Kako doseči visoko dinamično pozicioniranje v regalnih žerjavih AS/RS z uporabo AC servo motorjev?

Sodobna skladišča so pod stalnim pritiskom, da morajo skladiščiti več blaga na manj prostora, hitreje premikati palete, zmanjšati napake pri pozicioniranju in vzdrževati zanesljivo delovanje 24 ur na dan . To je eden od razlogov, da postajajo avtomatizirani sistemi za shranjevanje in iskanje ali AS/RS vedno bolj pomembni v skladiščih z visoko gostoto, proizvodni logistiki, distribucijskih centrih in avtomatiziranih proizvodnih obratih.

V središču številnih sistemov AS/RS za palete je dvigalo za nakladanje . Potovati mora vodoravno po ozkem prehodu, navpično dvigovati tovor na različne nivoje regalov in upravljati napravo za dvigovanje tovora, da postavi ali vzame palete. Ta gibanja morajo biti natančno usklajena. Majhna napaka pri pozicioniranju lahko povzroči, da paleta ni pravilno vstavljena, trči v regal, nepotrebne popravljalne premike ali daljši cikel skladiščenja in prevzemanja.

Iz tega razloga motor, ki se uporablja za pomične, dvižne in upravljalne osi, ni le vir rotacijske moči. Je del stroja arhitekture za nadzor gibanja .

Za visoko dinamične aplikacije AS/RS, AC servo motorji lahko zagotovijo kombinacijo navora, regulacije hitrosti, povratnih informacij, nadzora pospeška, odziva na pozicioniranje in komunikacije, potrebne za usklajevanje zahtevnih profilov gibanja.

Kaj je žerjav AS/RS?

Žerjav za zlaganje AS /RS , imenovan tudi žerjav za zlaganje, stroj za shranjevanje in pridobivanje (SRM) ali avtomatiziran žerjav za skladiščenje in pridobivanje , je avtomatiziran stroj za ravnanje z materialom, zasnovan za premikanje blaga med skladiščnimi lokacijami in določenimi vhodno/izhodnimi postajami.

Tipičen žerjav za vlaganje palet deluje v treh primarnih smereh gibanja:

• Vodoravna vožnja po skladiščnem hodniku

• Navpično dvigovanje za doseganje različnih nivojev stojala

• Manipulacija tovora s teleskopskimi vilicami, vilicami ali drugim mehanizmom za ekstrakcijo

Stroj običajno deluje skupaj s sistemom za upravljanje skladišča (WMS), sistemom za nadzor skladišča (WCS), PLC-jem, senzorji, napravami za pozicioniranje in pogoni gibanja.

V nasprotju z običajnim viličarjem je žerjav viličar zasnovan tako, da deluje znotraj določenega prehoda in ponavlja avtomatizirane ukaze za shranjevanje in dvigovanje z omejenim človeškim posredovanjem.

To ustvarja zelo drugačne motorične zahteve.

Motor mora vedno znova pospeševati, zavirati, ustavljati, vzvratno premikati in spreminjati položaj stroja, medtem ko obvladuje spreminjajoče se pogoje obremenitve. Hkrati je lahko struktura žerjava visoka in razmeroma prožna, kar pomeni, da lahko agresivno pospeševanje povzroči vibracije droga, ki neposredno vplivajo na natančnost pozicioniranja.

Raziskave o dinamiki viličarja in žerjava so posebej opredelile visoke dinamične obremenitve in vibracije teleskopa kot dejavnike, ki lahko zmanjšajo stabilnost stroja in natančnost pozicioniranja.

Zakaj so regalni žerjavi AS/RS tako zahtevni?

Osnovna zahteva se sliši preprosto: premaknite paleto iz točke A v točko B.

V praksi je profil gibanja veliko bolj zapleten.

Žerjav viličar bo morda potreboval:

1. Hitro pospešite iz mirovanja.

2. Potujte z veliko hitrostjo skozi ozek prehod.

3. Upočasnite, preden dosežete ciljno lokacijo.

4. Ustavite se v majhnem oknu za določanje položaja.

5. Dvignite ali spustite težek tovor.

6. Nadzor nad iztegom in umikom vilic.

7. Kompenzacija variacije obremenitve.

8. Isti cikel ponovite tisočkrat.

9. Koordinirajte več osi ​​brez pretiranih tresljajev.

10. Neprekinjeno komunicirajte s krmilnikom stroja in sistemom za avtomatizacijo skladišča.

Komercialne specifikacije AS/RS ponazarjajo, kako zahtevni so lahko ti sistemi. Odvisno od zasnove stroja lahko viličarji združujejo visoke potovalne hitrosti, znatne hitrosti dviganja, znatne nosilnosti in zahteve glede pozicioniranja na milimetrski ravni.

Tukaj visokodinamični nadzor servo gibanja . postane pomemben

Gibanje servo motorja Jkongmotor po meri

Ponudnik rešitev integriranega enosmernega servo motorja na enem mestu

Kaj pomeni visoko dinamično pozicioniranje?

Visoko dinamično pozicioniranje ne pomeni le 'hitreje premikanje'.

Za žerjav viličar AS/RS visoko dinamično pozicioniranje pomeni, da lahko motor in pogonski sistem hitro pospešujeta, natančno nadzorujeta hitrost, gladko zavirata, se usedeta na ciljni položaj in ohranjata ponovljivost v spreminjajočih se mehanskih pogojih..

Uporabno zaporedje gibanja je lahko predstavljeno kot:

Pospešek → Visoka hitrost vožnje → Nadzorovano pojemanje → Fino pozicioniranje → Potrditev položaja

Težaven del je prehod med temi stopnjami.

Če je pospeševanje premočno, lahko teleskop vibrira.

Če se upočasnjevanje začne prepozno, lahko žerjav preskoči.

Če ima motor premajhen navor, se lahko pogon bori s težko paleto ali spreminjajočim se bremenom.

Če je odziv krmiljenja prepočasen, lahko stroj zahteva dodatne korekcijske premike.

Če je ločljivost povratne informacije neustrezna, ima krmilnik manj informacij, s katerimi lahko določi dejanski položaj gredi.

Zato cilj ni največja hitrost sama po sebi. Cilj je visoka pretočnost z nadzorovanim gibanjem in predvidljivim pozicioniranjem.

Zakaj se mnogi oblikovalci AS/RS odločijo AC servo motorji?

Za zahtevne aplikacije viličarjev in žerjavov AC servo motorji ponujajo več značilnosti, ki ustrezajo zahtevam avtomatiziranega gibanja.

1. Natančna povratna informacija o položaju

Servo motor običajno deluje s povratno informacijo iz kodirnika ali drugega senzorja položaja.

Krmilnik lahko primerja ukazani položaj z dejanskim položajem motorja in nenehno prilagaja odziv motorja.

Ta zaprtozančna arhitektura se bistveno razlikuje od preproste uporabe fiksne napetosti ali frekvence na običajen motor.

Za opremo AS/RS so povratne informacije še posebej uporabne med:

• Pozicioniranje

• Pospešek

• Pojemek

• Delovanje pri nizki hitrosti

• Preobrat

• Domovanje

• Sprememba obremenitve

• Fino pozicioniranje

Nekateri industrijski servo sistemi podpirajo tudi dodatne povratne kanale za bolj natančno krmiljenje z zaprto zanko in kompenzacijo mehanskih nepopolnosti, kot sta zračnost in prožnost.

2. Hitro pospeševanje in zaviranje

Sistem AS/RS poveča produktivnost s časom cikla.

Hitreje kot lahko žerjav zaključi cikel skladiščenja ali iskanja brez ogrožanja stabilnosti, več transakcij lahko potencialno obdela skladišče.

