В.

3.7 Интеграция Серводвигатели 24 В/48 В с функцией безопасности STO

Независимо от того, использует ли AGV архитектуру питания 24 В или 48 В, безопасность остается важной.

Высокопроизводительная сервосистема AGV должна включать в себя:

• Двухканальный СТО

• Обратная связь с энкодером

• Совместимость с ПЛК безопасности

• Интеграция аварийной остановки

Выбор напряжения влияет на производительность двигателя, а STO обеспечивает безопасную работу.

Например:

Встроенный серводвигатель 24 В с STO

Подходит для:

• Малые AMR

• Коллаборативные роботы

• Внутренние логистические роботы

Встроенный серводвигатель 48 В с STO

Подходит для:

• Тяжелые AGV

• Промышленные мобильные роботы

• Автоматизированные вилочные погрузчики

Обе системы могут достичь высокого уровня безопасности при правильной интеграции.

3.8 Будущие тенденции: почему все больше промышленных AGV переходят на системы 48 В

По мере развития технологии AGV производители требуют:

• Более высокая грузоподъемность

• Более длительное время работы

• Более быстрое движение

• Меньший размер автомобиля

Эти тенденции способствуют более широкому распространению сервосистем на 48 В.

Ожидается, что будущие платформы AGV будут использовать:

• Системы литиевых батарей 48 В

• Интегрированные серводвигатели

• Функции функциональной безопасности

• Интеллектуальные сети связи

Однако системы 24 В будут продолжать доминировать в компактных приложениях AMR из-за их простоты, доступности и преимуществ безопасности.

Вывод: выбор правильного напряжения для серводвигателей AGV

Выбор между серводвигателями AGV 24 В и 48 В зависит от конкретных требований применения.

Серводвигатели постоянного тока 24 В идеально подходят для:

• Компактные AGV

• Легкие мобильные роботы

• Внутренние логистические системы

• Приложения, чувствительные к затратам

Серводвигатели постоянного тока 48 В лучше подходят для:

• Тяжелые AGV

• Приложения с высоким крутящим моментом

• Длительные рабочие циклы

• Системы промышленной автоматизации

Для OEM-производителей AGV лучшим решением является не просто выбор двигателя с более высоким напряжением, а выбор уровня напряжения, обеспечивающего оптимальный баланс между:

• Производительность крутящего момента

• Эффективность батареи

• Требования безопасности

• Стоимость системы

• Долгосрочная надежность

Правильно выбранный встроенный серводвигатель постоянного тока на 24 В или 48 В с функцией STO может значительно улучшить производительность, безопасность и эффективность работы AGV.

4. Как механический тормоз работает вместе с функцией STO?

В современных системах AGV (автоматизированное транспортное средство) и AMR (автономный мобильный робот) безопасность не может зависеть от одного метода защиты. Хотя STO (Safe Torque Off) обеспечивает необходимый уровень функциональной безопасности, предотвращая создание крутящего момента серводвигателем, он физически не удерживает AGV на месте.

Для приложений, включающих:

• Перевозка тяжелых грузов

• Наклонные поверхности

• Парковочные места

• Вертикальные подъемные механизмы

• Длительные остановки

механический тормоз . Для совместной работы с STO часто требуется

Комбинация серводвигателя + двухканального STO + электромагнитного тормоза создает комплексное решение безопасности, которое обеспечивает:

1. Безопасное снятие крутящего момента

2. Надежная механическая фиксация

Понимание разницы между STO и механическим торможением имеет решающее значение при проектировании безопасных систем питания AGV.

4.1 Разница между функцией STO и механическим тормозом

Хотя STO и механические тормоза связаны с остановкой движения, они выполняют совершенно разные функции.

Функция STO: предотвращение создания крутящего момента двигателя

STO — это электронная функция безопасности, встроенная в сервопривод.

Когда STO активирован:

• Привод прекращает подачу энергии в цепи создания крутящего момента двигателя.

• Двигатель не может создавать крутящий момент

• Неконтролируемое ускорение двигателя предотвращается.

Однако STO не останавливает активно механическое движение..

Например:

• Движущийся AGV может продолжать катиться по инерции.

• Автомобиль на склоне может двинуться назад

• Подвешенный груз может упасть без дополнительной удерживающей силы.

STO обеспечивает безопасность двигателя, но не блокирует механическую систему.

Механический тормоз: физическое удержание нагрузки

Механический тормоз использует физическое трение или блокирующую силу для предотвращения движения.

Общие типы тормозов AGV включают:

• Электромагнитные стояночные тормоза

• Пружинные тормоза

• Дисковые тормоза

• Барабанные тормоза

Типичный тормоз серводвигателя AGV работает следующим образом:

Приведенный в действие двигателем

• Электромагнитный тормоз получает напряжение

• Тормозные отпуска

• Мотор вращается нормально

Отключено питание или возникла неисправность

• Тормозная катушка теряет мощность

• Усилие пружины включает тормоз

• Колесо или вал двигателя механически заблокированы

Это обеспечивает надежную удерживающую силу даже при отсутствии электроэнергии.

4.2 Почему одной STO недостаточно для обеспечения безопасности AGV

Многие конструкторы AGV изначально предполагают, что STO может полностью остановить и удержать автомобиль. Однако STO отключает только создание крутящего момента.

В некоторых ситуациях требуется дополнительная механическая фиксация.

4.2.1 AGV, работающие на склонах

Когда AGV останавливается на наклонной поверхности, сила тяжести создает тяговую силу.

Даже если STO активен:

• Крутящий момент двигателя удален.

• Колеса не заблокированы

• Автомобиль может скатиться вниз по склону

Механический тормоз предотвращает нежелательное движение.

Типичные применения:

• Складские пандусы

• Наружные AGV

• Заводские полы с неровными поверхностями

• Автоматизированные вилочные погрузчики

4.2.2 Транспортировка тяжелой полезной нагрузки

Чем тяжелее нагрузка AGV, тем выше риск движения после активации STO.

Например:

2-тонный AGV с промышленными компонентами требует надежного удерживающего механизма, поскольку:

• Инерция автомобиля высокая

• Внешние силы могут сдвинуть платформу

• Требования безопасности ужесточаются

Механический тормоз обеспечивает необходимый удерживающий момент после снятия крутящего момента двигателя.

4.2.3 Условия долгосрочной парковки или ожидания

Во время длительного простоя:

• STO предотвращает активацию двигателя

• Тормоз сохраняет механическое положение

Это уменьшает:

• Обогрев двигателя

• Расход батареи

• Ток удержания сервопривода

Для автоматических транспортных средств, постоянно работающих на заводах, это повышает энергоэффективность.

4.3 Типичная рабочая последовательность между STO и механическим тормозом

Правильно спроектированная система безопасности AGV не активирует STO и тормоз случайным образом. Последовательность должна быть скоординирована.

Обычный процесс безопасной остановки:

Нормальная работа AGV

1. Сервопривод получает команды движения

2. Двигатель генерирует крутящий момент

3. Механический тормоз остается отпущенным

4. АГВ движется нормально

Процесс контролируемой остановки

1. AGV получает команду остановки

2. Сервоконтроллер выполняет замедление

3. Скорость двигателя снижается до нуля

4. Тормоз включается

5. СТО активирован

Эта последовательность обеспечивает:

• Плавная остановка

• Снижение механического воздействия

• Безопасное снятие крутящего момента

• Надежный холдинг

Процесс аварийной остановки

Для экстренных ситуаций:

1. Сработал аварийный сигнал

2. ПЛК безопасности отправляет команду остановки

3. Каналы STO активированы

4. Крутящий момент двигателя немедленно снимается.

