Slovenščina
Ogledi: 0 Avtor: Jkongmotor Čas objave: 24. 9. 2026 Izvor: Spletno mesto
Ultrakompaktni AGV in AMR spreminjajo način oblikovanja mobilnih robotov za skladišča, tovarne, bolnišnice, maloprodajne objekte, laboratorije in druga okolja z omejenim prostorom. Za razliko od običajnih avtonomnih mobilnih robotov, ki imajo veliko prostora za motorje, menjalnike, zunanje pogone, ožičenje in krmilno elektroniko, morajo ultrakompaktne platforme zagotavljati enake bistvene funkcije gibanja znotraj veliko manjšega mehanskega ovoja.
Zaradi tega je pogonski sistem še posebej pomemben.
Pri mnogih kompaktnih mobilnih robotih integriran brezkrtačni servo motor pesta lahko združi motor, pogonsko elektroniko, povratni sistem in kolo v en sam kompakten sklop. Namesto oblikovanja pogonskega sklopa okoli več ločenih komponent, lahko zgradimo gibalni sistem okoli pogonskega modula, integriranega v kolesa.
Toda izbira pravega servo motorja pesta ni le stvar izbire najmanjšega motorja, ki ustreza.
Upoštevati moramo premer kolesa, nazivni navor, največji navor, težo vozila, tovor, pospešek, delovno hitrost, napetost akumulatorja, krmilni protokol, natančnost povratne informacije, toplotno zmogljivost, stopnjo zaščite, mehansko namestitev, zahteve za zaviranje in delovni cikel.
Ta vodnik pojasnjuje glavne izbirne dejavnike za ultrakompaktne AGV in AMR ter prikazuje, kako oceniti integriran brezkrtačni servo motor pesta z vidika dejanske zasnove sistema.
Ultrakompaktni AGV in AMR so avtonomni mobilni roboti, zasnovani za delovanje tam, kjer se konvencionalne mobilne platforme težko prilegajo.
Tipične aplikacije vključujejo:
Mali skladiščni transportni roboti
Roboti za komisioniranje od police do osebe
Roboti za bolnišnično dostavo
Laboratorijske transportne ploščadi
Maloprodajni roboti za inventar
Kompaktni inšpekcijski roboti
Tovarniški roboti za ravnanje z materialom
Avtomatizirani vozički
AMR-ji pod rakom
Mobilni roboti za ozke prehode
Roboti za prevoz majhnih paketov
Sodelovalne mobilne platforme
Odločilna značilnost ni le celotna velikost robota. Pogonski sklop se mora prilegati tudi v zelo omejen mehanski prostor.
Na primer, kompaktni AMR bo morda moral namestiti svoja pogonska kolesa v šasijo, medtem ko bo pustil dovolj notranje prostornine za baterijo, krmilnik, senzorje, komunikacijsko elektroniko, dvižni mehanizem in tovor.
Vsak milimeter je pomemben.
Tradicionalna arhitektura z motorjem, menjalnikom, kodirnikom, zunanjim servo pogonom, zavoro in velikim kabelskim snopom lahko zavzame precej prostora. To je eden od razlogov, da so integrirani servo motorji pesta postali privlačni za kompaktno mobilno robotiko.
|
|
|
|
|
|
|
Vgrajen enosmerni servo motor z zavoro |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Gred |
Vodilni vijak |
Modul |
Linearno gibanje |
Zavora |
Menjalnik |
Polžni menjalnik |
Žice |
Raven zaščite |
Raven zaščite |
Kompaktni AGV in AMR imajo zelo različne zahteve glede pogona kot pri večjih avtonomnih vozilih. Ko mora robot delovati v ozkih prehodih, pod regali, okoli ljudi ali znotraj omejenega ovoja ohišja, mora vsaka komponenta zagotavljati uporabno funkcionalnost, ne da bi zavzela nepotreben prostor.
Tu lahko integriran brezkrtačni servo motor pesta zagotovi praktično prednost.
Namesto uporabe ločenega brezkrtačnega motorja, menjalnika, kolesa, kodirnika in zunanjega servo pogona lahko integrirani servo motor pesta združi več teh funkcij v en kompakten pogonski modul. Ta arhitektura lahko poenostavi mehansko integracijo, hkrati pa zmanjša ožičenje in sprosti dragocen notranji prostor za baterije, krmilnike, senzorje, dvižne mehanizme in tovor.
Integrirani brezkrtačni servo motor v pestu je sklop kolesnega pogona, zgrajen okoli brezkrtačnega enosmernega motorja z zaprtozančno regulacijo . Odvisno od zasnove lahko modul motorja vključuje funkcije kolesa, menjalnika, kodirnika, krmilnika, komunikacijskega vmesnika, zavore in zaščite.
Motor je nameščen neposredno na položaj koles, kar omogoča, da pogonski sklop postane bolj kompakten del šasije.