AC servo sistem je mogoče konfigurirati za nadzorovano pospeševanje in zaviranje, namesto da preprosto preklaplja med polno hitrostjo in zaustavitvijo.

To omogoča inženirjem, da zgradijo profil gibanja okoli mehanskih značilnosti žerjava.

Na primer:

0 → pospešek → vožnja z visoko hitrostjo → nadzorovan pojemek → približevanje pri nizki hitrosti → ustavitev

Natančne vrednosti so odvisne od strukture žerjava, tovora, menjalnika, premera kolesa, dvižnega mehanizma, geometrije stojala in varnostnih zahtev.

3. Visok navor med dinamičnim delovanjem

Žerjav viličar ne deluje vedno pod enako mehansko obremenitvijo.

Potovalna os se lahko premika:

• Prazen nosilec tovora

• Delno naložen nosilec

• Polna paleta

• Paleta z izven središča tovora

Še večje spremembe doživi dvižna os, saj mora motor premagovati gravitacijsko obremenitev in mehanski prenosni sistem.

Iz tega razloga je treba pri izbiri motorja upoštevati trajni navor, največji navor, navor pospeška, vztrajnost, razmerje menjalnika, delovni cikel in zahteve za zaviranje, namesto da bi se zanašali samo na nazivno moč motorja.

4. Stabilen nadzor nizke hitrosti

Visoka hitrost pripelje žerjav blizu cilja.

Nadzor pri nizki hitrosti ga postavi v pravilen položaj.

Končna faza pozicioniranja je zato izjemno pomembna.

Dober servo sistem lahko vzdržuje nadzorovano gibanje pri nizki hitrosti in gladko prehaja iz visoke hitrosti v fino pozicioniranje.

To zmanjša potrebo po nenadnem zaustavljanju in ponavljajočih se korektivnih gibih.

5. Dušenje vibracij

Velik izziv pri visokih viličarjih so mehanske vibracije.

Visok jambor ni popolnoma tog. Hitro pospeševanje in upočasnjevanje lahko vzbudi strukturne načine.

Posledično nihanje lahko podaljša čas umirjanja in naredi končni položaj manj stabilen.

Servo sistemi lahko vključujejo dušenje tresljajev, kompenzacijo resonance, filtriranje zarez in skrbno nastavljene profile pospeševanja za zmanjšanje vzbujanja mehanskih resonanc.

Sodobne servo platforme izrecno zagotavljajo funkcije dušenja vibracij in resonance za aplikacije za nadzor gibanja.

Vendar servo uravnavanje ne more nadomestiti nepravilno zasnovane mehanske strukture. Motor, menjalnik, kolo, drog, nosilec tovora, kodirnik in krmilni algoritem je treba obravnavati kot en sistem.

Katere funkcije bi moral imeti AC servo motor za AS/RS?

Ko izbirate AC servo motor za žerjav viličar AS/RS, priporočamo, da ocenite celoten pogonski sistem in ne gledate samo na moč motorja.

Povratne informacije kodirnika visoke ločljivosti

Ločljivost kodirnika neposredno vpliva na količino informacij o položaju, ki so na voljo krmilniku.

Za zahtevne aplikacije morajo kupci oceniti:

• Ločljivost kodirnika

• Absolutna ali inkrementalna povratna informacija

• Zmogljivost enega ali več obratov

• Komunikacijski protokol

• Odgovor povratne informacije

• Odpornost na okolje

• Dolžina kabla in zahteve za namestitev

Pravilni kodirnik je odvisen od arhitekture stroja in načina pozicioniranja.

Visok najvišji navor

Najvišji navor je pomemben med:

• Pospešek žerjava

• Dvigovanje bremena

• Hiter preobrat

• Zasilno nadzorovano pojemanje

• Zagon z veliko obremenitvijo

• Dinamične spremembe obremenitev

Motorja ne smete izbrati izključno na podlagi nazivnih delovnih pogojev.

Hitro delovanje

Potovalna os lahko zahteva visoko vrtilno hitrost ob ohranjanju stabilnega navora in povratne informacije.

Menjalnik se lahko uporablja za pretvorbo hitrosti motorja v zahtevano hitrost kolesa in navor.

Pravilna kombinacija je torej:

Servo motor + menjalnik + kolo + mehanska obremenitev + krmilni profil

namesto da preprosto izberete motor z visoko hitrostjo.

Natančna regulacija hitrosti

Stabilna hitrost je pomembna, ker nekonsistentna hitrost vpliva na čas pojemka in pozicioniranje.

Servo pogon lahko stalno regulira motor glede na ukazano hitrost in povratni signal.

Nadzor položaja

Pri avtomatiziranih skladiščnih sistemih je nadzor položaja osrednji del aplikacije.

Krmilnik lahko ukaže:

• Absolutni položaj

• Relativno gibanje

• Gibanje do cilja

• Profil hitrosti

• Pospešek

• Pojemek

• Toleranca položaja

Servo pogon nato te ukaze pretvori v navor motorja in hitrost.

Komunikacijska zmogljivost

Žerjav AS/RS običajno komunicira s krmilno arhitekturo višje ravni.

Odvisno od sistema lahko inženirji ocenijo komunikacijske vmesnike, kot so:

• EtherCAT

• CANopen

• PROFINET

• Modbus

• EtherNet/IP

• Utrip in smer

Pravilen vmesnik je odvisen od PLC-ja, krmilnika gibanja, varnostne arhitekture in sistemskega integratorja.

Zmogljivost zaviranja

Uporaba navpičnega dviganja zahteva posebno pozornost pri zaviranju.

Morda bo potrebna motorna zavora za zadrževanje visečega bremena, ko je napajanje odklopljeno.

To je še posebej pomembno, ker Safe Torque Off (STO) sam ne zadrži mehansko visečega bremena . STO preprečuje, da bi se energija, ki proizvaja navor, dovajala motorju; odvisno od sistema bo morda potrebna dodatna mehanska držalna zavora ali drug mehanizem za zadrževanje bremena.

To razlikovanje je treba upoštevati v fazi mehanskega in funkcionalno-varnostnega projektiranja.

Kako korak za korakom doseči visoko dinamično pozicioniranje

1. korak: Izračunajte dejansko mehansko obremenitev

Začnite z dejansko aplikacijo in ne s katalogom motorjev.

Izračunajte:

• Skupna gibljiva masa

• Največja masa palete

• Premer kolesa

• Razmerje menjalnika

• Kotalni upor

• Zahteva po pospešku

• Naklon, če je primeren

• Učinkovitost prenosa

• Odbita vztrajnost

• Zahtevani delovni cikel

Za dvižno os vključite gravitacijsko komponento in učinkovitost dvižnega mehanizma.

Poenostavljeno razmerje navora se lahko izrazi kot:

T = F × r / η

kjer:

• T = zahtevani izhodni navor

• F = zahtevana sila

• r = efektivni mehanski polmer

• η = učinkovitost prenosa

Končna izbira motorja mora vključevati tudi pospeševalni navor in ustrezno inženirsko rezervo.

2. korak: Uskladite vztrajnost motorja z mehanskim sistemom

Vztrajnost motorja je pomembna, ker mora servo pospeševati breme in svoj rotor.

Preveliko vztrajnostno razmerje lahko oteži nastavitev sistema.

Preveč majhen motor morda nima zadostne zaloge navora.

Cilj je uravnotežena kombinacija:

Vztrajnost motorja + razmerje menjalnika + vztrajnost odražene obremenitve

Za visoko dinamične aplikacije je vztrajnostno ujemanje pogosto enako pomembno kot nazivna moč.