5. При необходимости срабатывает механический тормоз.

Точная последовательность зависит от:

• Скорость АГВ

• Состояние нагрузки

• Требования категории безопасности

• Результаты оценки риска

4.4 Интеграция механического тормоза с двухканальной системой STO

Современные сервосистемы AGV обычно сочетают в себе:

• Сервопривод

• Двухканальные входы STO

• Выход управления тормозом

• Обратная связь с энкодером

• ПЛК безопасности

Типичная архитектура:

ПЛК безопасности | | Двухканальный СТО | Сервопривод | Серводвигатель постоянного тока | Механический тормоз | Колесо АГВ 

ПЛК безопасности управляет обоими:

• активация СТО

• Включение тормоза

Это создает многоуровневую структуру безопасности.

4.5 Методы управления тормозом в серводвигателях AGV

Существует несколько способов управления электромагнитным тормозом.

Метод 1: Управление тормозом с сервоприводом

Сервопривод непосредственно управляет работой тормоза.

Преимущества:

• Автоматический контроль времени

• Согласовано со скоростью двигателя

• Уменьшенная сложность программирования

Типичная последовательность:

• Двигатель останавливается

• Тормоз включается

• СТО активируется

Метод 2: Тормоз, управляемый ПЛК безопасности

ПЛК безопасности самостоятельно контролирует:

• сигналы СТО

• Тормозное реле

Преимущества:

• Повышенная гибкость безопасности

• Более простая интеграция в сложные системы

Подходит для:

• Большой парк AGV

• Многоосные мобильные роботы

• Системы промышленной автоматизации

Метод 3: Механический тормоз с защитой от отключения питания

Пружинные электромагнитные тормоза обычно используются, потому что:

• Тормоз срабатывает при отключении питания

• Безопасное состояние достигается автоматически

Это важно для:

• Неисправности батареи

• Аварийные отключения

• События отключения кабеля

4.6 Как выбрать правильный тормоз для серводвигателя AGV?

Выбор тормоза требует учета нескольких механических факторов.

4.6.1 Удерживающий крутящий момент

Удерживающий момент тормоза должен превышать максимальную внешнюю нагрузку.

Факторы включают в себя:

• Вес АГВ

• Вес полезной нагрузки

• Диаметр колеса

• Максимальный угол наклона

Всегда следует учитывать запас прочности.

4.6.2 Время реакции тормоза

Быстрая реакция тормоза важна в экстренных ситуациях.

Важные параметры:

• Время отпускания тормоза

• Время включения тормоза

• Механическая задержка

Для критически важных для безопасности автоматических транспортных средств более короткое время реагирования улучшает защиту.

4.6.3 Рабочий цикл

Тормоза AGV могут испытывать:

• Частые остановки

• Непрерывное удержание

• Аварийная активация

Тормоз должен соответствовать:

• Рабочая частота

• Тепловые требования

• Ожидаемый срок службы

4.7 Применение механического тормоза + STO в различных системах AGV

Складские AGV

Требования:

• Частые циклы старт/стоп.

• Человеческое взаимодействие

• Точное позиционирование

Рекомендуется:

• STO для остановок безопасности

• Тормоз для парковки

Тяжелые промышленные AGV

Требования:

• Высокая полезная нагрузка

• Длительная работа

• Возможность наклона

Рекомендуется:

• Двухканальный СТО

• Электромагнитный тормоз с высоким крутящим моментом

Автоматизированные вилочные погрузчики AGV

Требования:

• Вертикальная погрузка груза

• Точная остановка

Рекомендуется:

• СТО

• Механический стояночный тормоз

• Дополнительный контроль безопасности

Наружные мобильные роботы

Требования:

• Устойчивость к атмосферным воздействиям

• Неровная местность

• Аварийное удержание

Рекомендуется:

• Серводвигатель со степенью защиты IP

• СТО

• Надежный механический тормоз

4.8 Преимущества сочетания STO и механического тормоза в системах AGV

Использование STO вместе с механическим тормозом дает ряд преимуществ:

Улучшенная безопасность

• Предотвращает неожиданный крутящий момент двигателя

• Препятствует движению автомобиля

• Поддерживает аварийную остановку

Улучшенная защита нагрузки

• Предотвращает скольжение

• Защищает перевозимые товары

• Уменьшает механические удары

Более высокая надежность системы

• Сохраняет положение при отключении питания

• Снижает зависимость от программного управления

• Обеспечивает несколько уровней безопасности

Соблюдение требований промышленной безопасности

Комбинация:

• Двухканальный СТО

• Механический тормоз

• ПЛК безопасности

помогает системам AGV достичь более высокого уровня функциональной безопасности.

Вывод: STO и механический тормоз являются взаимодополняющими технологиями безопасности.

Для приложений AGV и AMR STO и механические тормоза не следует рассматривать как альтернативу. Они решают различные проблемы безопасности.

• STO защищает от непреднамеренного создания крутящего момента двигателя.

• Механические тормоза защищают от нежелательного физического движения.

Надежная система привода AGV обычно сочетает в себе:

• Низковольтный серводвигатель постоянного тока

• Встроенный сервопривод

• Двухканальный СТО

• Электромагнитный стояночный тормоз

• Безопасность связи с ПЛК

Такое сочетание обеспечивает более безопасную работу, лучший контроль нагрузки и более высокую надежность современных автоматизированных транспортных систем. Для производителей AGV, разрабатывающих усовершенствованные мобильные роботы, интеграция функций STO и механического торможения является ключевым подходом к обеспечению безопасного и эффективного управления движением.

5. Как реализовать безопасный останов 1 (SS1) с функцией STO?

5.1 Разница между STO и SS1

СТО:

• Немедленно устраняет возможность крутящего момента

• Не контролирует остановку движения

СС1:

• Сначала выполняет контролируемое замедление

• Затем активирует STO

Для AGV, перевозящих тяжелые грузы, обычно предпочтительнее использовать SS1, поскольку внезапное снижение крутящего момента может вызвать:

• Переключение нагрузки

• Механический удар

• Снижение точности позиционирования

5.2 Типичная реализация SS1 в системах AGV

ПЛК безопасности или реле безопасности отслеживают аварийные сигналы.

Последовательность:

1. Нажата аварийная кнопка

2. Контроллер безопасности отправляет команду остановки

3. Сервопривод выполняет контролируемое торможение

4. После мониторинга задержки/времени:

5. Двухканальный STO активируется

Преимущества:

• Более плавная остановка

• Снижение механического напряжения

• Лучшая защита груза

6. Как выбрать сервоприводы, поддерживающие безопасность FSoE или CANopen?

6.1 Требования к коммуникации по вопросам безопасности для современных AGV

Усовершенствованные AGV часто требуют связи между:

• ПЛК безопасности

• Сервоприводы

• Контроллеры двигателей

• Лазерные сканеры

• Датчики безопасности

Общие протоколы безопасности включают в себя:

FSoE (функциональная безопасность через EtherCAT)

Подходит для:

• Высокопроизводительные системы автоматизации

• Умные заводы

• Многоосные AGV

Преимущества:

• Быстрая связь

• Высокая точность синхронизации

• Интегрированная сеть безопасности

CANopen безопасность

Подходит для:

• Мобильные роботы

• AGV

• Распределенные системы управления

Преимущества:

• Экономически эффективный

• Простая архитектура

• Широкое внедрение в отрасли

6.2 Критерии выбора сервоприводов безопасности

Выбирайте диски с:

• Двухканальные входы STO

• Возможности SIL2/SIL3

• Поддержка безопасного общения

• Совместимость с обратной связью энкодера

• Диагностические функции

7. Может ли STO самостоятельно предотвратить случайное скольжение AGV на склонах?

