Ako vybrať integrovaný krokový servomotor pre štvorcestné paletové vozíky?

Štvorcestné paletové vozíky sa stávajú dôležitým automatizačným riešením pre sklady, ktoré potrebujú skladovanie s vysokou hustotou, flexibilný pohyb paliet a spoľahlivú automatizovanú manipuláciu . Na rozdiel od konvenčných paletových člnov, ktoré sa pohybujú hlavne po pevnej koľajnici, štvorsmerný čln sa môže pohybovať v pozdĺžnom aj priečnom smere. To umožňuje jednému vozidlu obsluhovať viaceré skladové pruhy a usporiadanie skladu je flexibilnejšie.

V tejto architektúre hrá kľúčovú úlohu motorický systém. Vhodný integrovaný krokový servomotor , tiež známy ako an integrovaný krokový motor s uzavretou slučkou , môže kombinovať motor, ovládač, kódovač a riadiacu elektroniku do kompaktnej pohybovej jednotky. Pre výrobcov štvorcestných paletových vozíkov môže táto integrácia zjednodušiť zapojenie, znížiť priestor v skrinke, zlepšiť výkon polohovania a uľahčiť prispôsobenie systému pohonu.

Výber motora by však nemal začínať iba veľkosťou rámu motora alebo menovitým krútiacim momentom. Musíme sa pozrieť na celý prevádzkový cyklus raketoplánu, vrátane hmotnosti palety, zrýchlenia, priemeru kolesa, rýchlosti jazdy, stavu dráhy, presnosti polohovania, pracovného cyklu, napätia batérie, spôsobu komunikácie a tepelného výkonu..

Čo je to štvorcestná paletová kyvadlová doprava?

Štvorcestný paletový vozík je automatizované skladovacie a vyberacie vozidlo určené na presun paliet cez skladové systémy s vysokou hustotou. Jeho definujúcou vlastnosťou je schopnosť pohybovať sa v štyroch smeroch : dopredu, dozadu, doľava a doprava.

Typický systém zahŕňa:

• Paletové skladové regály

• Štvorsmerné kyvadlové vozidlá

• Zdvíhacie alebo prenosové mechanizmy

• Hnacie motory

• Riadiaca elektronika

• Kódovače a snímače

• Systém batérie

• Softvér na riadenie alebo riadenie skladu

Vozidlo sa bežne pohybuje po koľajniciach inštalovaných vo vnútri konštrukcie regálu. Keď sa dostane do premiestňovacej polohy, jeho sekundárny dopravný mechanizmus mu umožní zmeniť smer a vstúpiť do inej uličky.

Táto konfigurácia poskytuje veľkú výhodu: jedna kyvadlová doprava môže potenciálne pristupovať k viacerým skladovacím miestam bez toho, aby bolo potrebné vyhradené vozidlo pre každý jazdný pruh.

Pre prevádzkovateľov skladov môže byť výsledkom vyššia hustota skladovania a lepšie využitie dostupnej podlahovej plochy.

Pre výrobcov zariadení však štvorsmerný pohyb prináša ďalšie požiadavky na pohybový systém. Hnacie motory musia fungovať spoľahlivo v rôznych smeroch pri zachovaní predvídateľnej rýchlosti, krútiaceho momentu a polohy.

Prečo je výber motora dôležitý pri dizajne štvorcestnej kyvadlovej dopravy

Hnací motor nie je len zodpovedný za pohyb raketoplánu.

Priamo ovplyvňuje:

• Štartovací výkon

• Cestovná rýchlosť

• Presnosť polohovania

• Reakcia na zmenu smeru

• Stabilita manipulácie s paletou

• Spotreba batérie

• Hluk a vibrácie

• Tepelný výkon

• Požiadavky na údržbu

• Celková veľkosť vozidla

Motor, ktorý vyzerá adekvátne na základe menovitého krútiaceho momentu, môže stále fungovať zle, ak aplikácia vyžaduje časté štarty, zastavenia, zrýchľovanie, spomaľovanie, cúvanie alebo šplhanie cez malé mechanické prechody.

Štvorcestné paletové vozíky zvyčajne pracujú v opakujúcich sa cykloch. Vozidlo zrýchľuje, ide, spomaľuje, zastavuje v definovanej polohe, vykonáva operáciu manipulácie s paletou a potom mení smer alebo sa vracia. To znamená, že motor zažíva kontinuálne sa meniace zaťaženie, a nie jednoduché podmienky konštantnej rýchlosti.

Z tohto dôvodu odporúčame vybrať motor na základe úplného profilu pohybu , a nie použiť menovitý výkon ako jediné výberové kritérium.

Čo je integrovaný krokový servomotor?

Integrovaný krokový servomotor spája niekoľko komponentov riadenia pohybu do jednej zostavy.

Bežný pohybový systém môže vyžadovať:

Krokový motor + externý ovládač + enkodér + kabeláž + rozhranie ovládača

Integrovaný krokový systém s uzavretou slučkou môže kombinovať motor, budič a kódovač do jednej kompaktnej jednotky.

Kodér nepretržite poskytuje spätnú väzbu o polohe rotora. Integrovaný vodič využíva tieto informácie na sledovanie pohybu motora a správneho polohovania.

To vytvára praktický stred medzi konvenčnými krokovými systémami s otvorenou slučkou a zložitejšími architektúrami servopohonov.

Pre štvorcestné paletové vozíky je táto architektúra atraktívna, pretože vozidlo má obmedzený inštalačný priestor a vyžaduje viacero koordinovaných pohybových funkcií.

Jkongmotor Prispôsobené pohyby servomotora

Poskytovateľ riešenia integrovaného jednosmerného servomotora na jednom mieste

Typy integrovaných krokových servomotorov

Integrovaný krokový servomotor spája motor a elektroniku riadenia pohybu do kompaktnej zostavy. V závislosti od mechanickej konštrukcie a požiadaviek na ovládanie môže byť tento rad produktov nakonfigurovaný s kódovačom, ovládačom, prevodovkou, lineárnou skrutkou alebo ochranným krytom.