3. korak: Izberite pravilno prestavno razmerje

Menjalnik spremeni razmerje med hitrostjo motorja in izhodnim navorom.

Višje redukcijsko razmerje na splošno zagotavlja večji izhodni navor in nižjo izhodno hitrost.

Nižje redukcijsko razmerje lahko podpira višjo izhodno hitrost.

Pravilno razmerje je torej treba določiti iz:

Zahtevana hitrost kolesa + zahtevana hitrost vožnje + zahtevani pospešek + razpoložljiva hitrost motorja + navor obremenitve

Pri dvižnih mehanizmih je treba menjalnik in zavorni sistem dodatno oceniti glede nosilnosti in varnosti.

4. korak: Zgradite profil gibanja S-krivulje

Preprost trapezni profil lahko povzroči nenadne spremembe v pospešku.

postopoma Profil krivulje S spreminja pospešek in pojemek.

To lahko pomaga zmanjšati:

• Mehanski šok

• Gibanje palete

• Vibracija jambora

• Zdrs kolesa

• Udar menjalnika

• Čas poravnave

Nadzor S-krivulje se že uporablja v sistemih gibanja viličarjev in žerjavov za bolj gladko pospeševanje in zaviranje.

Za visoke žerjave viličarje je to lahko še posebej dragoceno, ker ima lahko mehanska struktura razmeroma nizko lastno frekvenco.

5. korak: Ločite grobo in fino pozicioniranje

Praktična strategija pozicioniranja lahko uporablja dve stopnji.

Grobo pozicioniranje:

Žerjav se hitro premika proti cilju.

Fino pozicioniranje:

Servo zmanjša hitrost in se z večjim nadzorom približa končni koordinati.

To preprečuje, da bi stroj poskušal doseči največjo hitrost in največjo natančnost hkrati.

Končni pristop lahko uporabi manjši ukaz za hitrost in strožjo toleranco položaja.

6. korak: Koordinirajte senzorje zunanjega položaja

Servo kodirnik sporoči pogonu, kaj se dogaja na gredi motorja.

Vendar pa gred motorja ni isto kot končni fizični položaj palete.

Mehanski dejavniki, kot so:

• Zračnost menjalnika

• Zdrs kolesa

• Elastičnost pasu

• Raztegljivost verige

• Upogib jambora

• Strukturne vibracije

• Gibanje obremenitve

lahko povzroči napake med položajem motorja in dejanskim položajem stroja.

Iz tega razloga sistemi AS/RS običajno združujejo podatke kodirnika s tehnologijami za določanje položaja, kot so določanje položaja s črtno kodo, lasersko merjenje razdalje, fotoelektrični senzorji ali drugi zunanji referenčni sistemi . Primeri komercialnih arhitektur AS/RS uporabljajo kombinacije kodirnika in pozicioniranja laserja ali črtne kode za pozicioniranje na ravni milimetrov.

Samo pozicioniranje motorja ni dovolj

Ena najpomembnejših točk pri načrtovanju gibanja AS/RS je, da natančnost servo ni samodejno enaka natančnosti stroja..

Recimo, da dajalnik zagotavlja zelo natančno povratno informacijo na gredi motorja.

Če ima menjalnik zračnost, kolo zdrsne ali se drog upogne pod obremenitvijo, se lahko dejanski položaj palete še vedno razlikuje od izračunanega položaja motorja.

Zato je treba pozicionirno verigo obravnavati kot:

Motor → Menjalnik → Prenos → Kolo/dvižni mehanizem → Struktura žerjava → Obremenitev

Vsak mehanski element lahko prispeva k končni napaki pri pozicioniranju.

Pri aplikacijah z visoko natančnostjo najboljše rezultate doseže kombinacija:

visokozmogljivo servo krmiljenje + mehanska natančnost + zunanja povratna informacija o pozicioniranju + optimizirani profili gibanja.

Kako zmanjšati vibracije teleskopa med delovanjem pri visokih hitrostih

Vibracije teleskopa so eden glavnih izzivov pri povečanju hitrosti vožnje žerjava viličarja AS/RS. Žerjav viličar ima običajno visok in razmeroma tanek drog, zato lahko hitro pospeševanje, zaviranje, nenadne spremembe smeri in neenakomerna porazdelitev obremenitve povzročijo strukturne vibracije. Če vibracije niso nadzorovane, bo žerjav morda potreboval dodaten čas za umirjanje, preden bo tovor mogoče natančno shraniti ali dvigniti.

Iz tega razloga pri zasnovi hitrega AS/RS ne gre zgolj za izbiro višjega števila vrtljajev AC servo motor . Servo motor, pogon, menjalnik, mehanska struktura, kodirnik, profil gibanja in sistem za pozicioniranje morajo delovati skupaj.

1. Uporabite nadzorovano pospeševanje in zaviranje

Eden najučinkovitejših načinov za zmanjšanje vibracij teleskopa je izogibanje nenadnim spremembam pospeška.

Običajni profil gibanja lahko uporablja razmeroma agresivno pospeševanje in zaviranje. Ko visok žerjav nenadoma spremeni svoj pospešek, lahko nastala vztrajnostna sila vzbudi naravno frekvenco jambora.

Namesto tega S-krivulja pospeška in pojemka postopoma spreminja pospešek.

Tipično zaporedje gibanja postane:

Pospešek → Vožnja s konstantno hitrostjo → Nadzorovano pojemanje → Pozicioniranje pri nizki hitrosti → Ustavitev

Namesto čim hitrejše mehanske zaustavitve žerjava je cilj doseči najkrajši praktični čas cikla ob ohranjanju strukturnega nihanja v sprejemljivem območju.

Ta pristop lahko zmanjša:

• Nihanje jambora

• Mehanski šok

• Gibanje palete

• Zdrs kolesa

• Udar menjalnika

• Prekoračitev položaja

• Čas poravnave po ustavitvi

2. Optimizirajte nastavitev AC servo motorja

AC servo motor je treba nastaviti v skladu z dejanskimi mehanskimi lastnostmi žerjava.

Servo sistem s pretirano agresivnimi nastavitvami ojačanja se lahko hitro odzove na napake v položaju, vendar lahko višji nadzorni odziv vzbudi tudi mehansko resonanco.

Nasprotno pa lahko pretirano konzervativne nastavitve povzročijo, da je žerjav počasen in podaljša čas pozicioniranja.

Postopek uravnavanja servo motorja mora torej upoštevati:

• Dobiček pozicijske zanke

• Dobiček hitrostne zanke

• Odziv navora

• Razmerje vztrajnosti

• Resonančna frekvenca

• Značilnosti obremenitve

• Pospeševanje in zaviranje

• Mehanska togost

Cilj je doseči ravnovesje med hitrim odzivom in stabilnim gibanjem.

3. Uporabite filtre za dušenje resonance in zareze

Vsaka mehanska struktura ima lastne frekvence, pri katerih je bolj verjetno, da bo vibrirala.

Drog, menjalnik, sklop koles, tovorna ploščad in druge mehanske komponente lahko ustvarijo različne resonančne značilnosti.

Sodobni AC servo pogoni lahko nudijo funkcije, kot so zarezni filtri, dušenje resonance, dušenje vibracij in prilagodljivo uglaševanje.

Zarezni filter lahko zmanjša odziv servo sistema okoli problematične resonančne frekvence in pomaga preprečiti, da bi krmilna zanka nenehno vzbujala mehansko strukturo.

Vendar programskega filtriranja ne smemo obravnavati kot nadomestek za strojništvo.

Če teleskop ni dovolj tog, je obremenitev slabo porazdeljena ali pogonski sklop vsebuje prekomerno mehansko zračnost, samo servo nastavitev ne more popolnoma odpraviti vibracij.