Tipičen integrirani servo sistem pesta lahko vključuje:
Brezkrtačni DC motor
Servo krmilnik
Povratne informacije kodirnika
kolo
Zmanjšanje prestave
CAN ali CANopen komunikacija
RS485 ali drugi nadzorni vmesniki
Prenapetostna zaščita
Zaščita pred previsoko temperaturo
Opcijska elektromagnetna zavora
Natančna konfiguracija je odvisna od zahtev robota, vendar osnovna ideja ostaja enaka: premaknite več funkcionalnosti pogonskega sklopa v sam kolesni modul.
Običajni pogonski sklop mobilnega robota lahko uporablja motor, ki je nameščen znotraj šasije in je povezan z menjalnikom in kolesom prek sestavnih delov mehanskega prenosa.
Ta arhitektura lahko dobro deluje, če ima robot dovolj notranjega prostora.
Ultrakompaktni AMR-ji pogosto ne.
Podvozje bo morda moralo prilagoditi:
Baterijski paketi
Glavne nadzorne plošče
LiDAR
Kamere
Varnostni senzorji
Brezžična komunikacijska oprema
Dvižni mehanizmi
Predelki za tovor
Strojna oprema za polnjenje
Motorni krmilniki
Komponente za distribucijo električne energije
Če pogonski sklop zasede veliko notranjega prostora, se razpoložljiva prostornina za druge sisteme zmanjša.
Integrirani servo motor pesta spremeni to razporeditev tako, da velik del pogonske funkcije premakne proti kolesu.
To lahko naredi celotno arhitekturo vozila bolj prilagodljivo.
Najbolj očitna prednost je prostorska učinkovitost.
Tradicionalni sistemi lahko zahtevajo ločena mesta za namestitev motorja, menjalnika, dajalnika in pogonske elektronike.
Integriran motor pesta lahko te funkcije združi v en sam sklop.
Pri majhnem AMR lahko to poenostavi mehansko zasnovo in zmanjša količino prostora, potrebnega okoli pogonskega kolesa.
To je še posebej uporabno, če ima robot:
Nizka višina šasije
Ozko telo
Omejena notranja širina
Majhna medosna razdalja
Kompakten predal za elektroniko
V teh aplikacijah lahko prihranek celo relativno majhne količine mehanskega prostora pomembno vpliva na končno zasnovo robota.
Ožičenje je pogosto podcenjen del načrtovanja mobilnih robotov.
Pri običajni arhitekturi lahko motor, kodirnik in zunanji pogon zahtevajo ločene napajalne in signalne kable. Ti kabli morajo biti speljani skozi premikajoči se stroj, ki nenehno doživlja tresljaje, pospeševanje, gibanje krmiljenja in mehanske motnje.
Integriran servo motor lahko zmanjša število zunanjih povezav, potrebnih okoli kolesa.
Odvisno od arhitekture je lahko zunanji vmesnik poenostavljen na:
DC napajanje
Komunikacija
Krmilni ali I/O signali
To lahko naredi napeljavo kablov čistejšo in zmanjša število komponent, ki jih je treba namestiti znotraj ohišja.
Pri kompaktnih AMR-jih lahko manj kablov tudi olajša sestavljanje in vzdrževanje.
Za mobilne robote ima notranji prostor neposredno funkcionalno vrednost.
Manjša arhitektura pogonskega sklopa lahko sprosti prostor za večjo baterijo, dodatne senzorje ali več koristnega tovora.
To ustvarja pomembno oblikovno razmerje:
Manjši odtis pogonskega sklopa → več uporabne prostornine šasije → večja prilagodljivost pakiranja
Na primer, proizvajalec AMR lahko uporabi dodaten prostor za povečanje zmogljivosti baterije, namesto da poveča zunanje dimenzije robota.
Drugi proizvajalec lahko uporabi isti prostor za povečanje tovornega prostora.
Najboljša uporaba je odvisna od uporabe robota.
Vgrajen brezkrtačni servo motor pesta ni le kolo z motorjem.
Servo arhitektura zagotavlja nadzor gibanja na podlagi povratnih informacij.
Kodirnik neprekinjeno zagotavlja informacije o gibanju krmilniku, kar sistemu omogoča natančnejšo regulacijo hitrosti in položaja kot motorni sistem z odprto zanko.
To je pomembno za AMR, ker natančno gibanje kolesa vpliva na:
Premočrtno potovanje
Natančnost obračanja
Priklop
Pozicioniranje
Sledenje poti
Sinhronizacija koles
Gibanje z nizko hitrostjo
Za AMR z diferencialnim pogonom je še posebej pomembno razmerje med levim in desnim kolesom.
Če se eno kolo dosledno vrti hitreje od drugega, lahko robot postopoma odstopa od predvidene poti.
Krmiljenje z zaprto zanko pomaga kompenzirati razlike v obremenitvi, trenju in pogojih delovanja.
Kompaktni mobilni roboti pogosto delujejo pri relativno nizkih hitrostih.