Для приложений AGV (автоматизированное транспортное средство) и AMR (автономный мобильный робот) безопасность во время остановки является критически важным фактором при проектировании, особенно когда транспортное средство работает на пандусах, наклонных поверхностях или неровных заводских полах..

Среди инженеров AGV часто возникает вопрос:

Может ли одна только функция STO (Safe Torque Off) предотвратить случайное скольжение AGV на склонах?

Ответ — нет. Сама по себе STO не может гарантировать, что AGV останется неподвижным на склоне.

STO предназначен для безопасного снятия крутящего момента двигателя , предотвращая непреднамеренное движение двигателя. Однако он не обеспечивает физической силы фиксации, удерживающей автомобиль на месте.

Для работы на склонах производители AGV обычно комбинируют:

• Двухканальная функция STO

• Электромагнитный механический тормоз

• Правильная понижающая передача

• Стратегия контроля против отката

для достижения надежной остановки и удержания.

7.1 Понимание того, что на самом деле делает STO в системах AGV

STO — это функция функциональной безопасности, встроенная в сервоприводы, которая предотвращает создание крутящего момента двигателем.

Когда STO активирован:

1. Сервопривод отключает силовую ступень.

2. Подача тока на двигатель прервана

3. Генерация крутящего момента прекращается

4. Двигатель не может активно вращать колесо.

Это защищает от:

• Неожиданный запуск двигателя

• Неконтролируемое ускорение

• Ошибки сервоуправления

• Сбои в цепи безопасности

Однако STO не создает тормозной момент..

Вал двигателя и колеса остаются механически свободными, если не применяется другой удерживающий механизм.

7.2 Почему AGV все еще может двигаться после активации STO на склоне

Когда AGV работает на склоне, некоторые физические силы могут вызвать движение даже после активации STO.

7.2.1 Сила тяжести на наклонных поверхностях

Самый важный фактор – гравитация.

Когда AGV припаркован на склоне, вес автомобиля создает нисходящую силу.

Составляющая силы, тянущая AGV вниз по склону, зависит от:

• Вес автомобиля

• Угол наклона

• Трение колес

• Распределение нагрузки

Если сила спуска превышает сопротивление:

• Трение шин

• Сопротивление коробки передач

• Механическая структура

AGV может медленно катиться.

7.2.2 Потеря удерживающего момента двигателя

Во время нормальной работы серводвигатели могут сохранять положение, активно создавая крутящий момент.

Например:

• AGV останавливается у пандуса

• Сервопривод поддерживает удерживающий момент при нулевой скорости.

• Мотор сопротивляется внешнему движению

После активации STO:

• Крутящий момент двигателя исчезает

• Удержание позиции снято

• Внешние силы могут сдвинуть автомобиль

Вот почему STO не следует рассматривать как замену механического тормоза.

7.2.3 Тяжелая полезная нагрузка увеличивает риск скольжения

Чем тяжелее нагрузка AGV, тем больше потенциальная сила скольжения.

Тяжелые AGV перевозят:

• Автомобильные компоненты

• Стальные материалы

• Поддоны

• Промышленное оборудование

требуют более сильных сдерживающих решений.

Для этих приложений использование только STO может создать угрозу безопасности.

7.3 STO и механический тормоз: разные функции безопасности

Распространенным заблуждением является то, что STO и механические тормоза выполняют одну и ту же функцию.

На самом деле они решают разные проблемы.

В лучшей архитектуре безопасности AGV используются обе технологии вместе.

7.4 Рекомендуемая архитектура безопасности для автоматических транспортных средств, работающих на склонах

Для автоматических транспортных средств, работающих на наклонных поверхностях, типичная конструкция безопасности включает в себя:

Шаг 1: Контролируемое замедление

Перед активацией STO:

• Сервоконтроллер снижает скорость

• AGV плавно тормозит

• Механическое воздействие сведено к минимуму

Зачастую это реализуется посредством:

• SS1 (Безопасная остановка 1)

• Управляемые команды торможения

Шаг 2. Включение механического тормоза

После того, как AGV достигнет безопасной или нулевой скорости:

• Электромагнитный тормоз срабатывает

• Колесо или вал двигателя физически заблокированы

Тормоз обеспечивает:

• Удерживающий крутящий момент

• Защита от отката

• Стабильное положение при парковке

Шаг 3: Активация STO

После торможения:

• Двухканальные входы STO активированы.

• Генерация крутящего момента двигателя безопасно отключена.

Окончательное состояние становится:

Крутящий момент двигателя снят + механическое положение заблокировано

Это обеспечивает более высокий уровень безопасности.

7.5 Роль электромагнитных тормозов в системах AGV на склонах

Электромагнитные тормоза обычно интегрируются в серводвигатели AGV, поскольку они обеспечивают надежную удерживающую силу.

Типичный пружинный электромагнитный тормоз работает следующим образом:

Во время нормального движения

• Тормозная катушка получает питание

• Тормозные отпуска

• Мотор вращается нормально

Во время остановки или сбоя питания

• Тормозное усилие снято

• Усилие пружины включает тормоз

• Вал двигателя заблокирован

Эта конструкция обеспечивает функцию отказоустойчивости, поскольку тормоз автоматически включается при потере питания.

7.6 Как выбрать правильный тормоз для AGV на склоне?

Выбор тормоза требует расчета необходимого удерживающего момента.

Важные факторы включают в себя:

7.6.1 Вес и полезная нагрузка AGV

Больший вес автомобиля требует:

• Более высокий тормозной момент

• Более сильная механическая блокировка

7.6.2 Максимальный угол наклона

Более крутой склон создает более высокую силу спуска.

AGV, работающие на:

• пандусы 5°

• Заводские уклоны 10°

• Неровная местность на открытом воздухе

могут потребоваться другие характеристики тормозов.

7.6.3 Диаметр колеса и передаточное число

Механическая трансмиссия влияет на необходимый тормозной момент.

Колеса большего размера и пониженная передача могут потребовать более мощного торможения.

7.6.4 Запас безопасности

Промышленные системы AGV обычно включают дополнительный запас прочности, поскольку реальные условия могут включать:

• Мокрые полы

• Неровные поверхности

• Переменная полезная нагрузка

• Износ шин

7.7 Могут ли коробки передач предотвратить скольжение AGV без тормоза?

В некоторых системах AGV используются мотор-редукторы, особенно:

• Серводвигатели постоянного тока с планетарным редуктором

• Серводвигатели с червячным редуктором

для улучшения удерживающей способности.

Однако само по себе сопротивление редуктора обычно не считается полным решением безопасности.

Преимущества червячной передачи

Системы червячной передачи могут обеспечить:

• Высокий коэффициент уменьшения

• Повышенная способность самоблокировки

• Более высокое сопротивление удержанию

Однако:

• Характеристики самоблокировки зависят от конструкции

• Износ может снизить эффективность

• Стандарты безопасности все еще могут требовать специального тормоза.

Для критически важных для безопасности автоматических транспортных средств механический тормоз остается предпочтительным решением.

7.8 Приложения, в которых может быть приемлем только STO

Хотя STO сам по себе не подходит для удержания на склоне, некоторые приложения AGV могут не требовать механического тормоза.