4. Uskladite servo motor z vztrajnostjo bremena

Razmerje med vztrajnostjo motorja in vztrajnostjo odražene obremenitve neposredno vpliva na dinamični odziv.

Če je vztrajnost obremenitve prevelika glede na motor, lahko servo sistem zahteva več navora, da doseže želeni pospešek. Odziv lahko postane počasnejši, uglaševanje pa težje.

Menjalnik spremeni vztrajnost, ki se odbija nazaj na motor. Zato je treba izbiro motorja in izbiro menjalnika izvesti skupaj.

Inženirski izračun mora upoštevati:

Vztrajnost motorja + razmerje menjalnika + odbita vztrajnost obremenitve + zahteva za pospešek

Za potovalno os AS/RS bi moral izračun vključevati celotno gibljivo maso in ne samo težo palete.

Gibljiva masa lahko vključuje:

• Struktura žerjava

• jambor

• Tovorni voziček

• Mehanizem vilic

• Paleta

• Izdelek

• Kabelski sistem

• Sestavni deli koles in menjalnika

5. Izogibajte se pretiranemu pospeševanju samo za povečanje hitrosti vožnje

Večje pospeševanje lahko skrajša čas, potreben za doseganje največje potovalne hitrosti, lahko pa tudi poveča mehanske vibracije.

To ustvarja pomembno razliko med največjo hitrostjo in koristno hitrostjo.

Na primer, žerjav lahko tehnično doseže zelo visoko potovalno hitrost, vendar če potrebuje dolgo časa, da se umiri po dosegu ciljnega položaja, se skupni čas cikla morda ne bo izboljšal.

Boljši cilj optimizacije je:

Visoka hitrost vožnje + nadzorovano pospeševanje + gladko zaviranje + kratek čas umirjanja

Z drugimi besedami, najhitrejši žerjav AS/RS ni nujno tisti z največjim največjim številom vrtljajev. Je tisti, ki lahko učinkovito zaključi celoten cikel shranjevanja ali iskanja.

6. Nadzorujte točko pojemka

Faza pojemka je še posebej pomembna za vibracije teleskopa.

Če se upočasnjevanje začne prepozno, bo žerjav morda moral agresivno zavirati blizu ciljne lokacije. To lahko povzroči znatno dinamično obremenitev jambora.

Če se upočasnjevanje začne prezgodaj, žerjav porabi preveč časa za vožnjo z nizko hitrostjo.

Dobro nastavljen servo sistem lahko uporabi povratno informacijo o položaju iz kodirnika in krmilnika gibanja, da določi, kdaj naj preide iz visoke hitrosti v nadzorovano upočasnitev.

Cilj je ustvariti predvidljiv pristop:

Visoka hitrost → Gladko pojemanje → Približevanje z nizko hitrostjo → Natančna zaustavitev

To zmanjša potrebo po ponavljajočih se korektivnih premikih, potem ko žerjav doseže cilj.

7. Upoštevajte porazdelitev obremenitve in položaj tovora

Vibracije teleskopa ne povzroča sam motor.

Položaj in porazdelitev tovora lahko pomembno vplivata na dinamiko žerjava.

Težka ali neenakomerno razporejena paleta lahko spremeni efektivno težišče in poveča nihanje med pospeševanjem in zaviranjem.

Iz tega razloga morajo načrtovalci AS/RS upoštevati:

• Največja nosilnost

• Najmanjša nosilnost

• Delovanje s praznim vozičkom

• Težišče tovora

• Dimenzije palete

• Stabilnost obremenitve

• Podaljšek vilic

• Višina tovora

Profil servo gibanja bo morda treba optimizirati za najslabši možni dinamični pogoj in ne samo za nominalni tovor.

8. Zmanjšajte mehansko zračnost in strukturno zračnost

Celo a visoko zmogljiv AC servo motor ne more v nedogled kompenzirati prevelike mehanske zračnosti.

Zračnost v menjalniku ali menjalniku lahko povzroči razliko med gibanjem motorja in dejanskim gibanjem žerjava.

Možni viri vključujejo:

• Zračnost menjalnika

• Zrahljane spojke

• Razdalja med kolesom in tirnico

• Obrabljeni ležaji

• Elastičnost verige ali pasu

• Konstrukcijski spoji

• Montažne tolerance

Ko motor spremeni smer, se lahko te mehanske razdalje nenadoma zavzamejo, kar povzroči majhen udarec ali motnjo pri pozicioniranju.

Zato so lahko komponente prenosa z nizko zračnostjo in mehansko toga montaža pomembne za visoko dinamične aplikacije AS/RS.

9. Združite povratne informacije dajalnika motorja z zunanjim pozicioniranjem

Servo dajalnik meri predvsem gred motorja.

Dejanski položaj žerjava pa določa celoten mehanski prenos.

Med motorjem in obremenitvijo je lahko:

Motor → Menjalnik → Sklopka → Kolo → Tirnica → Struktura žerjava → Obremenitev

Vsaka komponenta lahko povzroči majhno količino napake.

Za visokonatančne aplikacije AS/RS se lahko servo kodirnik kombinira z zunanjimi tehnologijami za določanje položaja, kot so:

• Lasersko pozicioniranje

• Pozicioniranje črtne kode

• Sistemi absolutnega pozicioniranja

• Senzorji bližine

• Končna stikala

• Referenčne oznake

To krmilnemu sistemu omogoča razlikovanje med položajem motorja in dejanskim položajem stroja.

10. Zmanjšajte čas umirjanja, namesto da preprosto povečate moč motorja

Eden najbolj uporabnih indikatorjev za visoko dinamično pozicioniranje je čas poravnave.

Predpostavimo, da dva žerjava viličarja potujeta z enako hitrostjo.

Žerjav A doseže cilj, vendar še naprej niha 0,8 sekunde.

Žerjav B doseže cilj in se umiri v 0,2 sekunde.

Čeprav sta njuni največji hitrosti vožnje enaki, lahko žerjav B potencialno doseže krajši skupni čas cikla.

Zato bi morali inženirji AS/RS oceniti:

• Čas potovanja

• Čas pospeševanja

• Čas pojemka

• Čas pozicioniranja

• Čas poravnave

• Čas delovanja vilic

• Čas prenosa obremenitve

namesto da bi se osredotočili samo na nazivno hitrost motorja.

11. Uporabite popolno strategijo nadzora gibanja

Najučinkovitejša rešitev je običajno kombinacija več ukrepov in ne ena sama tehnologija.

Praktična hitra strategija gibanja AS/RS lahko vključuje:

Visokozmogljiv AC servo motor

↓

Povratne informacije kodirnika visoke ločljivosti

↓

Pravilno ujemanje menjalnika in vztrajnosti

↓

S-krivulja pospešek/pojemek

↓

Optimizacija servo ojačanja

↓

Zatiranje resonance

↓

Zunanja povratna informacija o položaju

↓

Fina kontrola pozicioniranja in usedanja

Ta pristop na sistemski ravni pomaga žerjavu viličarju doseči večjo dinamično zmogljivost brez nepotrebnega povečanja mehanske obremenitve.

12. Mehanska zasnova je še vedno na prvem mestu

Servo tehnologija lahko izboljša dinamični odziv žerjava viličarja AS/RS, vendar ne more popolnoma premagati temeljnih mehanskih težav.

Preden povečajo servo ojačanje ali pospešek, morajo inženirji preveriti:

• Togost jambora

• Poravnava tirnic

• Stanje kolesa

• Stanje ležaja

• Zračnost menjalnika

• Poravnava sklopke

• Porazdelitev obremenitve

• Strukturne povezave

• Gibanje kabla

• Mehanska resonanca

Če se vibracije pojavijo samo pri določeni hitrosti, je to lahko koristen znak, da se sistem približuje mehanski resonanci.