Skladiščni robot se lahko premika počasi, ko se približuje regalu. Robot za bolnišnično dostavo bo morda potreboval nemoteno gibanje okoli ljudi. Kompakten inšpekcijski robot lahko zahteva nadzorovano gibanje, medtem ko se postavlja v bližino opreme.
Pravilno konfiguriran servo motor lahko zagotovi stabilno regulacijo hitrosti v celotnem območju delovanja robota.
To je lahko še posebej dragoceno med:
Priklop
Popravek položaja
Obračanje
Gibanje v ozkem hodniku
Izogibanje oviram
Pristop do postaje
Poravnava tovora
Cilj ni le visoko število vrtljajev.
Cilj je predvidljivo obnašanje koles v celotnem območju delovanja.
Mnogi AMR-ji uporabljajo dve ali več neodvisno krmiljenih pogonskih koles.
Z integriranimi servo moduli ima lahko vsako kolo svoj lokalni nadzor motorja in povratne informacije.
Centralni krmilnik robota lahko nato koordinira posamezne pogonske module prek industrijskega komunikacijskega omrežja.
Odvisno od sistema lahko to uporablja:
LAHKO
CANopen
RS485
Modbus
EtherCAT
Ta porazdeljena arhitektura lahko zmanjša potrebo po dolgem posameznem ožičenju za krmiljenje motorja.
Prav tako lahko naredi pogonski sklop bolj modularen.
Proizvajalec robotov bo morda lahko uporabil isti osnovni pogonski modul na več platformah vozil z različnimi dimenzijami šasije ali nosilnostjo.
Nekateri AMR-ji so zasnovani tako, da delujejo pod regali, policami, vozički ali paletami.
V teh aplikacijah lahko višina robota postane kritična konstrukcijska omejitev.
Običajni pogonski sklop lahko zahteva precejšen navpični prostor za motor in menjalnik.
Arhitektura v slogu pesta lahko postavi pogonski sklop okoli kolesa, kar oblikovalcem pomaga razviti pogonski sklop z nižjim profilom.
To ne zagotavlja samodejno nižjega robota, ker premer koles, vzmetenje, struktura šasije, višina baterije in postavitev senzorjev še vedno določajo končne dimenzije vozila.
Vendar arhitektura pogona, vgrajenega v kolesa, zagotavlja več svobode pri načrtovanju robota z nizkim profilom.
Običajni pogonski sklop lahko vsebuje več mehanskih vmesnikov:
Motor → Sklopka → Menjalnik → Gred → Kolo
Vsak vmesnik uvaja dodatne zahteve za montažo in morebitne tolerance.
Integrirana servo arhitektura vozlišča lahko poenostavi to verigo.
Tipični koncept postane bližje:
Integrirani servo pogon → Kolo
Odvisno od zasnove izdelka je lahko menjalnik še vedno vključen znotraj sklopa pesta.
Zmanjšanje zunanjih mehanskih vmesnikov lahko poenostavi montažo in potencialno zmanjša zahteve glede poravnave.
To je še posebej uporabno za proizvajalce originalne opreme, ki veliko proizvajajo mobilne robote.
Proizvajalci AMR redko razvijajo samo enega robota za vedno.
Podjetje lahko na koncu proizvede:
AMR za mala skladišča
AMR s srednjo nosilnostjo
Roboti za premikanje polic
Inšpekcijski roboti
Bolnišnični roboti
Avtonomni vozički
Modularna motorna platforma lahko podpira to strategijo razvoja izdelka.
Različne različice lahko uporabljajo različne:
Stopnje moči motorja
Premeri koles
Prestavna razmerja
Konfiguracije kodirnika
Komunikacijski protokoli
Montažni vmesniki
To proizvajalcu omogoča ohranjanje doslednega koncepta pogonskega sklopa, medtem ko specifikacijo motorja prilagaja različnim robotskim platformam.
Kompaktni roboti imajo omejen pretok zraka.
Zaradi tega je toplotna zasnova še posebej pomembna.
Integrirani motor je treba oceniti glede na dejanski delovni cikel robota in ne le glede na njegovo konično moč.
Pomembni parametri vključujejo:
Stalni navor
Najvišji navor
Neprekinjen tok
Vrhunski tok
Motorna učinkovitost
Učinkovitost krmilnika
Temperatura okolja
Trajanje delovanja
Pot odvajanja toplote
Pravilno oblikovana integrirani servo sistem pesta lahko vključuje nadzor temperature in zaščito.
To lahko pomaga preprečiti čezmerno toplotno obremenitev med zahtevnimi pogoji delovanja.
Vendar pa lahko ohišje robota tudi samo postane del poti odvajanja toplote, zato je treba mehansko in toplotno zasnovo obravnavati skupaj.
Kompaktni AGV in AMR se običajno napajajo na baterije.
Pogonski sklop mora zato uravnotežiti zmogljivost in porabo energije.