V porovnaní s konvenčným krokovým motorom, ktorý používa samostatný externý ovládač, môže integrovaný dizajn zjednodušiť zapojenie systému, zmenšiť inštalačný priestor a zjednodušiť integráciu stroja. Verzie s uzavretou slučkou tiež využívajú spätnú väzbu na monitorovanie polohy motora a zlepšujú spoľahlivosť pohybu.

1. Integrovaný krokový servomotor

Integrovaný krokový servomotor je základnou konfiguráciou v rámci tejto rodiny produktov. Kombinuje krokový motor s interným ovládačom a systémom spätnej väzby na báze kódovača.

Motor môže prijímať pohybové príkazy, zatiaľ čo integrovaná elektronika riadi prúd, rýchlosť a riadenie polohy. Spätná väzba s uzavretou slučkou pomáha systému odhaliť odchýlku polohy spôsobenú zmenami zaťaženia alebo prevádzkovými podmienkami.

Hlavné charakteristiky

• Krokový motor s integrovanou elektronikou pohonu

• Spätná väzba kódovača pre prevádzku v uzavretej slučke

• Presné a opakovateľné polohovanie

• Kompaktná štruktúra riadenia motora

• Znížená vonkajšia kabeláž

• Viaceré možnosti ovládania a komunikácie

• Vhodné pre viacosové pohybové systémy

Táto konfigurácia sa bežne zvažuje, keď stroj vyžaduje viac možností spätnej väzby a riadenia ako krokový systém s otvorenou slučkou, pričom si zachováva konštrukčnú jednoduchosť krokového motora.

2. Integrovaný krokový motor s prevodovkou

Integrovaný prevodový krokový motor pridáva prevodovku k motoru a zostave integrovaného pohonu. Redukcia prevodu mení vzťah medzi otáčkami motora a výstupným krútiacim momentom, čo umožňuje systému zvládnuť aplikácie, ktoré vyžadujú väčšiu mechanickú silu pri nižších výstupných otáčkach.

Planétové prevodovky sú jednou z bežných konfigurácií, kde sú dôležité kompaktné rozmery, prenos krútiaceho momentu a mechanická účinnosť.

Hlavné charakteristiky

• Motor, pohon a prevodovka integrované do jednej zostavy

• Vyšší výstupný krútiaci moment vďaka redukcii prevodového stupňa

• Nižšia výstupná rýchlosť

• Kompaktné usporiadanie prevodovky

• Pre rôzne zaťaženia sú k dispozícii rôzne prevodové pomery

• Vhodné pre aplikácie s obmedzeným inštalačným priestorom

Prevodová konfigurácia je užitočná, keď štandardný krokový motor neposkytuje požadovaný výstupný krútiaci moment alebo keď stroj vyžaduje pomalší, kontrolovaný pohyb.

3. Integrovaný krokový motor so závitovkovým prevodom

The Integrovaný krokový motor so šnekovou prevodovkou kombinuje krokový motor a integrovaný pohon so šnekovou prevodovkou.

Závitovkový prevod poskytuje podstatné zníženie rýchlosti v rámci relatívne kompaktného mechanického usporiadania. Jeho pravouhlá výstupná konfigurácia môže tiež zjednodušiť mechanickú integráciu, kde motor a poháňaný mechanizmus musia byť umiestnené navzájom kolmo.

Hlavné charakteristiky

• Schopnosť vysokorýchlostného zníženia rýchlosti

• Zvýšený výstupný krútiaci moment

• Pravouhlá prevodová štruktúra

• Kompaktné mechanické usporiadanie

• Vhodné pre pohyb pri nízkej rýchlosti

• Môže poskytnúť charakteristiky držania v závislosti od konštrukcie prevodovky

Konfigurácie so závitovkovým prevodom možno zvážiť pri mechanizmoch polohovania, zdvíhania, nastavovania a manipulácie s materiálom, kde je dôležitá redukcia a mechanické držanie.

4. Integrovaný krokový servomotor so závitovkovým prevodom

Integrovaný krokový servomotor so šnekovou prevodovkou kombinuje tri funkčné prvky: krokový motor, šnekovú prevodovku a riadenie s uzavretou slučkou.

Snímač dodáva polohovú spätnú väzbu integrovanej riadiacej elektronike. Medzitým šneková prevodovka zabezpečuje mechanickú redukciu medzi motorom a výstupným hriadeľom.

Táto kombinácia je navrhnutá pre systémy, ktoré potrebujú vysoký redukčný krútiaci moment a polohovanie riadené spätnou väzbou.

Hlavné charakteristiky

• Prevádzka krokového serva s uzavretou slučkou

• Integrovaná šneková prevodovka

• Spätná väzba polohy založená na kódovači

• Možnosti vysokého pomeru redukcie

• Zvýšený výstupný krútiaci moment

• Kompaktný balík motora a prevodovky

• Znížená kabeláž riadiaceho systému

Skutočná schopnosť samosvornosti závitovkovej prevodovky závisí od faktorov, ako je geometria ozubeného kolesa, redukčný pomer, zaťaženie, mazanie a prevádzkové podmienky, takže by sa mala potvrdiť pre konkrétnu aplikáciu a nie predpokladať zo samotného typu prevodovky.

5. Integrovaný vodotesný krokový servomotor

The Integrovaný vodotesný krokový servomotor je vyvinutý pre zariadenia pracujúce v prostrediach, kde vlhkosť, prach, striekajúca voda alebo iné vonkajšie nečistoty môžu ovplyvňovať bežné zostavy motora.

Motor, komponenty spätnej väzby a elektronika pohonu sú uzavreté v chránenej štruktúre. Príslušné hodnotenie IP by sa malo zvoliť podľa skutočnej environmentálnej expozície zariadenia.