Примеры:

Плоский крытый склад AGV

Условия:

• Ровный пол

• Низкая полезная нагрузка

• Низкая внешняя сила

STO может быть достаточно для предотвращения неожиданного срабатывания двигателя.

Малоинерционные мобильные роботы

Примеры:

• Инспекционные роботы

• Маленькие роботы-доставщики

• Легкие AMR

Риск неконтролируемого движения гораздо ниже.

7.9 Приложения, требующие STO + механический тормоз

Механический тормоз настоятельно рекомендуется для:

Тяжелые AGV

Примеры:

• Автомобильное производство

• Транспортные средства для перевозки поддонов

• Заводские логистические роботы

Работа рампы

Примеры:

• Многоуровневые склады

• Погрузочные платформы

• Системы наружной логистики

Вертикальные или подъемные применения

Примеры:

• Подъемные платформы АГВ

• Автоматизированные вилочные погрузчики

• Роботы для обработки материалов

Области человеческого сотрудничества

Если операторы работают рядом с AGV, дополнительная защита повышает безопасность.

7.10 Рекомендации по проектированию безопасности AGV с STO и тормозом

Для надежной работы AGV производителям следует учитывать:

Используйте двухканальный STO

Преимущества:

• Резервный контроль безопасности

• Мониторинг неисправностей

• Более высокий уровень безопасности

Объединить STO с Механическим Холдингом

Рекомендуется для:

• Склоны

• Тяжелые грузы

• Длительные периоды стоянки

Выполните оценку рисков

Оценивать:

• Максимальная нагрузка

• Максимальный уклон

• Тормозной путь

• Условия окружающей среды

Испытайте реальные условия эксплуатации

Валидация должна включать:

• Аварийные остановки

• Сценарии отказа аккумулятора

• Тесты парковки на рампе

• Максимальная полезная нагрузка

Вывод: одна STO не может предотвратить скольжение AGV на склонах

STO — это важная функция безопасности для сервосистем AGV, но она не предназначена для физического удержания автомобиля на месте..

Основная роль СТО заключается в следующем:

• Снятие крутящего момента двигателя

• Предотвращение неожиданной активации диска

• Обеспечение функциональной безопасности защиты

Для AGV, работающих на склонах или перевозящих тяжелые грузы, рекомендуемое решение:

Низковольтный серводвигатель постоянного тока + двухканальный STO + электромагнитный тормоз + безопасное управление ПЛК

Эта комбинация обеспечивает:

• Безопасное снятие крутящего момента

• Надежное удержание позиции

• Защита от случайного скольжения

• Повышенная безопасность эксплуатации AGV

Для современных производителей AGV и AMR понимание разницы между STO и механическим торможением имеет важное значение для разработки безопасных, надежных и соответствующих требованиям систем питания мобильных роботов.

8. Разница между аппаратным STO и программным STO

Аппаратный STO — это функция безопасности, реализуемая через специальные цепи электрической безопасности внутри сервопривода.

Вместо того, чтобы полагаться на команды программного обеспечения, аппаратный STO напрямую прерывает путь энергии, необходимый двигателю для создания крутящего момента.

Типичная аппаратная архитектура STO включает в себя:

• Двухканальные входы STO

• Независимые цепи безопасности

• Механизм отключения силовой ступени

• Компоненты контроля безопасности

Когда срабатывает STO:

1. ПЛК безопасности или аварийная цепь отправляют сигналы STO

2. Входные каналы STO активированы

3. Силовая ступень сервопривода отключена.

4. Генерация крутящего момента двигателя прекращается

5. Привод AGV перестает создавать крутящий момент движения

Действия по обеспечению безопасности происходят независимо от основного программного обеспечения управления.

8.2 Преимущества аппаратного STO для систем AGV

8.2.1 Независимый путь безопасности

Самым большим преимуществом аппаратного STO является то, что функция безопасности не зависит от обычного программного обеспечения управления двигателем.

Даже если проблемы возникают в:

• Прошивка управления движением

• Сеть связи

• Прикладное программное обеспечение

• Главный контроллер

аппаратная схема STO все еще может отключить крутящий момент двигателя.

Это обеспечивает дополнительный уровень безопасности.

8.2.2 Повышенная способность обнаружения неисправностей

Современное аппаратное обеспечение СТО обычно использует:

• Двухканальные входы

• Резервные цепи

• Функции перекрестного мониторинга

Если один канал выходит из строя по причине:

• Короткое замыкание

• Повреждение проводки

• Отказ компонента

система может обнаружить неисправность.

Это улучшает:

• Безопасность надежность

• Диагностические возможности

• Защита машины

8.2.3 Более быстрое реагирование безопасности

Поскольку аппаратный STO напрямую отключает силовой каскад, время отклика обычно очень короткое.

Это важно для:

• Аварийные остановки

• Предотвращение столкновений

• Области взаимодействия человека и машины

Для AGV, работающих рядом с работниками, быстрое снятие крутящего момента снижает потенциальные риски.

8.2.4 Лучшая пригодность для сертификации безопасности

Аппаратное обеспечение STO широко используется в приложениях промышленной безопасности, поскольку оно может поддерживать более высокие требования безопасности.

Типичные области применения включают в себя:

• Заводские AGV

• Логистика автомобильного производства

• Тяжелые мобильные роботы

• Совместные системы автоматизации

Его обычно выбирают, когда требуется соблюдение стандартов функциональной безопасности.

8.3 Что такое программный STO?

Программный STO использует встроенное ПО контроллера двигателя или прикладное программное обеспечение для отключения генерации крутящего момента.

Команда безопасности обрабатывается с помощью программной логики.

Типичная операция:

1. Контроллер получает команду остановки

2. Программное обеспечение обнаруживает состояние безопасности

3. Алгоритм управления отключает выход двигателя

4. Крутящий момент двигателя удален.

В отличие от аппаратного STO, функция безопасности зависит от:

• Работа процессора

• Выполнение прошивки

• Целостность программного обеспечения

• Надежность связи

8.4 Преимущества программного STO

Хотя аппаратный STO предпочтителен для многих приложений, критичных к безопасности, программные функции безопасности также имеют преимущества.

8.4.1 Гибкие функции управления

Программные решения могут обеспечивать расширенные функции управления движением, такие как:

• Контролируемая остановка

• Ограничение крутящего момента

• Мониторинг скорости

• Надзор за должностью

Эти функции можно настроить с помощью параметров программного обеспечения.

8.4.2 Упрощенная системная интеграция

Программные функции безопасности могут упростить:

• Программирование

• Конфигурация параметров

• Настройка системы

Для приложений с меньшими рисками безопасности программное управление может обеспечить достаточную функциональность.

8.4.3 Снижение стоимости системы

По сравнению со специальными аппаратными схемами безопасности программные решения могут сократить:

• Количество компонентов

• Требования к проводке

• Стоимость оборудования

Это может быть привлекательно для:

• Малые AMR

• Образовательные роботы

• Мобильные платформы с низким уровнем риска

8.5 Сравнение аппаратного STO и программного STO

8.6 Почему аппаратное STO предпочтительнее для промышленных AGV

Промышленные AGV часто работают в средах, где нарушения безопасности могут привести к:

• Повреждение оборудования

• Приостановка производства

• Риски травмирования работников

• Материальные потери

Примеры включают в себя:

• Автомобильные заводы

• Заводы по производству аккумуляторов

• Тяжелые логистические склады

• Автоматизированные сборочные линии

В этих приложениях производители обычно отдают предпочтение аппаратному STO, поскольку оно обеспечивает:

Независимая защита

Функция безопасности остается активной, даже если:

• Связь не удалась

• Программное обеспечение контроллера выходит из строя

• Сетевое соединение прервано

Надежное реагирование на чрезвычайные ситуации

При возникновении аварийного сигнала:

• STO немедленно снимает крутящий момент двигателя

• AGV не может продолжать движение

• Риск неожиданного движения сведен к минимуму

Упрощенная проверка безопасности

Аппаратный STO обеспечивает более четкую архитектуру безопасности для:

• Оценка риска

• Тестирование безопасности

• Сертификация машины

8.7 Как аппаратные STO и функции безопасности программного обеспечения работают вместе

Современные системы AGV часто сочетают оба подхода вместо того, чтобы выбирать только один.