Brezkrtačna arhitektura motorja lahko zagotovi učinkovito delovanje, medtem ko lahko servo krmiljenje uravnava navor in hitrost glede na dejansko zahtevo gibanja.
Pravilni motor je treba izbrati glede na celoten akumulatorski sistem, vključno z:
Nazivna napetost baterije
Najmanjša delovna napetost
Največja polnilna napetost
Neprekinjen tok
Vrhunski tok
Kapaciteta baterije
Delovni cikel delovanja
Motorja ne smete izbrati preprosto zato, ker se njegova nazivna napetost ujema z oznako baterije.
Celotno napetostno območje mora biti združljivo z integriranim krmilnikom.
Sodobni AMR-ji pogosto uporabljajo porazdeljene nadzorne arhitekture.
Glavni krmilnik lahko upravlja navigacijo, lokalizacijo, izogibanje oviram in upravljanje opravil, medtem ko motorni moduli upravljajo lokalni nadzor gibanja.
Integrirani servo motor lahko torej deluje kot razdeljeno vozlišče za krmiljenje gibanja.
Na primer, krmilnik lahko pošlje ukaze za:
Ciljna hitrost
Ciljni položaj
Smer
Pospešek
Pojemek
Motorni modul lahko nato izvede ukaz ob stalnem spremljanju lastnih povratnih informacij in zaščitnih pogojev.
Ta delitev odgovornosti lahko naredi celotno nadzorno arhitekturo čistejšo.
Mobilni roboti delujejo v okoljih, kjer lahko pride do nepričakovanih razmer.
Pogonski motor lahko naleti na:
Nenadne spremembe nosilnosti
Blokada kolesa
Prekomerno pospeševanje
Visoka temperatura okolja
Nizka napetost baterije
Mehanska odpornost
Prekinitve komunikacije
Integrirane zaščitne funkcije lahko spremljajo pogoje delovanja in se odzovejo na nenormalna stanja.
Odvisno od arhitekture motorja lahko razpoložljive funkcije vključujejo:
Prenapetostna zaščita
Prenapetostna zaščita
Podnapetostna zaščita
Zaščita pred previsoko temperaturo
Odkrivanje napak kodirnika
Odkrivanje napak v komunikaciji
Zaščita pred stojnico
Natančne funkcije je treba vedno preveriti glede na tehnično dokumentacijo proizvajalca.
Vsak AMR ne more uporabljati standardnega kataloškega motorja.
Kompaktne konstrukcije podvozja pogosto zahtevajo posebne mehanske in električne vmesnike.
Prilagoditev OEM lahko vključuje:
Velikost kolesa
Montažne luknje
Dimenzije motorja
Prestavno razmerje
Dolžina kabla
Vrsta priključka
Položaj priključka
Ločljivost kodirnika
Komunikacijski protokol
Konfiguracija zavor
Nazivna napetost
Značilnosti navora
To je še posebej pomembno, če je motor integriran neposredno v strukturo kolesa.
Majhna sprememba v montažnih dimenzijah lahko vpliva na šasijo, vzmetenje, položaj koles in celotno geometrijo robota.
Sodelovanje s proizvajalcem, ki lahko podpira mehanske in električne prilagoditve, lahko torej poenostavi razvojni proces.
Pri primerjavi servo motorjev v pestu za kompaktne AGV in AMR , bi morali pogledati dlje od nazivne moči motorja.
Praktična ocena mora vključevati:
Parameter |
Zakaj je pomembno |
|---|---|
Nazivni navor |
Določa zmogljivost neprekinjenega pogona |
Najvišji navor |
Določa pospešek in prehodno delovanje |
Nazivna hitrost |
Določa praktično območje delovanja |
Premer kolesa |
Vpliva na hitrost, navor in višino šasije |
Kodirnik |
Podpira nadzor gibanja v zaprti zanki |
Napetost baterije |
Ujemati se mora s celotnim obsegom vodil DC |
Komunikacija |
Določa integracijo z robotskim krmilnikom |
IP ocena |
Ugotavlja okoljsko primernost |
Toplotna zmogljivost |
Določa zmogljivost neprekinjenega delovanja |
Zavora |
Pomembno za določene zahteve držanja |
Dimenzije |
Določa mehansko združljivost |
Teža |
Vpliva na skupno maso vozila |
Konfiguracija kabla |
Vpliva na namestitev in vzdrževanje |
Prilagajanje |
Podpira zasnove ohišij, specifične za OEM |
Vgrajen brezkrtačni servo motor pesta je lahko še posebej primeren, ko robot zahteva:
Kompakten pogon:
Funkcije motorja in krmiljenja morajo zavzeti najmanj prostora.
Krmiljenje kolesa z zaprto zanko:
Robot zahteva natančno hitrost in sinhronizacijo koles.
Porazdeljeni nadzor gibanja:
Več pogonskih modulov mora komunicirati s centralnim krmilnikom.