V takih primerih lahko pravilna rešitev vključuje kombinacijo mehanske ojačitve, prilagajanja profila hitrosti, resonančnega filtriranja in ponovne nastavitve servo.

Praktična formula za zmanjšanje vibracij jambora AS/RS

Uporabno inženirsko načelo je:

Nižje vibracije = pravilna mehanska togost + pravilno ujemanje vztrajnosti + nadzorovano pospeševanje + optimizirana servo nastavitev + točna povratna informacija o položaju

Pri hitrih žerjavih viličarjih cilj ni odpraviti vsakega fizičnega premika. Namesto tega je cilj dovolj dobro nadzorovati dinamični odziv, da žerjav hitro, varno in večkrat doseže ciljni položaj..

Ko je AC servo motor pravilno usklajen z obremenitvijo žerjava, menjalnikom, kodirnikom in krmilnim sistemom, lahko stroj doseže boljše ravnovesje med visoko hitrostjo potovanja, gladkim gibanjem, natančnostjo pozicioniranja in kratkim časom umirjanja.

Za proizvajalce originalne opreme AS/RS je to navsezadnje ključ do povečanja dinamične zmogljivosti, ne da bi preprosto povečali moč motorja ali prisilili žerjav, da deluje prek svojih mehanskih meja.

Kontrolni seznam za izbiro AC servo motorja za AS/RS

Pred nakupom AC servo motorja za žerjav viličar priporočamo, da preverite naslednje parametre.

Zakaj je prilagajanje OEM pomembno Servo motorji AS/RS

Standardni kataloški motorji niso vedno najučinkovitejša rešitev za dvigalo.

Proizvajalec AS/RS lahko zahteva motor s posebnimi:

• Montažna prirobnica

• Dimenzija gredi

• Vmesnik menjalnika

• Konfiguracija zavor

• Kodirnik

• Izhod za kabel

• Priključek

• Komunikacijski vmesnik

• Nazivna napetost

• Razpon navora

• Stopnja zaščite

• Usmerjenost namestitve

Posebej pomemben je mehanski vmesnik.

Motor ima lahko zadostno moč, vendar ga je še vedno težko namestiti, ker njegove vgradne mere ali konfiguracija gredi ne ustrezajo obstoječemu pogonu.

Pri projektih proizvajalcev originalne opreme lahko prilagajanje motorja zmanjša delo pri preoblikovanju in olajša integracijo servo sistema v celotno žerjavo.

Kako izboljšati prepustnost AS/RS, ne da bi preprosto povečali hitrost motorja

Pogosta napaka je mišljenje, da večja hitrost samodejno pomeni večjo produktivnost.

V pravem sistemu AS/RS je prepustnost odvisna od celotnega cikla.

Poenostavljen cikel lahko vključuje:

Vožnja → Pojemek → Pozicioniranje → Izteg vilic → Prenos bremena → Umik vilic → Vožnja → Dviganje → Pozicioniranje

Če žerjav potuje hitreje, vendar potrebuje dolgo časa za umirjanje na ciljni lokaciji, lahko teoretično povečanje hitrosti prinese malo praktičnih koristi.

Boljša strategija je optimizacija:

• Pospešek

• Pojemek

• Pozicioniranje

• Čas poravnave

• Gibanje vilic

• Sinhronizacija dvigala

• Prenos obremenitve

• Zakasnitev komunikacije

• Odziv senzorja

• Koordinacija gibanja

Zato je visoko zmogljivo servo krmiljenje dragoceno: obravnava dinamično vedenje celotnega cikla gibanja , ne le največjih vrtljajev na minuto.

AC servo motorji za vodoravno premikanje, dviganje in osi vilic

Žerjav viličar AS/RS ne izvede le enega premika. Potovati mora skozi skladiščni prehod, dvigniti tovor na različne nivoje regalov in natančno iztegniti ali umakniti vilice, da zaključi cikel shranjevanja ali dvigovanja.

Čeprav so ta tri gibanja del istega stroja, so njihove motorične zahteve različne. Horizontalna pomična os daje prednost dinamičnemu pospeševanju in natančnemu zaustavljanju, dvižna os zahteva visok navor in zanesljivo držanje bremena, medtem ko os vilic poudarja kompaktno integracijo in ponovljivo pozicioniranje.

Iz tega razloga izbira ene standardne konfiguracije AC servo motorja za vsako os ni vedno najbolj praktičen pristop. Motor, menjalnik, dajalnik, zavora, pogon in profil gibanja morajo biti usklajeni s posebnimi zahtevami vsake osi.

1. AC servo motorji za vodoravno potovalno os

Vodoravna potovalna os premika žerjav viličarja vzdolž skladiščnega hodnika. V mnogih sistemih AS/RS za visoke hitrosti je to ena najzahtevnejših osi gibanja, ker mora motor pospešiti veliko gibajočo se maso in nato žerjav natančno zaustaviti na ciljni lokaciji stojala.

Gibljiva masa lahko vključuje:

• Jambor žerjava

• Tovorni voziček

• Mehanizem vilic

• Paleta

• Izdelek

• Kabli in nosilci kablov

• Kolesa

• Komponente menjalnika

Potovalni servo motor zato potrebuje dovolj neprekinjenega navora in največjega navora za obvladovanje normalnega delovanja in pospeševanja.

Tipično zaporedje potovanj je:

Mirovanje → Pospešek → Visoka hitrost → Pojemek → Natančno pozicioniranje → Ustavitev

Cilj ni le povečati hitrost potovanja. Žerjav mora zmanjšati tudi vibracije in čas usedanja.

Ključne zahteve za potovalni servo motor

Ustrezen AC servo motor za vodoravno vožnjo AS/RS lahko zahteva:

• Visok najvišji navor

• Hitro delovanje

• Hiter odziv na navor

• Natančne povratne informacije kodirnika

• Gladko pospeševanje in zaviranje

• Možnost pozicioniranja pri nizki hitrosti

• Delovanje z visokim ciklom

• Združljivost menjalnika

• Zmogljivost regenerativnega zaviranja

• Združljivost industrijske komunikacije

. razmerje menjalnika Posebno pomembno je Določa razmerje med hitrostjo motorja in hitrostjo kolesa ter vpliva na razpoložljivi izhodni navor.

Na primer, povečanje reduktorskega razmerja lahko poveča izhodni navor in hkrati zmanjša hitrost kolesa. Pravilno razmerje je torej treba izračunati iz zahtevane hitrosti vožnje, premera kolesa, hitrosti motorja, pospeška in skupne gibljive mase.

2. Kako servo motorji izboljšajo vodoravno pozicioniranje

Žerjav viličar se bo morda moral ustaviti na stotinah ali tisočih skladiščnih mestih. Doseganje pravilne koordinate prehoda je torej temeljni del delovanja AS/RS.

Encoder zagotavlja povratne informacije servo pogonu, kar krmilnemu sistemu omogoča primerjavo ukazanega gibanja z dejanskim gibanjem motorja.

Vendar položaj motorja ni nujno enak položaju žerjava.

Mehanski dejavniki, kot so:

• Zračnost menjalnika

• Zdrs kolesa

• Železniške razmere

• Odmik sklopke

• Strukturni upogib

• Mehanska obraba

lahko vpliva na končni položaj.

Za sisteme z visoko natančnostjo je zato mogoče servo povratne informacije kombinirati z zunanjimi tehnologijami za določanje položaja, kot so laserske meritve, določanje položaja s črtno kodo ali referenčni senzorji.