Типичная архитектура:

Датчик безопасности | ПЛК безопасности | +----------------+ | | Аппаратное обеспечение STO Программное управление | | Контроллер движения с сервоприводом | Серводвигатель постоянного тока | Колесо АГВ 

Каждый слой выполняет разные функции.

Функции программного обеспечения:

• Нормальное управление движением

• Регулировка скорости

• Контроль положения

• Команды навигации

Аппаратные ручки STO:

• Аварийное снятие крутящего момента

• Защитное отключение

• Защита от неожиданного движения

Такой многоуровневый подход обеспечивает как производительность, так и безопасность.

8.8 Связь между STO и другими функциями безопасности

STO обычно является частью более крупной системы функциональной безопасности.

Общие связанные функции включают в себя:

SS1 (Безопасная остановка 1)

Цель:

• Контролируемое замедление

• Затем активация STO

Используется для:

• Тяжелые AGV

• Чувствительные к нагрузке приложения

SLS (безопасно ограниченная скорость)

Цель:

• Ограничивает скорость AGV в определенных областях.

Используется для:

• Зоны человеческого сотрудничества

• Складские перекрестки

SBC (безопасное управление тормозом)

Цель:

• Безопасно контролирует активацию механического тормоза

Используется для:

• Склоны

• Тяжелые грузы

• Вертикальные системы

8.9 Выбор правильного Решение STO для приложений AGV

При выборе серводвигателя AGV с возможностью STO производители должны оценить:

Требования безопасности

Учитывать:

• Вес полезной нагрузки

• Операционная среда

• Уровень человеческого взаимодействия

• Требуемая категория безопасности

Уровень риска приложения

Приложения с низким уровнем риска:

Примеры:

• Маленькие комнатные роботы

• Лабораторные АМР

Возможное решение:

• Программные функции безопасности

Приложения высокого риска:

Примеры:

• Тяжелые AGV

• Автомобильные логистические роботы

• Транспортные средства для работы на рампе

Рекомендуется:

• Двухканальный аппаратный СТО

• Механический тормоз

• Интеграция ПЛК безопасности

Требования к связи

Для продвинутых систем AGV может потребоваться:

• CANopen безопасность

• Безопасность EtherCAT

• ФСоЕ

сохраняя при этом аппаратный STO в качестве последнего уровня безопасности.

Вывод: аппаратное STO против Программное обеспечение STO для серводвигателей AGV

Как аппаратная STO, так и программная STO могут помочь повысить безопасность AGV, но они служат разным целям.

Аппаратное СТО обеспечивает:

• Независимая защита безопасности

• Более быстрое снятие крутящего момента

• Более высокая надежность

• Лучшая совместимость с промышленными AGV.

Программное обеспечение СТО обеспечивает:

• Гибкое управление

• Более простая конфигурация

• Более низкая стоимость

Для современных промышленных AGV и AMR обычно рекомендуется следующий подход:

Низковольтный серводвигатель постоянного тока + Двухканальный аппаратный STO + ПЛК безопасности + Механический тормоз (при необходимости)

Эта архитектура обеспечивает наилучший баланс между:

• Функциональная безопасность

• Производительность движения

• Надежность системы

• Долгосрочная операционная эффективность

Для производителей AGV, разрабатывающих автономные транспортные средства нового поколения, выбор системы серводвигателей с сертифицированным аппаратным обеспечением STO является ключевым шагом на пути к созданию более безопасных и надежных решений автоматизации.

9. Влияние активации STO на срок службы батареи AGV и стабильность питания

9.1 STO снижает ненужное потребление энергии

Когда STO активирован:

• Генерация крутящего момента двигателя прекращается

• Токовый выход отключен

• Выделение тепла уменьшается

Преимущества:

• Меньшее потребление в режиме ожидания

• Уменьшенный расход заряда батареи

• Улучшенные тепловые характеристики

9.2 Особенности аккумуляторной системы

Проектировщики AGV должны учитывать:

• Стабильность напряжения аккумулятора

• Пиковый текущий спрос

• Регенеративное торможение

• Циклы зарядки

Правильно спроектированная сервосистема улучшает:

• Время работы

• Срок службы батареи

• Общая эффективность системы

10. Как подключить ПЛК безопасности к входам STO сервопривода постоянного тока?

В современных системах AGV (автоматизированное транспортное средство) и AMR (автономный мобильный робот) подключение ПЛК безопасности к входам STO (Safe Torque Off) сервопривода постоянного тока является важным шагом для достижения надежной функциональной безопасности.

ПЛК безопасности действует как центральный контроллер безопасности, контролируя такие устройства, как:

• Кнопки аварийной остановки

• Лазерные сканеры безопасности

• Световые завесы безопасности

• Защитные двери

• Датчики обнаружения столкновений

При возникновении опасной ситуации ПЛК безопасности отправляет сигнал безопасности на входы STO сервопривода, немедленно предотвращая создание крутящего момента двигателем.

Правильно спроектированное соединение STO обеспечивает:

• Безопасная остановка движения AGV

• Предотвращение неожиданного перезапуска

• Соответствие требованиям функциональной безопасности

• Надежная работа в средах взаимодействия человека и машины

10.1 Понимание роли входов ПЛК безопасности и STO

Перед подключением системы важно понять функцию каждого компонента.

Функция безопасности ПЛК

ПЛК по безопасности отвечает за:

• Мониторинг устройств безопасности

• Оценка логики безопасности

• Отправка команд безопасности

• Обнаружение неисправностей цепи безопасности

Типичные входы безопасности AGV включают в себя:

• Кнопка аварийной остановки

• Сканер безопасности

• Защитный датчик

• Контроль доступа оператора

Когда ПЛК безопасности обнаруживает событие безопасности, он активирует выход STO.

Функция STO сервопривода постоянного тока

Вход STO сервопривода постоянного тока управляет способностью генерировать крутящий момент двигателя.

Когда входы STO активны:

• Силовая ступень сервопривода остается отключенной

• Генерация крутящего момента двигателя прекращается

• АГВ не умеет ездить

Когда входы STO разблокированы:

• Сервопривод может работать нормально

• Управление двигателем возобновляется после соответствующих условий включения.

10.2 Базовая архитектура подключения двухканального STO

В промышленных сервосистемах AGV обычно используется двухканальная проводка STO для повышения надежности и безопасности.

Типичная структура подключения:

 Выходной канал 1 ПЛК безопасности STO | | STO1+ Входной сервопривод постоянного тока STO Выходной канал 2 | | STO2+ Входной сервопривод постоянного тока, 24 В, безопасный источник питания | | Опорное значение STO/GND 

Два канала STO работают независимо.