Poenostavljeno ožičenje:
Oblikovalska ekipa želi zmanjšati uporabo kablov zunanjega motorja in dajalnika.
Nizkoprofilna embalaža:
Robot mora delovati pod regali ali drugimi strukturami.
Prilagodljivost OEM:
Pogonski sklop zahteva prilagojene mehanske ali električne vmesnike.
Delovanje na baterije:
Motor mora delovati učinkovito znotraj definirane arhitekture enosmerne napetosti.
Vrednost vgrajenega brezkrtačnega servo motorja v pestu izhaja iz več kot zgolj zmanjšanja motorja.
Prava prednost je integracija.
Z združevanjem motorja, kolesa, povratnih informacij, pogonske elektronike, komunikacije in izbirnih funkcij v kompakten modul lahko pristopimo k pogonu kot k popolni enoti za krmiljenje gibanja in ne k zbirki ločenih komponent.
Za ultrakompaktne AGV in AMR lahko to poenostavi mehansko pakiranje, zmanjša zapletenost ožičenja, podpira porazdeljeno krmiljenje in ustvari dodatno svobodo oblikovanja za baterije, senzorje, prostore za tovor in druge robotske funkcije.
Pravilna izbira je še vedno odvisna od dejanske uporabe. Težo vozila, nosilnost, premer kolesa, navor, hitrost, pospešek, napetost baterije, povratne informacije kodirnika, toplotno zmogljivost, komunikacijski protokol, oceno IP in mehanske mere je treba oceniti, preden je motor dokončan.
Za OEM razvoj mobilnih robotov najbolj uporaben servo motor pesta torej ni nujno najmanjši ali najmočnejši model. To je model, katerega popolne mehanske, električne in krmilne lastnosti ustrezajo dejanskim zahtevam delovanja robota.
Preden izberemo servo motor pesta, moramo izračunati dejansko obremenitev kolesa.
Sistemska teža ni samo šasija.
Upoštevati moramo:
Skupna gibljiva masa = šasija robota + baterija + elektronika + tovor + mehanski dodatki
Robot, zasnovan za prenašanje 100 kg tovora, lahko zahteva dramatično drugačen pogon od 30 kg inšpekcijskega robota.
Upoštevati moramo tudi dinamično obremenitev.
Speljevanje, ustavljanje, obračanje, vzpenjanje po klančinah, prečkanje talnih vrzeli in pospeševanje z obremenjeno ploščadjo lahko začasno povečajo zahtevani navor koles.
Iz tega razloga lahko izbira motorja, ki temelji samo na stalni teži vozila, povzroči nezadostno zmogljivost.
Bolj uporaben pristop je oceniti oboje:
Stalni navor
Najvišji navor
Trajni navor določa, ali lahko motor zanesljivo deluje med normalno vožnjo.
Najvišji navor določa, ali robot zmore pospeševanje, zagon, prehodne obremenitve in druge zahtevne pogoje delovanja.
Kolesni navor je ena najpomembnejših specifikacij za pogonski sklop AGV ali AMR.
Poenostavljen izračun vleke se lahko začne z:
F = ma + vrtenje + Fstopnja + pospešek
kje:
F je zahtevana vlečna sila
m je skupna masa vozila
a je pospešek
Zvijanje je kotalni upor
Fgrade je sila, ki jo povzroči naklon
Navor kolesa je nato mogoče oceniti iz:
T = F × r
kje:
T je navor kolesa
F je zahtevana vlečna sila
r je efektivni polmer kolesa
Ta izračun je treba nato združiti s številom gnanih koles in dejansko porazdelitvijo obremenitve.
Vključiti moramo tudi inženirsko rezervo namesto dimenzioniranja motorja natančno glede na teoretične zahteve.
Motor, ki neprekinjeno deluje pri največjem razpoložljivem navoru, pušča malo prostora za spreminjanje talnih pogojev, variacijo tovora, zmanjšanje napetosti baterije, temperaturne spremembe ali mehansko trenje.
Premer kolesa je med zgodnjim načrtovanjem pogonskega sklopa pogosto spregledan.
Večje kolo lahko izboljša sposobnost robota, da prečka majhne neravnine na tleh, vendar tudi poveča zahtevo po navoru za določeno vlečno silo.
Manjše kolo lahko zmanjša zahtevani navor kolesa in podpira nižjo višino šasije, vendar ima lahko omejitve pri prečkanju pragov, rež, neravnih tal ali klančin.
Pri ultrakompaktnih AMR-jih je premer koles torej kompromis med:
Višina šasije
Oddaljenost od tal
Potreben navor
Največja hitrost
Sposobnost prečkanja ovir
Mehansko pakiranje
Vzdržljivost kolesa
Motor pesta je treba izbrati skupaj s kolesom, namesto da bi kolo obravnavali kot neodvisno komponento.
Zahteve glede hitrosti robota se močno razlikujejo glede na aplikacijo.