Rezultat je večplastna strategija pozicioniranja:

Servo kodirnik → Položaj motorja → Mehanski prenos → Referenca zunanjega položaja → Dejanski položaj žerjava

To je še posebej uporabno, ko žerjav deluje pri visoki hitrosti, vendar mora upočasniti in se natančno postaviti, preden vilice vstopijo v stojalo.

3. AC servo motorji za dvižno os

Dvižna os ima bistveno drugačne zahteve kot vodoravni hod.

Namesto premikanja velike mase vzdolž vodoravne tirnice mora dvižni motor dvigniti in spustiti breme proti gravitaciji.

To pomeni, da sta navor in zaviranje še posebej pomembna.

Dvižni servo motor bo morda moral upravljati:

• Največja teža palete

• Teža tovornega vozička

• Teža mehanizma vilic

• Protiutež, če je primerna

• Hitrost dviganja

• Pospešek

• Pojemek

• Učinkovitost menjalnika

• Dimenzije bobna, škripca ali zobnika

• Gravitacijska obremenitev

• Neprekinjeno delo

Poenostavljeno razmerje dvižnega navora je mogoče izraziti kot:

T = F × r / η

kjer:

• T = zahtevani izhodni navor

• F = dvižna sila

• r = efektivni mehanski polmer

• η = učinkovitost prenosa

Dejanski izračun mora vključevati tudi navor pospeška, mehanske izgube, vztrajnost in ustrezno inženirsko rezervo.

4. Zakaj je zaviranje kritično za dvižno os

Dvižna os zahteva dodatno pozornost, ker lahko tovor visi nad tlemi.

Ko se motor ustavi ali prekine napajanje, bo sistem morda moral mehansko zadržati breme.

Iz tega razloga je lahko dvižni servo motor konfiguriran z mehansko držalno zavoro.

Zavoro je treba oceniti glede na:

• Največja obremenitev

• Razmerje menjalnika

• Dvižni mehanizem

• Potreben zadrževalni moment

• Pogoji za zaustavitev

• Odziv zavore

• Varnostna arhitektura

Pomembno je razlikovati med STO in mehansko zavoro.

Varni izklop navora preprečuje, da bi motor ustvarjal navor pod veljavnimi varnostnimi pogoji, vendar samega STO ne bi smeli obravnavati kot mehanskega mehanizma za zadrževanje bremena za obešeno breme.

Celoten dvižni sistem mora torej skupaj obravnavati nadzor motorja, mehansko zaviranje in varnost stroja.

5. Hitrost dviganja in natančnost položaja

Dvižna os ne sme le doseči pravilne ravni stojala; tja mora prispeti gladko.

Če dvižni motor zavira preveč agresivno, lahko povzroči:

• Nihanje obremenitve

• Vibracija jambora

• Mehanski šok

• Gibanje palete

• Prekoračitev položaja

Profil pospeška in pojemka S-krivulje lahko pomaga zmanjšati nenadne spremembe pospeška.

Praktično zaporedje je lahko:

Hitro dviganje → Nadzorovano pojemanje → Približevanje z nizko hitrostjo → Potrditev položaja

To omogoča, da se žerjav hitro premika med ravnmi regalov, hkrati pa ohranja nadzorovano gibanje med končno fazo pozicioniranja.

Pri opremi AS/RS z visokimi regali lahko to ravnovesje med hitrostjo in stabilnostjo neposredno vpliva na celoten cikel shranjevanja in iskanja.

6. AC servo motorji za os vilic

Os vilic je odgovorna za prenos palete med viličarjem in skladiščnim regalom.

Čeprav lahko mehanizem vilic nosi manjšo skupno težo kot sam žerjav, so lahko njegove zahteve glede položaja zelo zahtevne.

Vilice se morajo iztegniti do pravilne globine, pravilno zaskočiti paleto in se umakniti, ne da bi se dotaknile strukture regala.

Servo motor lahko zato daje prednost:

• Natančno pozicioniranje

• Ponovljivost

• Gladko gibanje pri nizki hitrosti

• Kompaktna velikost

• Hitri odziv naprej/nazaj

• Zanesljivo zaznavanje meje

• Mehanska združljivost

Premikanje vilic se običajno pojavi, ko žerjav že doseže svoj ciljni vodoravni in navpični položaj.

To pomeni, da je natančnost pozicioniranja vilic delno odvisna od natančnosti predhodnih pomičnih in dvižnih osi.

7. Zakaj pozicioniranje vilic zahteva natančen servo nadzor

Razmislite o paleti, ki jo je treba vstaviti v regal.

Če je žerjav nepravilno nameščen, lahko vilice vstopijo na napačni višini ali vodoravni koordinati.

Če se vilice nato razširijo predaleč, lahko potencialno motijo ​​komponente stojala.

Če ne sega dovolj daleč, se paleta morda ne bo pravilno prenesla.

Servo vilic zato potrebuje predvidljivo gibanje pri visokih in nizkih hitrostih.

Tipično gibanje vilic lahko razdelimo na:

Hitro iztegovanje → Nadzorovano pojemanje → Končni položaj → Prenos obremenitve → Nadzorovano umikanje

Ta pristop omogoča sistemu, da zmanjša hitrost pred končno stopnjo vstavljanja ali ekstrakcije.

8. Primerjava servo zahtev po treh oseh

Ta primerjava dokazuje, zakaj je lahko servo konfiguracija, specifična za osi, dragocena za opremo AS/RS.

Ista specifikacija motorja morda ne zagotavlja najboljše kombinacije navora, hitrosti, dimenzij in zmogljivosti krmiljenja za vse tri mehanizme.

9. Ena servo platforma, več konfiguracij

Za proizvajalce AS/RS lahko uporaba skupne platforme servo motorjev z različnimi konfiguracijami zagotovi praktično ravnotežje med prilagajanjem in standardizacijo.

Na primer, proizvajalec lahko uporablja različne različice iste servo platforme za:

Potovalna os

• Večja moč

• Višji konični navor

• Menjalnik

• Hitro delovanje

• Povratne informacije kodirnika

Dvižna os

• Višji stalni navor

• Mehanska zavora

• Menjalnik

• Kontroliran spust

• Povratne informacije visoke ločljivosti

Os vilic

• Nižja moč

• Kompaktne dimenzije

• Visoka ponovljivost pozicioniranja

• Hitri odziv naprej/nazaj

Ta pristop lahko poenostavi razvoj izdelka, medtem ko še vedno prilagaja motor vsaki osi.

10. Ujemanje servo motorja in menjalnika

Servo motorja nikoli ne bi smeli ocenjevati ločeno od prenosnega sistema.

Za vozno os mora menjalnik zagotavljati zadosten vrtilni moment kolesa ob ohranjanju zahtevane največje hitrosti vožnje.

Za dviganje mora menjalnik zagotoviti dovolj navora za dvig tovora in delo z zavornim sistemom.

Za os vilic mora menjalnik zagotavljati zahtevano hitrost iztegovanja in natančnost pozicioniranja brez pretiranega povratnega udarca.

Pomembni parametri menjalnika vključujejo:

• Razmerje redukcije

• Nazivni izhodni navor

• Največji izhodni navor

• Povratni udarec

• Učinkovitost

• Mehanska togost

• Življenjska doba

• Namestitvene dimenzije

Menjalnik z nizko zračnostjo je lahko še posebej uporaben, kadar aplikacija zahteva natančno pozicioniranje in pogoste spremembe smeri.

11. Izbira dajalnika za servo osi AS/RS

Izbira kodirnika mora temeljiti na celotnem sistemu za nadzor gibanja.