Это обеспечивает:

• Резервный контроль безопасности

• Обнаружение неисправностей

• Улучшенная безопасность

10.3 Типичные клеммные соединения STO

Низковольтный серводвигатель постоянного тока с функцией STO обычно имеет такие клеммы, как:

Точные названия клемм зависят от производителя сервопривода.

Перед подключением инженеры всегда должны проверять:

• Требования к напряжению

• Входная полярность

• Рейтинги безопасности

• Схемы подключения

10.4 Пошаговая процедура подключения STO

Шаг 1. Подтвердите электрические характеристики STO.

Перед подключением проверьте:

• Диапазон входного напряжения STO

• Текущие требования

• Двухканальная конфигурация

• Категория безопасности

Типичные сервосистемы AGV используют:

• Сигналы безопасности 24 В постоянного тока

• Двухканальные нормально замкнутые цепи безопасности

Шаг 2. Подключите выходы ПЛК безопасности к входам STO.

ПЛК безопасности имеет два независимых выхода безопасности.

Пример подключения:

Канал 1:

Выход 1 ПЛК безопасности → Сервопривод STO1

Канал 2:

Выход 2 ПЛК безопасности → Сервопривод STO2

Оба канала должны управляться независимо.

Не соединяйте оба канала STO вместе, поскольку это устраняет избыточность.

Шаг 3. Подключите общий опорный источник питания

Схема STO требует стабильного опорного напряжения.

Типичное подключение:

• Питание выхода безопасности ПЛК → вход STO

• Общий опорный сигнал 0 В → Земля STO сервопривода

Неправильное заземление может привести к:

• Ложная активация STO

• Ошибки связи

• Ошибки безопасности

Шаг 4. Настройте параметры сервопривода

После подключения настройте сервопривод.

Типичные настройки включают в себя:

• Включение STO

• Реакция на ошибку

• Поведение при перезапуске

• Время управления тормозом

• Выход тревоги

Некоторые сервоприводы требуют ручного подтверждения после выпуска STO, чтобы предотвратить автоматический перезапуск.

Шаг 5. Проведите тестирование безопасности

После установки проведите функциональные тесты.

Рекомендуемые тесты:

Тест аварийной остановки

Проверять:

• Аварийная остановка активирует STO

• Крутящий момент двигателя исчезает

• AGV останавливается безопасно

Проверка неисправности канала

Отключите один канал STO и подтвердите:

• Обнаружена неисправность

• Диск остается отключенным

• Появляется сигнал безопасности

Перезапустить тест

После выпуска STO:

• Убедитесь, что AGV не перезапускается автоматически.

• При необходимости запросить команду сброса

10.5 Как двухканальная STO повышает безопасность AGV

У единственного канала STO есть потенциальная слабость:

Если проводка неисправна, функция безопасности может работать неправильно.

Двухканальный STO решает эту проблему, обеспечивая резервирование.

Пример:

Нормальная работа

Оба канала активны:

STO1 = ВКЛ. STO2 = ВКЛ. Двигатель включен. 

Событие безопасности

Оба канала прерваны:

STO1 = ВЫКЛ. STO2 = ВЫКЛ. Крутящий момент отключен. 

Одноканальный отказ

Пример:

STO1 = ВЫКЛ. STO2 = ВКЛ. 

Система обнаруживает несоответствие и переходит в безопасное состояние.

Это улучшает:

• Обнаружение неисправностей

• Безопасность надежность

• Диагностика системы

10.6 Интеграция STO с системами аварийной остановки

Типичная архитектура безопасности AGV включает в себя:

Кнопка аварийной остановки | | ПЛК безопасности | | Двойной выход STO | | Сервопривод постоянного тока | | Приводной двигатель АГВ 

Когда оператор нажимает кнопку аварийной остановки:

1. ПЛК безопасности получает аварийный сигнал

2. Логика безопасности оценивает состояние

3. Выходы STO прерваны

4. Сервопривод снимает крутящий момент двигателя

5. При необходимости срабатывает механический тормоз.

Это создает полную цепочку аварийной остановки.

10.7 Соединение STO с управлением механическим тормозом

Во многих приложениях AGV STO должен работать вместе с электромагнитным тормозом.

Типичная последовательность:

Нормальное движение

• СТО неактивен

• Серводвигатель включен

• Тормоз отпущен

Контролируемая остановка

1. Сервоконтроллер снижает скорость

2. Двигатель достигает нулевой скорости

3. Тормоз включается

4. СТО активируется

Аварийная остановка

1. ПЛК безопасности запускает STO

2. Крутящий момент двигателя удален.

3. Тормоз срабатывает при необходимости

Эта комбинация рекомендуется для:

• Тяжелые AGV

• Работа рампы

• Системы с высокой полезной нагрузкой

10.8 Безопасность на основе связи в сравнении с аппаратной STO

Современные AGV могут использовать либо проводную STO, либо безопасную связь.

Аппаратный STO

Связь:

ПЛК безопасности → Физические входы STO

Преимущества:

• Простой

• Быстрый ответ

• Высокая надежность

• Простое устранение неполадок

Общие приложения:

• Стандартные AGV

• Промышленные мобильные роботы

Безопасность коммуникации

Примеры:

• FSoE (безопасность через EtherCAT)

• CANopen безопасность

Преимущества:

• Уменьшенная проводка

• Расширенная диагностика

• Гибкая сетевая архитектура

Общие приложения:

• Большой парк AGV

• Умные заводы

• Комплексные системы автоматизации

10.9 Распространенные ошибки подключения STO в приложениях AGV

Ошибка 1: использование только одного канала STO

Проблема:

• Уменьшает избыточность безопасности

• Может не соответствовать требованиям безопасности

Решение:

Используйте оба канала STO.

Ошибка 2: Подключение STO через обычный ПЛК

Проблема:

Стандартный ПЛК не предназначен для функций безопасности.

Решение:

Используйте сертифицированный ПЛК безопасности.

Ошибка 3: Неправильная опорная проводка

Проблема:

Может вызвать:

• неисправности СТО

• Неожиданные отключения

Решение:

Следуйте схеме подключения производителя.

Ошибка 4: Автоматический перезапуск после выпуска STO

Проблема:

Может произойти неожиданное движение AGV.

Решение:

Требовать:

• Ручной сброс

• Подтверждение безопасности

• Команда перезапуска

10.10 Лучшие практики проектирования системы AGV STO

Для обеспечения надежной безопасности AGV:

Используйте сертифицированные компоненты безопасности

Рекомендуемые компоненты:

• ПЛК безопасности

• Реле безопасности

• Двухканальный сервопривод STO

• Устройства аварийной остановки

Раздельная безопасность и управление движением

Функции безопасности не должны зависеть только от:

• Навигационное программное обеспечение

• Команды движения

• Сети связи

Включить диагностический мониторинг

Монитор:

• Статус СТО

• Неисправности привода

• Состояние тормозов

• Статус безопасной связи

Проверка полной цепочки безопасности

Тестирование должно включать:

• Реакция аварийной остановки

• Остановки по датчику

• Сбои связи

• Сценарии отключения электроэнергии

Вывод: правильная проводка STO необходима для безопасной работы AGV.

Подключение ПЛК безопасности к входу STO сервопривода постоянного тока является фундаментальным шагом в построении безопасной системы питания AGV.

Надежная архитектура обычно включает в себя:

Датчики безопасности → ПЛК безопасности → Двухканальный STO → Сервопривод постоянного тока → Двигатель AGV → Механический тормоз

Правильная интеграция STO обеспечивает:

• Безопасное снятие крутящего момента

• Предотвращение неожиданного движения

• Улучшенная защита оператора

• Более высокая надежность AGV

Для современных производителей AGV и AMR выбор встроенных серводвигателей постоянного тока с возможностью двухканального STO и надлежащей совместимостью с ПЛК безопасности имеет важное значение для разработки безопасных, эффективных и соответствующих международным стандартам автоматизированных транспортных систем.