Skladiščni transportni robot morda potrebuje razmeroma visoko potovalno hitrost, medtem ko ima bolnišnični robot prednost nemoteno delovanje pri nizki hitrosti.
Izjemno kompakten AMR lahko tudi porabi veliko časa za delovanje pri nizki hitrosti.
Zato bi morali preučiti celotno območje delovanja, namesto da bi gledali samo na največje število vrtljajev.
Pomembna vprašanja vključujejo:
Kakšna je zahtevana največja hitrost vozila?
Kakšna je običajna delovna hitrost?
Kako gladko se mora robot premikati pri zelo nizki hitrosti?
Kako pogosto robot pospešuje in zavira?
Ali motor potrebuje dolgotrajno delovanje pri visoki hitrosti?
Ali kolo zahteva zmanjšanje prestave?
Dobra integrirana servo rešitev bi morala zagotavljati stabilno regulacijo hitrosti v celotnem praktičnem območju delovanja robota.
Brezkrtačni motor sam po sebi ne zagotavlja ravni nadzora gibanja, ki jo potrebujejo številni avtonomni mobilni roboti.
Za natančno kontrolo hitrosti in položaja je povratna informacija pomembna.
Integrirani servo motor pesta lahko uporablja kodirnik za zagotavljanje informacij o rotorju ali kolesu v realnem času krmilniku.
To omogoča funkcije, kot so:
Regulacija hitrosti v zaprtem krogu
Povratne informacije o položaju
Natančna sinhronizacija koles
Nadzorovano pospeševanje
Nadzor pojemka
Zaznavanje zastoja
Spremljanje napak
Koordinacija diferencialnega pogona
Pri dvokolesnem diferencialnem pogonu AMR je še posebej pomembna natančna povratna informacija obeh koles.
Če levo in desno kolo ne vzdržujeta ukazanega razmerja, lahko robot med vožnjo po ravni črti doživi odstopanje smeri.
To lahko vpliva na natančnost navigacije, priklop, pozicioniranje in ponavljajočo se pot.
Večkolesni AMR (Autonomous Mobile Robot) ni le vozilo z več motorji. Vsako pogonsko kolo se mora odzvati na ukaze ob pravem času, sporočiti svoje dejansko delovno stanje in se uskladiti z drugimi kolesi, tako da lahko robot pospešuje, obrača, ustavlja in gladko sledi načrtovani poti.
Zaradi tega je komunikacijsko omrežje pomemben del pogonskega sklopa.
Ko izberemo integriran brezkrtačni servo motor v pestu za AMR , bi morali torej gledati dlje od navora, hitrosti, premera kolesa in moči motorja. Komunikacijski vmesnik določa, kako motor sprejema ukaze, vrača povratne informacije, poroča o napakah in sodeluje pri usklajenem gibanju.
Glede na arhitekturo robota CAN, CANopen, RS485, Modbus RTU in EtherCAT . je mogoče upoštevati protokole, kot so Prava izbira je odvisna od števila pogonskih osi, sinhronizacijskih zahtev, arhitekture krmilnika, dolžine kabla, stopnje posodabljanja, diagnostike in splošne kompleksnosti sistema.
Dvokolesni diferencialni pogon AMR že zahteva usklajen nadzor.
Če se mora robot premikati naravnost, morata levo in desno kolo vzdrževati ustrezno razmerje hitrosti. Med zavojem mora krmilnik nenehno prilagajati hitrost vsakega kolesa glede na želeno trajektorijo.
Štirikolesni ali večkolesni AMR uvaja dodatna krmilna razmerja.
Na primer, robot lahko uporablja:
Dve neodvisni pogonski kolesi
Štiri neodvisno krmiljena pogonska kolesa
Štirikolesni diferencialni pogon
Mecanum kolesa
Omni kolesa
Več pogonskih in krmilnih modulov
Ker se število motornih vozlišč povečuje, postaja komunikacijska arhitektura vse pomembnejša.
Vsak pogonski modul bo morda moral prejeti:
Ciljna hitrost
Ciljni položaj
Ukazi za pospeševanje ali zaviranje
Omogoči/onemogoči ukaze
Informacije o smeri
Ukazi za nadzorni način
Hkrati bo centralni krmilnik morda moral prejeti:
Dejanska hitrost kolesa
Povratne informacije o položaju
Tok motorja
Temperatura
Stanje napake
Stanje kodirnika
Stanje komunikacije
Dobro načrtovano komunikacijsko omrežje omogoča strukturirano in predvidljivo izmenjavo podatkov.
Mamljivo je razmišljati o komunikaciji le kot o metodi za pošiljanje ukazov motorju.
Za AMR je več kot to.
Komunikacijsko omrežje učinkovito povezuje robotov navigacijski sistem na visoki ravni z njegovim sistemom za nizko raven gibanja.