Ustrezni parametri vključujejo:

• Resolucija

• Inkrementalna ali absolutna povratna informacija

• Zmogljivost enega ali več obratov

• Protokol povratnih informacij

• Največja hitrost

• Združljivost pogonov

• Odpornost na okolje

Za sisteme AS/RS z visokim ciklom mora biti kodirnik primeren tudi za delovno okolje in pričakovano življenjsko dobo.

Kodirnik z visoko ločljivostjo lahko servo pogonu zagotovi podrobnejše informacije o položaju, vendar je splošna natančnost stroja še vedno odvisna od mehanskega prenosa in zunanjega sistema za določanje položaja.

12. Komunikacija med servo pogoni in krmilnikom AS/RS

Tri osi morajo delovati kot usklajen sistem.

Na primer, žerjav ne sme iztegniti vilic, dokler vozne in dvižne osi ne dosežejo pravilnih položajev.

Nadzorna arhitektura lahko zato uporablja industrijska omrežja, kot so:

• EtherCAT

• PROFINET

• CANopen

• EtherNet/IP

• Modbus

Specifični protokol je odvisen od PLC-ja, krmilnika gibanja, servo pogona in sistemskega integratorja.

Hitra komunikacija lahko pomaga uskladiti:

Potovalni položaj + položaj dviga + položaj vilic

Ta koordinacija je bistvenega pomena za zanesljivo avtomatizirano rokovanje s paletami.

13. Zmanjšanje tresljajev med potovalnimi in dvižnimi osemi

Visoka hitrost vožnje in dvigovanja lahko povzroči strukturne vibracije.

Rešitev mora združevati:

• Pravilna velikost motorja

• Ustrezen izbor menjalnika

• Ujemanje vztrajnosti

• Profili gibanja S-krivulje

• Nastavitev servo ojačanja

• Zatiranje resonance

• Nadzorovano upočasnjevanje

• Mehanska togost

• Natančna povratna informacija o položaju

Cilj je skrajšati čas umirjanja , ne le zmanjšati največje hitrosti.

Žerjav, ki potuje hitro, vendar potrebuje precej časa za prenehanje nihanja, morda ne bo zagotovil krajšega celotnega cikla.

14. Zakaj je prilagajanje OEM pomembno za te tri osi

Proizvajalci opreme AS/RS imajo pogosto različne zahteve za mehanizme za premikanje, dviganje in vilice.

Prilagoditev OEM lahko obravnava:

• Dimenzije motorja

• Velikost gredi

• Montažna prirobnica

• Vrsta kodirnika

• Konfiguracija zavor

• Razmerje menjalnika

• Dolžina kabla

• Položaj priključka

• Nazivna napetost

• Razpon navora

• Komunikacijske zahteve

Na primer, dvižni motor lahko zahteva zavoro, medtem ko potovalni motor ne. Motor vilic morda zahteva kompaktno ohišje, medtem ko ima potovalni motor prednost najvišji navor.

Prilagoditev omogoča, da konfiguracija motorja sledi zasnovi stroja, namesto da stroj prisili, da sledi standardnemu motorju.

15. Kako izbrati pravi AC servo motor za vsako os AS/RS

Pred izbiro motorja morajo proizvajalci AS/RS pripraviti podatke o uporabi.

Za vodoravno potovalno os

Določi:

• Skupna gibljiva masa

• Največja potovalna hitrost

• Premer kolesa

• Pospešek

• Pojemek

• Razmerje menjalnika

• Upor tirnice

• Delovni cikel

• Zahtevana natančnost pozicioniranja

Za dvižno os

Določi:

• Največja nosilnost

• Teža tovornega vozička

• Hitrost dviganja

• Višina dviga

• Pospešek

• Premer jermenice ali bobna

• Prestavno razmerje

• Potreben zadrževalni moment

• Zahteve za zavore

• Delovni cikel

Za os vilic

Določi:

• Viličasta masa

• Največja obremenitev

• Razdalja razširitve

• Zahtevana hitrost podaljšanja

• Natančnost pozicioniranja

• Frekvenca cikla

• Razpoložljiv prostor za namestitev

• Vrsta menjalnika

Te informacije omogočajo dobavitelju motorja, da oceni dejansko uporabo, namesto da bi izbral motor samo na podlagi nazivne moči.

16. JKONGMOTOR AC servo motorji za AS/RS aplikacije

Za proizvajalce AS/RS lahko JKONGMOTOR zagotovi rešitve servo motorjev na izmenični tok, zasnovane glede na zahteve gibanja, specifične za aplikacijo.

Rešitev je mogoče ovrednotiti glede na zahteve:

• Potovalna os

• Dvižna os

• Os vilic

Konfiguracija OEM lahko vključuje vidike, kot so moč motorja, navor, dimenzije, konfiguracija gredi, kodirnik, zavora, ujemanje menjalnika, razporeditev kablov in združljivost krmilnega sistema.

Za nove platforme AS/RS lahko razvojni proces sledi:

Analiza uporabe → Izbira motorja → Oblikovanje mehanskega vmesnika → Prototip → Testiranje → Optimizacija → Serijska proizvodnja

Ta pristop omogoča, da se servo motor oceni kot del celotnega sistema gibanja in ne kot izolirana komponenta kataloga.

Zaključek

Žerjav viličar AS/RS je odvisen od več usklajenih osi gibanja in vsaka os predstavlja različne zahteve servo motorja.

Horizontalna pomična os potrebuje visoko dinamično odzivnost, visoko hitrost delovanja in natančno zaustavitev. Dvižna os zahteva visok navor, nadzorovano navpično gibanje in zanesljivo držanje bremena. zahteva Os vilic kompaktno integracijo, gladko gibanje in zelo ponovljivo pozicioniranje.

Iz tega razloga učinkovito krmiljenje gibanja AS/RS temelji na ujemanju AC servo motorja z dejansko mehansko funkcijo vsake osi..

Ko so moč motorja, navor, razmerje menjalnika, kodirnik, zavora, profil gibanja in krmilna arhitektura pravilno usklajeni, lahko žerjav viličar doseže boljše ravnovesje med visoko hitrostjo, natančnostjo pozicioniranja, gladkim delovanjem, zanesljivostjo in skupnim časom cikla shranjevanja in pridobivanja.

Za proizvajalce originalne opreme AS/RS je najbolj praktičen pristop sodelovanje s proizvajalcem servo motorjev, ki lahko podpira standardizirane servo platforme in prilagoditev proizvajalca originalne opreme za posamezne aplikacije , kar omogoča, da se osi za premikanje, dviganje in vilice načrtujejo glede na dejanske zahteve žerjava.

AC Servo v primerjavi s konvencionalnim motorjem za AS/RS

Običajni indukcijski motor s pogonom s spremenljivo frekvenco je lahko primeren za številne industrijske aplikacije.

Vendar pa lahko zahtevne aplikacije AS/RS zahtevajo podrobnejši nadzor gibanja.

Izbira mora na koncu temeljiti na celotni zasnovi stroja. Vsaka os AS/RS ne zahteva iste tehnologije motorja.

Pogoste težave pri izbiri napačnega servo motorja

Motor ima lahko pravilno nazivno moč in še vedno deluje slabo v aplikaciji AS/RS.

Nezadosten največji navor

Motor lahko deluje normalno, vendar ima težave pri pospeševanju s polno naloženo paleto.

Prekomerna vztrajnost

Servo lahko postane težko nastaviti, kar povzroči počasen dinamični odziv ali nestabilno obnašanje.

Nepravilno prestavno razmerje

Žerjav lahko doseže želeno hitrost, vendar nima zadostnega izhodnega navora ali proizvaja prekomerno hitrost na kolesu.