Hlavné charakteristiky

• Integrovaná architektúra krokového serva

• Uzavretý motor a elektronické komponenty

• Spätná väzba kódovača

• Znížená vonkajšia kabeláž

• Možnosti ochrany pre náročné prostredia

• Vhodné pre zariadenia vystavené vlhkosti alebo prachu

Táto konfigurácia môže byť užitočná v strojoch na spracovanie potravín, vonkajšej automatizácii, mobilných zariadeniach, poľnohospodárskych strojoch a iných systémoch, kde je ochrana životného prostredia súčasťou špecifikácie motora.

6. Integrovaný lineárny krokový servomotor

Integrovaný lineárny krokový servomotor je navrhnutý tak, aby produkoval riadený lineárny pohyb namiesto spoliehania sa iba na výstup rotačného hriadeľa.

Skrutkový mechanizmus prevádza otáčanie motora na lineárny posuv, zatiaľ čo integrovaný kódovač a riadiaca elektronika poskytujú spätnú väzbu pre polohovanie.

V závislosti od konštrukcie stroja je možné zvoliť rôzne konštrukcie skrutiek, aby sa dosiahol požadovaný zdvih, rýchlosť, nosnosť a polohovací výkon.

Hlavné charakteristiky

• Integrovaný motor a pohon

• Spätná väzba založená na kódovači

• Priame lineárne polohovanie

• Kompaktná konfigurácia pohonu

• Opakovateľný lineárny pohyb

• Možnosti vodiacej skrutky alebo guľôčkovej skrutky

• Prispôsobiteľný zdvih a mechanické rozhranie

Tento dizajn je vhodný najmä pre zariadenia, ktoré potrebujú riadený lineárny pohyb bez vytvárania samostatnej kombinácie motor-pohon-pohon.

7. Integrovaný lineárny krokový motor

Integrovaný krokový motor s lineárnym pohybom predstavuje úplnejšiu zostavu lineárneho pohybu. Namiesto poskytovania iba motora môže produkt integrovať motor so skrutkovým mechanizmom, vodiacou konštrukciou, vozíkom alebo inými mechanickými komponentmi.

Výsledkom je jednotka lineárneho pohybu pripravená na integráciu, ktorá dokáže znížiť počet jednotlivých komponentov potrebných pri montáži stroja.

Hlavné charakteristiky

• Integrovaná štruktúra lineárneho pohonu

• Motorizovaný pohyb poháňaný skrutkou

• Kompaktný mechanický dizajn

• Opakovateľné polohovanie

• Voliteľné lineárne vodiace a nosné konštrukcie

• Flexibilné konfigurácie zdvihu a montáže

• Vhodné pre automatizované lineárne polohovanie

Tento typ riešenia je vhodný pre kompaktné automatizačné moduly, laboratórne zariadenia, kontrolné stroje, polovodičové zariadenia, CNC systémy a robotické mechanizmy.

Ako sa porovnávajú rôzne integrované krokové motory

Hlavným rozdielom medzi týmito konfiguráciami je požiadavka na pohyb, na ktorú sú navrhnuté.

Kľúčové funkcie požadované pre štvorcestné paletové kyvadlové motory

Nie každý integrovaný krokový motor je vhodný pre skladové aplikácie. Pred výberom konečnej konfigurácie zvyčajne vyhodnotíme niekoľko funkcií.

1. Spätná väzba polohy v uzavretej slučke

Spätná väzba pozície je jednou z najdôležitejších požiadaviek.

Krokový motor s otvorenou slučkou predpokladá, že prikázaný pohyb bol dokončený. Pri preťažení, nadmernom zrýchlení, mechanickom odpore alebo iných abnormálnych podmienkach môže motor stratiť synchronizáciu.

Krokový motor s uzavretou slučkou používa kódovač na monitorovanie skutočného pohybu rotora.

To umožňuje systému zistiť chyby pohybu a zlepšiť spoľahlivosť polohovania.

Pre štvorsmernú kyvadlovú dopravu je to užitočné najmä vtedy, keď vozidlo musí zastaviť na opakovateľných pozíciách stojana na:

• Nakladanie paliet

• Vykladanie paliet

• Presun do jazdného pruhu

• Zarovnanie polohy

• Zdvihnite zapojenie

• Smer sa mení

2. Dostatočný rozbehový moment

Počiatočný krútiaci moment je často dôležitejší ako jednoduché pozeranie sa na trvalý krútiaci moment motora.

Naložený paletový čln musí prekonať:

• Hmotnosť vozidla

• Zaťaženie paletou

• Valivý odpor

• Straty prevodovky

• Odolnosť koľajnice

• Trenie medzi kolesami a koľajnicami

• Sila zrýchlenia

Ak raketoplán pracuje v miernom stúpaní alebo narazí na dodatočný mechanický odpor, potrebný rozbehový moment sa môže výrazne zvýšiť.

Preto odporúčame pred výberom motora vypočítať požadovaný krútiaci moment kolesa.

Zjednodušený vzťah je:

F = ma + Fᵣ + Fg

kde:

• F = požadovaná ťažná sila

• m = celková pohyblivá hmotnosť

• a = zrýchlenie

• Fᵣ = valivý a mechanický odpor

• Fg = gravitačný odpor v prípade potreby

Krútiaci moment kolesa možno potom odhadnúť z:

T = F × r

kde r je efektívny polomer kolesa.

Výstupný krútiaci moment motora potom musí zodpovedať pomeru prevodovky a účinnosti prevodovky.

3. Riadené zrýchlenie a spomalenie

Paletový čln by nemal agresívne zrýchľovať alebo zastavovať bez ohľadu na užitočné zaťaženie.

Náhle zrýchlenie môže spôsobiť:

• Pohyb palety

• Mechanický šok

• Preklzávanie kolies

• Zvýšené štrukturálne napätie

• Vyšší aktuálny dopyt

Vhodný integrovaný krokový servosystém by preto mal podporovať riadené profily zrýchlenia a spomalenia.

Plynulý pohyb je obzvlášť dôležitý pri preprave krehkých alebo nestabilných nákladov.

4. Spoľahlivé obrátenie smeru

Štvorsmerná kyvadlová doprava často mení smer jazdy.