Arhitektura je lahko videti takole:
Navigacijski krmilnik → Krmilnik gibanja → Omrežje motorjev → Integrirani servo motorji zvezdišča
Navigacijski sistem določa, kam naj gre robot.
Krmilnik gibanja pretvori ta cilj v ukaze kolesca.
Posamezni integrirani servo motorji nato izvajajo te ukaze, medtem ko vračajo podatke o delovanju v realnem času.
Ta ločitev omogoča, da vsaka plast izvaja določeno nalogo.
Komunikacijski protokol zagotavlja povezavo med temi plastmi.
CAN (Controller Area Network) se pogosto uporablja v porazdeljenih vgrajenih krmilnih sistemih, ker je bil zasnovan za komunikacijo med več elektronskimi vozlišči.
AMR lahko uporablja omrežje CAN za povezavo več integriranih servo motorjev s centralnim krmilnikom.
Poenostavljena arhitektura je lahko videti takole:
Glavni krmilnik → Vodilo CAN → Levi pogonski motor → Desni pogonski motor → Dodatna pogonska vozlišča
Ena pomembna prednost je zmanjšano ožičenje od točke do točke.
Namesto izvajanja ločene komunikacijske povezave od centralnega krmilnika do vsakega motorja lahko več vozlišč deli skupno arhitekturo vodila.
CANopen gradi na CAN in zagotavlja standardiziran komunikacijski okvir višje ravni.
Za aplikacije AMR lahko CANopen zagotovi strukturirane mehanizme za:
Konfiguracija naprave
Izmenjava procesnih podatkov
Upravljanje parametrov
Spremljanje stanja
Obravnava napak
Upravljanje omrežja
Zaradi tega je lahko CANopen še posebej uporaben, če robot vsebuje več inteligentnih servo vozlišč.
Razmislite o štirikolesnem AMR s štirimi neodvisnimi integriranimi servo motorji.
Krmilnik bo morda moral upravljati:
Stanje omogočanja motorja
Ciljna hitrost
Dejanska hitrost
Položaj kodirnika
Trenutno
Temperatura
Stanje napake
Uporaba strukturirane komunikacijske arhitekture olajša organizacijo teh parametrov v več vozliščih.
To je še posebej dragoceno za proizvajalce originalne opreme, ki razvijajo ponovljivo robotsko platformo.
Ko je arhitektura motornih vozlišč definirana, je možno vključiti dodatne pogonske module z uporabo istega komunikacijskega koncepta.
RS485 je fizični komunikacijski vmesnik in ne celoten aplikacijski protokol.
Običajno se uporablja s protokoli, kot je Modbus RTU.
Za nekatere kompaktne AGV in AMR je RS485 lahko privlačen, ker je preprost, stroškovno učinkovit in primeren za razmeroma velike komunikacijske razdalje znotraj robota.
Tipična arhitektura je lahko:
Krmilnik robota → RS485 → Krmilnik motorja → Integrirani servo motor
Z Modbus RTU lahko krmilnik bere in piše definirane registre, ki vsebujejo parametre, kot so:
Ukazi za hitrost
Ukazi za položaj
Stanje delovanja
Trenutno
Temperatura
Alarmne kode
Komunikacija na osnovi RS485 je lahko praktična za sisteme, kjer so zahteve za nadzor gibanja zmerne in arhitektura krmilnika že podpira Modbus.
Vendar bi morali načrtovalci sistema skrbno oceniti komunikacijski čas in obremenitev omrežja, če več motornih vozlišč deli isto vodilo.
Nekateri AMR-ji zahtevajo tesnejšo sinhronizacijo med več osmi gibanja.
V teh primerih EtherCAT . pride v poštev
EtherCAT je industrijska komunikacijska tehnologija, ki temelji na Ethernetu in je zasnovana za visoko zmogljivo komunikacijo v realnem času.
Za sisteme večosnega gibanja lahko zagotovi sinhronizirano komunikacijo med centralnim krmilnikom in porazdeljenimi servo vozlišči.
To je lahko koristno, ko AMR zahteva:
Natančna sinhronizacija več koles
Hitro posodabljanje ukazov
Visokofrekvenčna povratna informacija
Usklajeno gibanje
Naprednejši porazdeljeni nadzor
Na primer, štirikolesni robot, ki uporablja neodvisne pogonske motorje, morda potrebuje vsa štiri kolesa, da se dosledno odzivajo med pospeševanjem in obračanjem.
Komunikacijska arhitektura postane še posebej pomembna, ko krmilnik gibanja robota zahteva pogoste posodobitve in natančno sinhronizacijo.
Te tehnologije se ne smejo obravnavati kot zamenljive specifikacije.