11. Ведущие бренды серводвигателей постоянного тока AGV с функцией STO

Поскольку системы AGV (автоматизированное транспортное средство) и AMR (автономный мобильный робот) становятся все более интеллектуальными и ориентированными на безопасность, спрос на серводвигатели постоянного тока со встроенной функцией STO (безопасное отключение крутящего момента) быстро растет.

Современные производители AGV больше не выбирают двигатели только по следующим критериям:

• Номинальный крутящий момент

• Диапазон скоростей

• Напряжение

• Механические размеры

Они также оценивают:

• Функциональная безопасность

• Наличие двухканального STO

• Точность обратной связи энкодера

• Протоколы связи

• Гибкость интеграции

• Долгосрочная надежность

• Возможность настройки OEM

Серводвигатель постоянного тока с функцией STO позволяет системам AGV обеспечить более безопасную работу за счет сочетания:

• Высокопроизводительное управление движением

• Замкнутая обратная связь

• Безопасное прерывание крутящего момента

• Компактная архитектура привода

Ниже приведены некоторые ведущие бренды и поставщики серводвигателей постоянного тока AGV, предлагающие решения, подходящие для применения в промышленных мобильных роботах.

11.1 JKONGMOTOR — встроенный серводвигатель постоянного тока AGV с двухканальным решением STO

JKONGMOTOR — специализированный производитель, специализирующийся на интегрированных серводвигателях, интегрированных двигателях BLDC и индивидуальных решениях по управлению движением для оборудования автоматизации и мобильной робототехники.

Для приложений AGV и AMR компания JKONGMOTOR предлагает интегрированные решения для серводвигателей постоянного тока, сочетающие в себе:

• Бесщеточный серводвигатель постоянного тока

• Встроенный сервопривод

• Обратная связь с энкодером

• Двухканальная функция безопасности STO

• Варианты интерфейса связи

• Дополнительный электромагнитный тормоз

Эти встроенные серводвигатели предназначены для применений, требующих:

• Компактная установка

• Высокая плотность крутящего момента

• Надежная круглосуточная работа

• Простая OEM-интеграция

Основные характеристики серводвигателей JKONGMOTOR AGV

Интегрированная конструкция двигателя и драйвера

Традиционные системы AGV часто требуют:

• Отдельный двигатель

• Внешний сервоусилитель

• Дополнительная проводка энкодера

Интегрированные серводвигатели JKONGMOTOR уменьшают сложность системы за счет объединения приводной электроники внутри узла двигателя.

Преимущества:

• Уменьшенная проводка

• Меньший шкаф управления

• Быстрая установка

• Повышенная надежность

Функция безопасности STO для приложений AGV

Сервоприводы JKONGMOTOR AGV поддерживают функции STO, предназначенные для:

• Безопасное отключение крутящего момента двигателя

• Предотвратите неожиданное движение

• Интеграция с системами безопасности ПЛК

Типичная архитектура безопасности:

ПЛК безопасности → Вход STO → Встроенный серводвигатель → Колесный привод AGV

Гибкие варианты напряжения

Общие конфигурации AGV включают в себя:

• Серводвигатели постоянного тока 24 В

• Серводвигатели постоянного тока 48 В

Подходит для:

• Малые AMR

• Складские AGV

• Тяжелые транспортные роботы

Возможность настройки OEM и ODM

Производителям AGV часто требуются индивидуальные решения, в том числе:

• Специальная конструкция вала

• Модификация монтажного фланца

• Выбор кодера

• Интеграция коробки передач

• Конфигурация тормоза

• Настройка связи

JKONGMOTOR уделяет особое внимание проектам OEM/ODM для различных платформ AGV.

11.2 Maxon Motor – высокоточные сервоприводы для мобильной робототехники

Maxon — всемирно признанный производитель высокопроизводительных двигателей постоянного тока и систем управления движением.

Продукция Maxon широко используется в:

• Робототехника

• Медицинское оборудование

• Системы автоматизации

• Мобильные роботы

Их решения для движения известны благодаря:

• Высокая точность

• Компактный дизайн

• Отличный динамический отклик

Преимущества приложений AGV

Сервосистемы Maxon обеспечивают:

• Высококачественные двигатели BLDC.

• Расширенные контроллеры

• Обратная связь с энкодером

• Точная регулировка скорости

Они подходят для:

• Исследовательские роботы

• Автономные платформы

• Высокоточные мобильные системы

Ограничения для крупномасштабных OEM-проектов AGV

Для экономически чувствительного производства AGV соображения могут включать:

• Более высокая стоимость компонентов

• Меньше внимания интегрированным решениям с драйверами двигателей

• Ограниченная индивидуализация по сравнению со специализированными поставщиками двигателей AGV.

11.3 Кольморген – Промышленные приводные системы AGV с функциями безопасности

Kollmorgen – известный поставщик средств управления движением, предлагающий:

• производители АГВ

• Автоматизация склада

• Промышленная робототехника

Коллморген обеспечивает:

• Серводвигатели

• Сервоприводы

• Контроллеры движения

• Функции безопасности

Преимущества применения AGV

Растворы Kollmorgen обычно используются в:

• Тяжелые AGV

• Автоматизированные вилочные погрузчики

• Системы производственной логистики

К сильным сторонам относятся:

• Промышленная надежность

• Высокопроизводительное сервоуправление

• Расширенная интеграция безопасности

11.4 Siemens – экосистема промышленных сервоприводов с STO

Siemens предлагает комплексные решения промышленной автоматизации, в том числе:

• Серводвигатели

• Сервоприводы

• Системы безопасности ПЛК

Их движущаяся продукция широко применяется в:

• Умные заводы

• Автомобильное производство

• Промышленная автоматизация

Преимущества

Решения Siemens обеспечивают:

• Интегрированная экосистема безопасности

• СТО поддержка

• Возможности безопасной связи

• Глобальная доступность услуг

Они подходят для крупных промышленных проектов AGV, требующих интеграции с существующими системами автоматизации производства.

11.5 Beckhoff – решения для управления движением AGV на базе EtherCAT

Компания Beckhoff Automation известна своей автоматизацией на базе ПК и технологией EtherCAT.

Их решения для управления движением поддерживают:

• Сервоприводы

• Безопасная связь

• Распределенные архитектуры управления

Преимущества АГВ

Системы Beckhoff подходят для:

• Умные заводы

• Большой парк AGV

• Среда Индустрии 4.0

Ключевые преимущества:

• Связь EtherCAT

• Управление движением в реальном времени

• Интеграция безопасности

11.6 Бош Рексрот – Системы движения AGV для тяжелых условий эксплуатации

Bosch Rexroth предлагает решения для промышленного движения и автоматизации для требовательных приложений.

Их продукция широко используется в:

• Заводская логистика

• Перегрузка тяжелых материалов

• Промышленные мобильные платформы

Преимущества

Подходит для:

• AGV с высокой нагрузкой

• Большие транспортные средства

• Промышленная среда

Сильные стороны:

• Высокая надежность

• Прочный промышленный дизайн

• Полная экосистема автоматизации

11.7 Schneider Electric – решения по автоматизации, ориентированные на безопасность

Schneider Electric предлагает продукты для автоматизации, в том числе:

• Сервосистемы

• Контроллеры безопасности

• Решения для промышленного контроля

Их продукция широко используется в:

• Производство

• Автоматизация логистики

• Перерабатывающие отрасли

Преимущества применения AGV

Преимущества включают в себя:

• Интеграция безопасности

• Поддержка промышленных коммуникаций

• Глобальные инженерные ресурсы

11.8 Oriental Motor – компактные решения для движения

Oriental Motor предлагает компактные двигатели для оборудования автоматизации.