Systém motora musí spracovať opakované príkazy dopredu/dozadu bez nadmerných vibrácií alebo chýb pri polohovaní.

Krokové servo s uzavretou slučkou poskytuje spätnú väzbu, ktorá pomáha riadiacemu systému overiť, či motor sleduje prikázaný pohyb.

To je jeden z dôvodov, prečo mnohí vývojári zariadení považujú za integrovaný krokový motor s uzavretou slučkou pre kompaktné automatizované vozidlá.

Prečo si veľa zákazníkov vyberá integrované krokové motory s uzavretou slučkou?

Pre štvorcestné paletové kyvadlové systémy zákazníci zvyčajne hľadajú viac ako len motor, ktorý dokáže vozidlo jednoducho pohybovať. Pohonný systém musí poskytovať stabilný krútiaci moment, presný pohyb, spoľahlivú spätnú väzbu, kompaktnú inštaláciu a priamu integráciu s ovládačom raketoplánu.

To je dôvod, prečo sa integrované krokové motory s uzavretou slučkou stali atraktívnou možnosťou pre mnohé automatizované aplikácie na manipuláciu s materiálom. Spojením krokového motora, ovládača a kódovača do jednej jednotky môžu zjednodušiť hnacie ústrojenstvo a zároveň poskytnúť spätnú väzbu potrebnú pre opakované pohyby kyvadlovej dopravy.

Kompaktný a priestorovo úsporný dizajn

Štvorcestný paletový vozík má veľmi obmedzený priestor na inštaláciu. Hnací motor, prevodovka, batéria, ovládač, snímače a mechanické komponenty sa musia zmestiť do relatívne kompaktného podvozku vozidla.

Integrovaný krokový motor s uzavretou slučkou spája motor a pohon v jednej zostave, čím sa znižuje potreba samostatných miest na montáž pohonu. To môže poskytnúť dizajnérom zariadení väčšiu voľnosť pri usporiadaní vnútorných komponentov.

Pre kompaktné skladové roboty sa to môže premietnuť do čistejšieho mechanického usporiadania a jednoduchšej integrácie.

Zjednodušené zapojenie motora

Tradičné krokové systémy normálne vyžadujú samostatné spojenia medzi motorom, ovládačom, kódovačom a ovládačom. So zvyšujúcim sa počtom pohybových osí sa zapojenie môže rýchlo skomplikovať.

S integrovaným motorom je veľká časť elektroniky pohonu začlenená do zostavy motora. To môže znížiť požiadavky na vedenie káblov a zjednodušiť montáž.

Pre mobilné zariadenia, ako sú napríklad štvorcestné raketoplány, môže menej externých pripojení zjednodušiť údržbu a riešenie problémov.

Spätná väzba polohy v uzavretej slučke

Jedným z najväčších rozdielov medzi krokovým motorom s otvorenou slučkou a krokovým motorom s uzavretou slučkou je kódovač.

Integrovaný krokový motor s uzavretou slučkou využíva spätnú väzbu kódovača na monitorovanie skutočného pohybu motora. Riadiaci systém dokáže porovnať prikázanú polohu so skutočnou odozvou motora a identifikovať odchýlky pohybu.

Je to užitočné, keď sa paletový čln potrebuje opakovane zastaviť na konkrétnych miestach na:

• Nakladanie a vykladanie paliet

• Umiestnenie stojana

• Presun do jazdného pruhu

• Zdvihnite zapojenie

• Pohyb vpred a vzad

• Zarovnanie vozidla

Pre automatizáciu skladu môže byť opakovateľné polohovanie rovnako dôležité ako hrubý krútiaci moment motora.

Dobrý krútiaci moment pri nízkej rýchlosti

Krokové motory sú známe tým, že poskytujú užitočný krútiaci moment pri nízkych a stredných rýchlostiach. Táto charakteristika môže byť výhodná pre aplikácie paletového transportu, pretože vozidlo často štartuje zo stacionárnej polohy so značným užitočným zaťažením.

Správne zvolený integrovaný krokový servomotor môže poskytnúť krútiaci moment potrebný na riadený štart, zrýchlenie, spomalenie a polohovanie bez potreby zbytočne veľkého motora.

Skutočný motor by sa mal stále vyberať podľa celkovej hmotnosti vozidla, hmotnosti palety, priemeru kolesa, prevodového pomeru, zrýchlenia a pracovného cyklu.

Spoľahlivá prevádzka Štart-Stop

Štvorcestné paletové vozíky zriedka fungujú pri jednej konštantnej rýchlosti po dlhú dobu. Ich pohybový profil zvyčajne pozostáva zo zrýchlenia, jazdy konštantnou rýchlosťou, spomalenia, zastavenia a reštartu.

Tento opakujúci sa cyklus štart-stop kladie iné nároky na hnacie ústrojenstvo ako nepretržitá prevádzka dopravníka.

Spätná väzba s uzavretou slučkou môže pomôcť systému motora reagovať na meniace sa prevádzkové podmienky a odhaliť odchýlky spôsobené nadmerným zaťažením, mechanickým odporom alebo inými abnormálnymi podmienkami.

Nižšia zložitosť systému

Integrovaný motor nemusí nevyhnutne eliminovať každý externý komponent, ale môže znížiť počet samostatných komponentov na riadenie pohybu, ktoré sú potrebné okolo každého motora.

Namiesto navrhovania systému okolo:

Motor + externý ovládač + enkodér + viacnásobné pripojenia

dizajnér zariadenia môže použiť integrovanú pohybovú jednotku obsahujúcu:

Motor + ovládač + kódovač

To môže uľahčiť štandardizáciu celého systému, najmä ak sa používa niekoľko podobných hnacích osí.

Flexibilné možnosti komunikácie

Moderné integrované krokové servomotory môžu byť nakonfigurované pre rôzne riadiace architektúry v závislosti od aplikácie.

Bežné možnosti zahŕňajú Pulse/Direction, RS485, Modbus, CANopen a EtherCAT.