Slaba izbira kodirnika

Sistem morda nima zadostne povratne ločljivosti za zahtevano zmogljivost pozicioniranja.

Prekomerno pospeševanje

Motor je lahko dovolj močan, vendar lahko struktura žerjava pretirano vibrira.

Neustrezna zasnova zavore

Dvižna os zahteva posebno pozornost pri zadrževanju obremenitve, ko je napajanje odklopljeno.

Slaba konfiguracija kabla

Dolgi premikajoči se kabli in ponavljajoče se premikanje žerjava lahko povzročijo težave pri namestitvi in ​​zanesljivosti, če sistem kablov in priključkov nista ustrezno izbrana.

Praktična formula za visoko dinamično gibanje AS/RS

Koristen način razmišljanja o celotni aplikaciji je:

Zmogljivost pozicioniranja = motorični odziv + kakovost povratne informacije + mehanska natančnost + profil gibanja + nastavitev nadzora

in:

Prepustnost = potovalna zmogljivost + pospešek + pojemek + čas umirjanja + cikel ravnanja z obremenitvijo

To pojasnjuje, zakaj preprost nakup servo motorja večje moči ne povzroči nujno hitrejšega sistema AS/RS.

Motor mora biti pravilno usklajen z mehanskim sistemom in krmilno strategijo.

Končni premisleki za visoko dinamično pozicioniranje AS/RS

Doseganje visoko dinamičnega pozicioniranja v žerjavu viličarju AS/RS ni zgolj stvar namestitve visokohitrostnega motorja.

Najbolj zmogljivi sistemi so zasnovani okoli interakcije med servo motorjem, servo pogonom, kodirnikom, menjalnikom, mehansko strukturo, zunanjimi senzorji za položaj, profilom gibanja in sistemom za nadzor skladišča..

AC servo motor zagotavlja dinamično kontrolno podlago. Kodirnik daje povratne informacije. Pogon uravnava navor in hitrost. Menjalnik pretvori karakteristike motorja v uporabno mehansko moč. Sistem za določanje položaja potrdi fizično lokacijo stroja. Končno krmilnik gibanja koordinira celoten cikel.

Za visokohitrostno opremo AS/RS najbolj praktičen projektni cilj torej ni največja hitrost motorja , temveč največja koristna pretočnost z nadzorovanim pospeškom, kratkim časom umirjanja, zanesljivim pozicioniranjem in ponovljivim delovanjem.

Za proizvajalce viličarjev-žerjavov OEM lahko ta pristop na sistemski ravni naredi razliko med motorjem, ki preprosto premika stroj, in rešitvijo servo gibanja, zasnovano za visoko dinamično avtomatizirano shranjevanje in pridobivanje.

pogosta vprašanja

1. Kateri tip AC servo motorja je primeren za žerjav viličar AS/RS?

Ustrezen AC servo motor je odvisen od osi žerjava, nosilnosti, hitrosti, pospeška, razmerja menjalnika, delovnega cikla in zahtev glede pozicioniranja. Potovalne, dvižne in vilične osi običajno zahtevajo različne navore, hitrosti, zavore in mehanske konfiguracije.

2. Zakaj se AC servo motorji uporabljajo za vodoravno vožnjo AS/RS?

AC servo motorji zagotavljajo visoko dinamično odzivnost, natančen nadzor hitrosti, povratne informacije kodirnika ter nadzorovano pospeševanje in zaviranje . Te značilnosti pomagajo žerjavu viličarju hitro potovati skozi prehod, hkrati pa dosega natančno pozicioniranje na ciljni lokaciji skladiščenja.

3. Katere zahteve za AC servo motorje so pomembne za dvižno os AS/RS?

Dvižna os na splošno zahteva visok neprekinjen in najvišji navor, natančno povratno informacijo o položaju, nadzorovano pospeševanje in zaviranje ter ustrezno mehansko zaviranje . Pri izbiri motorja je treba upoštevati največjo nosilnost, hitrost dviganja, dvižni mehanizem, razmerje menjalnika, delovni cikel in zahteve glede držanja tovora.

4. Zakaj os vilic AS/RS potrebuje natančen servo nadzor?

Vilice se morajo natančno iztegniti v in umakniti iz regala, ne da bi poškodovale paleto, regal ali mehanizem za rokovanje. Servo motor zagotavlja ponovljivo pozicioniranje, nadzorovano gibanje pri nizki hitrosti, hiter odziv naprej/nazaj in natančno zaustavitev , kar je pomembno za zanesljiv prenos palet.

5. Ali se lahko en AC servo motor uporablja za vse osi AS/RS?

Pri nekaterih izvedbah strojev je tehnično izvedljivo, vendar imajo tri osi pogosto različne delovne zahteve. Mehanizmi za premikanje, dviganje in vilice lahko zahtevajo različne konfiguracije moči, navora, hitrosti, menjalnika, zavore, kodirnika in namestitve. Skupna servo platforma s konfiguracijami, specifičnimi za osi, lahko zagotovi praktično rešitev.

6. Kako AC servo motor izboljša natančnost pozicioniranja AS/RS?

AC servo sistem uporablja povratne informacije kodirnika za spremljanje gibanja motorja ter uravnavanje položaja in hitrosti. Vendar pa je končna natančnost žerjava odvisna tudi od menjalnika, menjalnika, zdrsa koles, mehanske togosti, zračnosti, zunanjih senzorjev položaja in krmilnega sistema . Servo povratne informacije je zato treba obravnavati kot del celotne arhitekture pozicioniranja.

7. Ali dvižni servo motor AS/RS potrebuje zavoro?

Dvižna os lahko zahteva mehansko zadrževalno zavoro, kadar mora konstrukcija zadržati navpično obešeno breme, ko navor motorja ni na voljo. Zavoro je treba izbrati glede na obremenitev, prenosni sistem, zahtevani zadrževalni moment in varnostno zasnovo stroja. STO in mehansko zadrževanje obremenitve se ne sme obravnavati kot ista funkcija.

8. Kako lahko AC servo motorji zmanjšajo vibracije v hitrih AS/RS žerjavih?

Vibracije je mogoče obravnavati z ustreznim dimenzioniranjem motorja in menjalnika, usklajevanjem vztrajnosti, pospeševanjem in zaviranjem S-krivulje, servo uravnavanjem, dušenjem resonance, mehansko togostjo in natančnimi povratnimi informacijami . Samo povečanje hitrosti ali pospeška motorja ne izboljša nujno celotnega časa cikla AS/RS.

9. Ali je mogoče AC servo motorje za opremo AS/RS prilagoditi?

ja Prilagoditev OEM lahko vključuje dimenzije motorja, konfiguracijo gredi in prirobnice, kodirnik, menjalnik, zavoro, kabel, konektor, nazivni navor, hitrost in druge zahteve, specifične za aplikacijo . Prilagoditev je še posebej uporabna, kadar mora servo motor ustrezati namenskemu pogonu žerjava.

10. Katere informacije mora zagotoviti proizvajalec AS/RS pri izbiri servo motorja?

Najbolj uporabne informacije vključujejo skupno gibljivo maso, največjo koristno obremenitev, potovalno hitrost, hitrost dviganja, pospešek, pojemek, dimenzije kolesa ali menjalnika, razmerje menjalnika, delovni cikel, natančnost pozicioniranja, prostor za namestitev, zahteve za kodirnik, zahteve za zavore in protokol krmiljenja . Natančni podatki o uporabi omogočajo dobavitelju motorja, da oceni celoten sistem gibanja, namesto da izbere motor samo na podlagi nazivne moči.