Продукты включают в себя:

• Бесщеточные двигатели постоянного тока

• Серводвигатели

• Мотор-редукторы

Подходящие приложения

Обычное использование:

• Малые AGV

• Инспекционные роботы

• Компактные системы автоматизации

Преимущества:

• Компактный дизайн

• Надежная работа

• Простая интеграция

11.9 Промышленность Panasonic – Серводвигатели для систем автоматизации

Panasonic Industry поставляет компоненты автоматизации, включая сервосистемы, используемые в промышленном оборудовании.

Приложения включают в себя:

• Автоматизация производства

• Робототехника

• Прецизионное оборудование

Преимущества АГВ

Преимущества включают в себя:

• Стабильная работа сервопривода

• Обратная связь с энкодером

• Промышленная надежность

11.10 Yaskawa – Высокопроизводительные системы сервопривода движения

Yaskawa Electric — крупный поставщик промышленной сервотехники.

Их продукция широко используется в:

• Робототехника

• Автоматизация

• Производственные системы

Сильные стороны приложения AGV

Преимущества:

• Расширенное сервоуправление

• Высокая надежность

• Мировой промышленный опыт

Подходит для:

• Высокопроизводительные платформы AGV

• Среды автоматизации производства

11.11 Сравнение ведущих марок серводвигателей постоянного тока AGV с STO

11.12 Как выбрать правильное Поставщик серводвигателей постоянного тока AGV с STO

При выборе поставщика серводвигателей AGV производители должны оценить:

1. Безопасность

Проверять:

• Поддержка двухканального STO

• Совместимость с ПЛК безопасности

• Документация по функциональной безопасности

2. Производительность двигателя

Важные параметры:

• Номинальный крутящий момент

• Пиковый крутящий момент

• Диапазон скоростей

• Разрешение энкодера

• Тепловые характеристики

3. Уровень интеграции

Комплексные решения обеспечивают:

• Меньшее место для установки

• Меньше проводов

• Более быстрое развертывание

4. Поддержка настройки

OEM-производителям AGV часто требуется:

• Согласование коробки передач

• Интеграция тормозов

• Настройка вала

• Коммуникационная адаптация

5. Производственные возможности

Для коммерческих проектов AGV рассмотрите:

• Производственные мощности

• Контроль качества

• Инженерная поддержка

• Долгосрочная стабильность поставок

Заключение: выбор лучшего Серводвигатель постоянного тока AGV с функцией STO

Выбор идеального поставщика серводвигателей AGV зависит от требований применения.

Для крупных проектов промышленной автоматизации такие мировые бренды, как Siemens, Kollmorgen, Beckhoff и Yaskawa, предоставляют зрелые экосистемы автоматизации.

Для OEM-производителей AGV, которые ищут:

• Встроенные серводвигатели постоянного тока

• Двухканальная функция STO

• Компактный дизайн

• OEM/ODM настройка

• Конкурентоспособное соотношение цены и качества

специализированные поставщики, такие как JKONGMOTOR, предоставляют гибкую альтернативу для разработки систем привода AGV и AMR следующего поколения.

Надежное решение для движения AGV должно сочетать в себе:

Высокоэффективный серводвигатель постоянного тока + Встроенный драйвер + Обратная связь с энкодером + Двухканальный STO + Дополнительный механический тормоз

для достижения безопасной, эффективной и надежной работы автономного транспорта.

Вывод: создание более безопасных и эффективных систем питания AGV с низковольтными серводвигателями постоянного тока

Выбор подходящего низковольтного серводвигателя постоянного тока и интеграция двухканальной функции STO являются важными шагами в разработке надежных систем AGV.

Хорошо спроектированное решение привода AGV должно сочетать в себе:

• Производительность крутящего момента

• Энергоэффективность

• Соблюдение требований безопасности

• Коммуникационные возможности

• Механическая надежность

Для современных производителей AGV и AMR встроенные серводвигатели постоянного тока с STO представляют собой компактное, интеллектуальное и безопасное решение для перемещения, которое поддерживает будущее развитие интеллектуальной логистики и промышленной автоматизации.

При выборе поставщика двигателя AGV производители должны уделять первоочередное внимание не только техническим характеристикам двигателя, но и возможностям индивидуальной настройки, опыту интеграции безопасности и долгосрочной технической поддержке.

Часто задаваемые вопросы — Серводвигатели постоянного тока AGV с функцией STO

1. Что такое функция STO в серводвигателях постоянного тока AGV?

Отвечать:

STO (Safe Torque Off) отключает создание крутящего момента двигателя путем безопасного отключения выхода сервопривода, предотвращая неожиданное движение AGV.

2. Почему серводвигателям AGV нужна функция STO?

Отвечать:

STO повышает безопасность AGV, предотвращая непреднамеренную работу двигателя во время аварийной остановки, технического обслуживания или событий безопасности.

3. Может ли одна только STO предотвратить скольжение AGV на склонах?

Отвечать:

Нет. STO снимает крутящий момент двигателя, но не может физически удерживать AGV. Механический тормоз необходим для удержания на склоне и при работе с большими нагрузками.

4. В чем разница между аппаратным STO и программным STO?

Отвечать:

Аппаратный STO использует независимые цепи безопасности для отключения крутящего момента двигателя, тогда как программный STO полагается на команды управляющего программного обеспечения. Аппаратное обеспечение STO обеспечивает более высокую надежность безопасности промышленных автоматических транспортных средств.

5. Должны ли в AGV использоваться серводвигатели постоянного тока 24 В или 48 В?

Отвечать:

Серводвигатели на 24 В подходят для компактных автоматических транспортных средств и легких нагрузок, а серводвигатели на 48 В предпочтительны для тяжелых автоматических транспортных средств, требующих более высокого крутящего момента и эффективности.

6. Как механический тормоз работает с STO в системах AGV?

Отвечать:

Механический тормоз физически блокирует вал или колесо двигателя, а STO снимает крутящий момент двигателя. Вместе они обеспечивают безопасную остановку и надежное удержание позиции.

7. Может ли STO увеличить срок службы батареи AGV?

Отвечать:

Да. STO снижает ненужное потребление тока двигателем в режиме ожидания, помогая повысить эффективность аккумулятора и снизить выделение тепла.

8. Как ПЛК безопасности подключается к входам STO серводвигателя AGV?

Отвечать:

ПЛК безопасности отправляет двухканальные сигналы безопасности непосредственно на входы STO сервопривода для отключения крутящего момента двигателя во время событий безопасности.

9. Какие приложения AGV требуют STO и механических тормозов?

Отвечать:

Для тяжелых AGV, автоматизированных вилочных погрузчиков, машин для работы на склонах и мобильных роботов, перевозящих большие нагрузки, обычно требуются как STO, так и механические тормоза.

10. Какие бренды предоставляют серводвигатели постоянного тока AGV с функцией STO?

Отвечать:

Среди ведущих поставщиков — JKONGMOTOR, Kollmorgen, Siemens, Beckhoff, Bosch Rexroth, Yaskawa, Maxon и другие производители систем управления промышленными перемещениями.