Pre relatívne jednoduchú pohybovú os môže postačovať pulzné riadenie. Pre sieťový skladový robot s viacerými koordinovanými osami môže prevádzková zbernica ako CANopen alebo EtherCAT poskytnúť centralizovanejšiu komunikáciu a riadenie.

Príslušné rozhranie by sa malo vždy zhodovať s hlavným ovládačom a softvérovou architektúrou raketoplánu.

Vhodné pre prispôsobené návrhy raketoplánov

Štvorcestné paletové vozíky sú často navrhnuté podľa špecifických požiadaviek skladu. Rozmery vozidla, nosnosť, konfigurácia kolies, napätie batérie, prevodovka, komunikačný systém a inštalačný priestor sa môžu líšiť.

Výsledkom je, že štandardné katalógové špecifikácie nemusia vždy poskytovať najvhodnejšiu možnosť.

Integrovaný krokový servomotor je možné prispôsobiť rôznym krútiacim momentom motora, napätím, kódovačom, prevodovkou, výstupným hriadeľom, káblom, konektorom, komunikačným rozhraním a montážnymi konfiguráciami.

Vďaka tomu je prispôsobenie OEM obzvlášť užitočné pre výrobcov paletových vozíkov, ktorí vyvíjajú špeciálnu platformu pre vozidlá.

Praktická rovnováha medzi výkonom a integráciou

Pri mnohých kompaktných automatizovaných vozidlách nie je rozhodnutie len medzi konvenčným krokovým motorom a vysoko výkonným AC servosystémom.

Integrovaný krokový motor s uzavretou slučkou môže poskytnúť praktickú kombináciu charakteristík krokového momentu, spätnej väzby kódovača, integrovanej elektroniky, kompaktnej konštrukcie a flexibilného riadenia.

Pre štvorcestné paletové aplikácie, kde požadovaná rýchlosť a dynamický výkon spadajú do prevádzkového rozsahu motora, môže táto kombinácia zjednodušiť hnacie ústrojenstvo pri zachovaní spätnej väzby pohybu potrebnej pre spoľahlivú automatizovanú prevádzku.

Konečný výber by mal byť stále založený na kompletnej aplikácii a nie na samotnom type motora. užitočné zaťaženie, zrýchlenie, rýchlosť jazdy, priemer kolesa, účinnosť prevodovky, pracovný cyklus, napätie batérie, tepelné podmienky a požiadavky na umiestnenie . Pred výberom motora by ste mali posúdiť

Ako vybrať správny integrovaný krokový servomotor

1. Začnite s celkovým zaťažením vozidla

Prvým parametrom by mala byť úplná pohyblivá hmotnosť.

Nepočítajte len hmotnosť palety.

Mali by sme zvážiť:

Hmotnosť vozidla + hmotnosť palety + maximálna hmotnosť tovaru

Ak vozidlo váži 250 kg a maximálne zaťaženie palety je 1 000 kg, hnacia sústava sa musí pohnúť približne o 1 250 kg, kým sa nezohľadnia ďalšie dynamické faktory.

Na dimenzovanie motora by sa mali použiť maximálne prevádzkové podmienky.

2. Vypočítajte požadovaný krútiaci moment

Krútiaci moment motora by sa mal vypočítať zo skutočných požiadaviek na kolesá.

Základný proces je:

Celková hmotnosť → požadovaná ťažná sila → krútiaci moment kolies → výstupný krútiaci moment prevodovky → krútiaci moment motora

Tento prístup je spoľahlivejší ako výber motora jednoducho preto, že jeho katalógový krútiaci moment sa zdá byť blízko očakávanému zaťaženiu.

3. Skontrolujte požadovanú rýchlosť jazdy

Rýchlosť motora závisí od:

• Priemer kolesa

• Požadovaná rýchlosť vozidla

• Prevodový pomer redukcie

Približný vzťah je:

Rýchlosť vozidla = obvod kolesa × otáčky kolesa

Ak sa použije prevodovka, otáčky motora sa musia vypočítať podľa zvoleného prevodového pomeru.

Vysokorýchlostný motor v kombinácii s vhodnou prevodovkou môže poskytnúť praktickú rovnováhu medzi rýchlosťou a krútiacim momentom kolesa.

4. Vyhodnoťte požiadavky na zrýchlenie

Dva raketoplány s rovnakou hmotnosťou palety môžu vyžadovať úplne odlišné motory, ak sú ich ciele zrýchlenia odlišné.

Kyvadlová doprava určená na prevádzku skladu s vysokou priepustnosťou sa môže spustiť a zastaviť mnohokrát za minútu.

Preto musíme vyhodnotiť:

• Cieľové zrýchlenie

• Cieľové spomalenie

• Frekvencia cyklu

• Maximálna rýchlosť

• Frekvencia zastavenia

• Frekvencia zmeny smeru

5. Zvážte napätie batérie

Napätie batérie priamo ovplyvňuje elektrickú architektúru.

Bežné mobilné automatizačné systémy môžu používať 24 V DC, 36 V DC alebo 48 V DC v závislosti od veľkosti vozidla a požiadaviek na napájanie.

Motor navrhnutý pre špecifické napätie jednosmernej zbernice by mal zodpovedať architektúre batérie raketoplánu a regulátora.

V prípade mobilných systémov s vyšším výkonom môže vyššie jednosmerné napätie pomôcť znížiť prúd pri rovnakej úrovni výkonu, čo môže zjednodušiť dizajn káblov a elektrických rozvodov.

6. Vyberte príslušné komunikačné rozhranie

Moderné štvorcestné paletové vozíky často vyžadujú komunikáciu medzi motorovým systémom a ovládačom vozidla.

V závislosti od architektúry môže integrovaný motor potrebovať rozhrania, ako napríklad:

• Pulz/Smer

• RS485

• Modbus RTU

• CANopen

• EtherCAT

Správne rozhranie závisí od ovládača vozidla a požadovanej architektúry riadenia pohybu.

Pre jednoduchú os môže postačovať pulzné riadenie.

Pre sieťový viacosový systém môže CANopen alebo EtherCAT poskytnúť integrovanejšiu komunikačnú architektúru.

Výber kódovača pre aplikácie štvorcestnej kyvadlovej dopravy

Výber kodéra si zaslúži osobitnú pozornosť.

Základný inkrementálny snímač môže poskytnúť spätnú väzbu o polohe motora, zatiaľ čo absolútny snímač môže poskytnúť informácie o polohe bez toho, aby vyžadoval rovnaký typ rekonštrukcie polohy po prerušení napájania.

V prípade mobilných automatizačných zariadení by sa pri výbere kódovača malo zvážiť:

• Presnosť polohy

• Rozlíšenie

• Správanie pri spustení

• Kompatibilita ovládačov

• Podmienky vypnutia batérie

• Požiadavky na navádzanie

• Komunikačný protokol

Pre aplikácie, kde je dôležitá obnova polohy, môžu voľby absolútneho kódovača poskytnúť dodatočnú flexibilitu na úrovni systému.

Tepelný výkon je ľahko prehliadnuteľný

Motor môže poskytnúť dostatočný špičkový krútiaci moment a stále nie je vhodný na nepretržitú prevádzku, ak je tepelný výkon nedostatočný.

Medzi najdôležitejšie otázky patria:

• Ako dlho nepretržite funguje raketoplán?

• Ako často sa zrýchľuje?

• Ako často sa zastaví?

• Aké je priemerné zaťaženie motora?

• Aké je maximálne zaťaženie?

• Aká je teplota okolia?

• Je motor nainštalovaný v obmedzenom podvozku?

• Je dostatočné prúdenie vzduchu?

Integrovaný motor inštalovaný vo vnútri kompaktného podvozku raketoplánu môže mať menší prirodzený odvod tepla ako motor inštalovaný v otvorenom priemyselnom stroji.

Preto by sa spolu so špičkovým krútiacim momentom mal hodnotiť trvalý krútiaci moment a tepelný výkon.

Výber prevodovky pre paletové kyvadlové motory

V mnohých aplikáciách štvorcestnej kyvadlovej dopravy je motor spárovaný s prevodovkou.

Prevodovka môže zvýšiť výstupný krútiaci moment a zároveň znížiť rýchlosť kolesa.

Medzi bežné úvahy patrí:

• Prevodový pomer

• Výstupný krútiaci moment

• Mechanická účinnosť

• Vôľa

• Životnosť

• Konfigurácia hriadeľa

• Montážne rozmery

• Radiálna nosnosť

Nízka vôľa je užitočná najmä vtedy, keď sa vyžaduje presné polohovanie a opakovateľné zastavenie.

Prevodovka by sa tiež mala vyberať podľa skutočného zaťaženia kolesa a konštrukcie mechanickej prevodovky, a nie samotného krútiaceho momentu motora.

Integrované krokové servo vs. tradičný krokový motor s otvorenou slučkou

Hlavným rozdielom je spätná väzba.

Pre štvorsmernú kyvadlovú dopravu paliet môže byť prevádzka v uzavretej slučke obzvlášť užitočná, pretože sa očakáva, že vozidlo bude vykonávať opakované polohovanie a zmeny smeru.

Bežné chyby pri výbere kyvadlového motora

Výber podľa hodnoteného krútiaceho momentu

Menovitý krútiaci moment nepopisuje úplnú dynamickú požiadavku.

Zvážiť treba aj zrýchlenie, účinnosť prevodovky, polomer kolesa, rozloženie zaťaženia a pracovný cyklus.

Ignorovanie maximálneho zaťaženia

Motor, ktorý pracuje s prázdnym raketoplánom, môže mať problémy, keď vozidlo nesie maximálne zaťaženie palety.

Dimenzovanie motora by malo vždy zahŕňať maximálne očakávané užitočné zaťaženie.

Používanie nadmernej kapacity motora

Predimenzovanie nie je automaticky lepšie.

Príliš veľký motor sa môže zvýšiť:

• Hmotnosť vozidla

• Spotreba batérie

• náklady

• Inštalačný priestor

• Mechanické požiadavky

Cieľom je vhodne dimenzovaný motor s dostatočnou prevádzkovou rezervou.

Ignorovanie tepelných podmienok

Špičkový krútiaci moment je zvyčajne dostupný pre obmedzené prevádzkové podmienky. Nepretržitá prevádzka vyžaduje tepelnú analýzu.

Výber motora pred mechanickým dizajnom

Výber motora by mal byť koordinovaný s kolesom, prevodovkou, podvozkom, batériou a riadiacim systémom.

S motorom by sa malo zaobchádzať skôr ako s časťou kompletného hnacieho ústrojenstva než ako s izolovaným komponentom.

Prečo môže byť prispôsobenie OEM dôležité pre štvorcestné paletové vozíky

Štvorcestné paletové vozíky nie sú postavené na jednom univerzálnom dizajne hnacieho ústrojenstva. Užitočné zaťaženie, rozmery vozidla, veľkosť kolies, napätie batérie, prevodový pomer, rýchlosť jazdy, komunikačný systém a inštalačný priestor sa môžu medzi rôznymi projektmi automatizácie skladu značne líšiť. Kvôli týmto rozdielom nemusí štandardný motor vždy poskytovať správnu kombináciu krútiaceho momentu, rýchlosti, spätnej väzby, ovládania a mechanickej kompatibility..

Tu sa stáva dôležitým prispôsobenie OEM. Priama spolupráca s výrobcom integrovaného krokového servomotora umožňuje konfiguráciu motora podľa skutočného dizajnu raketoplánu namiesto toho, aby bola architektúra vozidla nútená prispôsobiť sa štandardnému motoru.

Špecifikácie motora sa môžu zhodovať so skutočným zaťažením kyvadlovej dopravy

Štvorcestný paletový čln potrebuje dostatočný krútiaci moment na pohyb vlastnej hmotnosti spolu s maximálnym zaťažením palety. Jednoduchý výber motora s vyšším menovitým krútiacim momentom však nemusí nevyhnutne produkovať lepšie hnacie ústrojenstvo.

Motor by mal zodpovedať skutočným požiadavkám, vrátane:

• Maximálna hmotnosť vozidla a palety

• Požadované zrýchlenie a spomalenie

• Cestovná rýchlosť

• Priemer kolesa

• Pomer prevodovky

• Účinnosť mechanickej prevodovky

• Pracovný pracovný cyklus

• Frekvencia spúšťania a zastavovania

Výrobca motora OEM môže vyhodnotiť tieto parametre a nakonfigurovať motor podľa požadovaného prevádzkového profilu. To pomáha predchádzať poddimenzovaniu motora a zbytočnému predimenzovaniu.

Prevodovku je možné prispôsobiť pomocou motora

Motor a prevodovka fungujú ako jedno hnacie ústrojenstvo, takže ich samostatný výber môže vytvárať zbytočné kompromisy.

Napríklad štvorsmerná kyvadlová doprava môže vyžadovať relatívne vysoký krútiaci moment kolesa pri kontrolovanej rýchlosti jazdy. Namiesto použitia väčšieho motora jednoducho na získanie vyššieho výstupného krútiaceho momentu môže vhodná redukcia prevodov zvýšiť krútiaci moment kolesa pri zachovaní vhodnej prevádzkovej rýchlosti motora.

Prispôsobenie OEM môže zahŕňať:

• Prevodový pomer

• Typ prevodovky

• Výstupný krútiaci moment

• Výstupný hriadeľ

• Rozmery hriadeľa

• Konfigurácia montáže

• Orientácia prevodovky

To umožňuje kompletnému integrovanému krokovému servomotoru a zostave prevodovky presnejšie zapadnúť do mechanickej konštrukcie raketoplánu.

Možnosti kódovača môžu zodpovedať požiadavkám na umiestnenie

Spätná väzba polohy je dôležitá pre automatizované skladové vozidlá, pretože raketoplán sa musí opakovane zastaviť na vopred definovaných pozíciách.

Rôzne aplikácie môžu vyžadovať rôzne konfigurácie kódovačov. V závislosti od riadiacej architektúry môžu výrobcovia špecifikovať prírastkovú alebo absolútnu spätnú väzbu a zvoliť vhodné rozlíšenie a rozhranie kódovača.

Pre aplikácie vyžadujúce spoľahlivé informácie o polohe po prerušení napájania alebo pokročilejšie riadenie polohy možnosti absolútneho snímača . možno zvážiť aj

Prispôsobenie OEM umožňuje výber konfigurácie kódovača podľa skutočných požiadaviek na ovládač a polohovanie namiesto spoliehania sa na pevnú štandardnú konfiguráciu.

Komunikačné rozhrania je možné prispôsobiť riadiacemu systému

Motor by mal efektívne komunikovať s hlavným ovládačom raketoplánu.

V závislosti od architektúry vozidla môže integrovaný krokový motor s uzavretou slučkou využívať impulz/smer, RS485, Modbus RTU, CANopen alebo EtherCAT.

Napríklad jednoduchá pohybová os môže využívať pulzné riadenie, zatiaľ čo viacosové automatizované vozidlo môže ťažiť zo sieťovej riadiacej architektúry.

OEM konfigurácia môže pomôcť zabezpečiť, aby komunikačné rozhranie motora, riadiace parametre a systém spätnej väzby boli kompatibilné s existujúcou automatizačnou platformou zákazníka.

Mechanické rozmery môžu byť navrhnuté v rámci obmedzeného inštalačného priestoru

Priestor je často hlavným obmedzením vo vnútri štvorcestného paletového raketoplánu.

Hnací motor môže byť potrebné namontovať vedľa:

• Batérie

• Riadiaca elektronika

• Zdvíhacie mechanizmy

• Senzory

• Prevodovky

• Konštrukčné komponenty

• Bezpečnostné zariadenia

Motor, ktorý funguje elektricky, ale nevyhovuje dostupnému mechanickému priestoru, nie je praktickým riešením.

Prispôsobenie OEM môže riešiť dĺžku motora, montážne otvory, rozmery hriadeľa, polohu konektora, smerovanie káblov a celkové rozmery inštalácie . To dáva konštruktérom vybavenia väčšiu slobodu pri optimalizácii podvozku vozidla.

Konfiguráciu kábla a konektora je možné prispôsobiť

Mobilné skladové zariadenia kladú špeciálne nároky na vedenie káblov.

Môže byť potrebné, aby kábel motora prechádzal úzkym šasi, pohyboval sa pomocou mechanickej zostavy alebo sa pripájal ku konkrétnemu zväzku vozidla.

Dodávatelia motorov OEM môžu prispôsobiť:

• Dĺžka kábla

• Smer kábla

• Typ konektora

• Umiestnenie konektora

• Zapojenie kódovača

• Komunikačné vedenie

• Elektrické vedenie

Vhodná konfigurácia kábla môže urobiť zostavu čistejšou a znížiť zbytočné zapojenie vo vnútri raketoplánu.

Napätie a výkon sa môžu zhodovať s architektúrou batérie

Štvorcestné paletové vozíky sú mobilné stroje poháňané batériami, takže elektrické špecifikácie motora musia zodpovedať jednosmernému napájaciemu systému vozidla.

V závislosti od dizajnu môže systém používať architektúru batérie 24 V DC, 36 V DC alebo 48 V DC .okrem iných konfigurácií aj

Motor by sa mal hodnotiť spolu s batériou, ovládačom, špičkovým prúdom, trvalým prúdom a očakávaným pracovným cyklom.

Prispôsobenie OEM umožňuje vyvinúť elektrickú konfiguráciu podľa skutočného energetického systému zákazníka, a nie vyžadovať veľké zmeny v architektúre batérie vozidla.

Prispôsobenie pomáha pri tepelnom manažmente

Tepelný výkon sa môže stať významným problémom, keď motor pracuje vo vnútri kompaktného podvozku raketoplánu.

Štvorcestný paletový čln môže vykonávať stovky alebo tisíce opakovaných pohybových cyklov s častým zrýchľovaním, spomaľovaním, zastavovaním a reštartovaním. Výsledné priemerné zaťaženie motora sa môže veľmi líšiť od krátkodobého špičkového zaťaženia.

Počas vývoja OEM môže byť motor hodnotený podľa skutočných:

Zaťaženie → rýchlosť → zrýchlenie → doba cyklu → prevádzková teplota

vzťah.

To poskytuje lepší základ pre určenie trvalého krútiaceho momentu, špičkového krútiaceho momentu, veľkosti motora a tepelných požiadaviek.

Testovanie prototypov môže znížiť riziko integrácie

Pre novú paletovú kyvadlovú plošinu samotné laboratórne špecifikácie nestačia vždy.

Praktický proces vývoja OEM môže zahŕňať:

Analýza požiadaviek → Výber motora → Mechanické prispôsobenie → Prototyp → Testovanie vzoriek → Testovanie vozidla → Optimalizácia parametrov → Sériová výroba

Počas testovania prototypu môže výrobca a vývojár raketoplánu vyhodnotiť štartovací krútiaci moment, zrýchlenie, polohu, nárast teploty, hluk, vibrácie, spotrebu batérie a komunikačný výkon.

Výsledky sa potom môžu použiť na optimalizáciu parametrov motora pred vstupom do sériovej výroby.

Podpora OEM sa stáva hodnotnejšou pre projekty s veľkým objemom

Pre jednorazový stroj môže niekedy postačovať štandardný motor. Pre výrobcu paletových člnov, ktorý vyrába stovky alebo tisíce vozidiel, sa však konzistencia stáva oveľa dôležitejšou.

Dodávateľ OEM môže pomôcť vytvoriť špecializovanú konfiguráciu motora s definovanými:

• Elektrické parametre

• Mechanické rozmery

• Špecifikácie kódovača

• Nastavenia komunikácie

• Konfigurácia prevodovky

• Konfigurácia kábla a konektora

• Požiadavky na testovanie výroby

To môže uľahčiť štandardizáciu motora pre rôzne série vozidiel.

Čo by malo byť zahrnuté v špecifikácii motora OEM?

Pred kontaktovaním výrobcu integrovaného krokového servomotora odporúčame pripraviť si základnú aplikačnú špecifikáciu.

Minimálne by to malo obsahovať:

1. Maximálna hmotnosť vozidla

2. Maximálne zaťaženie palety

3. Cieľová rýchlosť jazdy

4. Zrýchľovanie a spomaľovanie

5. Priemer kolesa

6. Požadovaný krútiaci moment kolesa

7. Pomer prevodovky

8. Napätie batérie

9. Prevádzkový cyklus

10. Komunikačný protokol

11. Požiadavka na kódovač

12. Dostupný inštalačný priestor

13. Prevádzková teplota

14. Požiadavky na kábel a konektor

15. Očakávaný ročný objem výroby

Čím presnejšie sú tieto parametre definované, tým ľahšie je vyvinúť motor, ktorý by vyhovoval kompletnému systému kyvadlovej dopravy.

Prispôsobenie OEM je viac než len zmena špecifikácií motora

Pre výrobcov štvorcestných paletových vozíkov by prispôsobenie OEM nemalo byť obmedzené na zmenu napätia alebo dĺžky motora. Skutočná hodnota pochádza z vývoja kompletného riešenia pohybu okolo mechanickej a elektrickej architektúry vozidla.

Dobre zladený integrovaný krokový motor s uzavretou slučkou môže kombinovať motor, pohon, kódovač a voliteľnú prevodovku do kompaktného hnacieho ústrojenstva. Pri správnom prispôsobení môže výsledný systém zjednodušiť inštaláciu, znížiť počet externých komponentov, podporovať riadenie pohybu v uzavretej slučke a prispôsobiť sa fyzickým obmedzeniam raketoplánu.

Z tohto dôvodu pri výbere integrovaný krokový servomotor pre štvorcestný paletový vozík , je užitočné vyhodnotiť nielen katalógové špecifikácie, ale aj schopnosť dodávateľa podporovať prispôsobenie OEM/ODM, vývoj prototypov, testovanie aplikácií a hromadnú výrobu.

Záverečný kontrolný zoznam pre výber štvorcestného kyvadlového motora

Pred finalizáciou motora odporúčame potvrdiť päť oblastí.

Mechanické: Je krútiaci moment dostatočný pre maximálne zaťaženie vozidla, priemer kolesa, prevodový pomer a zrýchlenie?

Elektrické: Zodpovedá motor napätiu batérie a architektúre napájania?

Ovládanie: Podporuje integrovaný ovládač požadované rozhranie Pulse, RS485, CANopen, EtherCAT alebo iné?

Spätná väzba: Poskytuje kódovač požadovanú schopnosť polohovania a monitorovania pohybu?

Tepelné: Dokáže motor zvládnuť skutočný pracovný cyklus vo vnútri podvozku raketoplánu?

Úspešný štvorcestný paletový kyvadlový pohon preto nie je založený na výbere motora s najvyšším krútiacim momentom alebo najväčšou veľkosťou rámu. Pochádza z prispôsobenia krútiaceho momentu, otáčok, spätnej väzby, riadenia, prevodovky, napätia, tepelného výkonu a mechanických rozmerov so skutočným prevádzkovým profilom.

Pre kompaktné skladové roboty, an integrovaný krokový servomotor s uzavretou slučkou môže poskytnúť praktickú kombináciu spätnoväzbového riadenia, kompaktnej inštalácie, zjednodušeného zapojenia a opakovateľného pohybu. Keď je správne dimenzovaný a prispôsobený, môže sa stať kľúčovou súčasťou spoľahlivého štvorcestného systému pohonu palety.