Delujejo na različnih ravneh in zagotavljajo različne zmogljivosti.
tehnologija |
Tipična vloga |
Možna uporaba AMR |
|---|---|---|
LAHKO |
Komunikacijsko vodilo |
Porazdeljena motorna vozlišča |
CANopen |
Protokol CAN višjega nivoja |
Servo in nadzor gibanja |
RS485 |
Fizični komunikacijski vmesnik |
Serijska komunikacija z več napravami |
Modbus RTU |
Serijski protokol |
Osnovni motorni parametri in nadzor stanja |
EtherCAT |
Industrijski ethernet protokol |
Visoko zmogljivo sinhronizirano gibanje |
Pravilna izbira je odvisna od celotne nadzorne arhitekture in ne od tega, kateri protokol se zdi tehnično naprednejši.
Majhen AMR v zaprtih prostorih morda ne bo zahteval enake komunikacijske arhitekture kot hitri industrijski mobilni robot z več sinhroniziranimi osmi.
Pomemben dejavnik je, kako pogosto mora krmilnik izmenjevati podatke z vsakim motorjem.
Recimo, da ima robot štiri neodvisne pogonske motorje.
Krmilnik bo morda moral nenehno pošiljati ukaze in prejemati povratne informacije od vseh štirih motorjev.
Zahtevana komunikacijska zmogljivost je odvisna od:
Število vozlišč
Število podatkovnih bajtov
Frekvenca ukaza
Pogostost povratnih informacij
Stroški omrežja
Zahtevana sinhronizacija
Hitrost obdelave krmilnika
Če omrežje ne more dovolj hitro dostaviti informacij, se sistem za nadzor motorja morda ne bo odzval po pričakovanjih.
To je še posebej pomembno za aplikacije, ki vključujejo hitro pospeševanje, potovanje z veliko hitrostjo ali natančno sledenje poti.
Dobra sinhronizacija koles zahteva sodelovanje med več komponentami sistema.
Ti vključujejo:
Strojna oprema motorja
Motor mora zagotavljati zadosten navor in hitrost.
Kodirnik
Kodirnik mora zagotavljati uporabne povratne informacije.
Servo krmilnik
Krmilnik mora natančno regulirati obnašanje motorja.
Komunikacijsko omrežje
Ukaze in povratne informacije je treba zanesljivo izmenjevati.
Algoritem za nadzor gibanja
Centralni krmilnik mora izračunati ustrezne ukaze za kolesa.
Mehanski sistem
Premer kolesa, trenje, porazdelitev obremenitve in tolerance pogonskega sklopa prav tako vplivajo na dejansko gibanje.
Zato samo izbira hitrega komunikacijskega protokola ne zagotavlja natančnega gibanja AMR.
Celotna veriga nadzora gibanja mora delovati skupaj.
Zakasnitev je še en pomemben dejavnik.
Če robot pošlje ukaz za kolesce in prejme ustrezno povratno informacijo po precejšnji zamudi, krmilnik gibanja učinkovito dela s starejšimi informacijami.
Za nekatere aplikacije ima to lahko malo praktičnega učinka.
Za visokozmogljiv nadzor trajektorije pa lahko komunikacijska zamuda postane pomembnejša.
Možni učinki vključujejo:
Manj odzivna korekcija hitrosti
Zmanjšana natančnost sinhronizacije
Zakasnjeno poročanje o napakah
Manj natančno sledenje poti
Zato je treba učinkovitost komunikacije oceniti skupaj z zanko za krmiljenje motorja.
Zanesljiv pogon AMR mora vedeti, kdaj je kaj narobe.
Inteligentni integrirani servo motor lahko poroča o pogojih, kot so:
Prekomerni tok
Previsoka temperatura
Okvara kodirnika
Prenapetost
Podnapetost
Zastoj motorja
Izguba komunikacije
Napaka krmilnika
Osrednji krmilnik lahko nato sprejme ustrezne ukrepe v skladu z zasnovo robotovega sistema.
Na primer, če en pogonski motor sporoči kritično napako, se bo robot morda moral ustaviti, namesto da bi nadaljeval z delovanjem z neuravnoteženim navorom koles.
Komunikacijski protokol tako postane del diagnostične arhitekture robota.
V sistemu z več motorji mora krmilnik vedeti, ali vsako vozlišče motorja še vedno komunicira.
Mehanizmi za upravljanje omrežja lahko pomagajo odkriti napake v komunikaciji.
Na primer, krmilnik lahko spremlja, ali se motor še naprej odziva v pričakovanem časovnem intervalu.
Če motorno vozlišče preneha komunicirati, lahko sistem prepozna nenormalno stanje in izvede vnaprej določen odziv.
To je še posebej pomembno za avtonomne stroje, ker morda ni operaterja, ki bi stalno spremljal pogon.
Dober protokol ne more nadomestiti slabe fizične namestitve.
Komunikacijsko ožičenje AMR lahko povzroči:
Neprekinjeno vibriranje
Ponavljajoče se gibanje
Elektromagnetne motnje
Mehansko upogibanje
Tesni prostori za namestitev
Stres konektorja
Kabel, konektor, oklop, ozemljitev in napeljava morajo biti zato zasnovani za mobilno okolje.
Pri integriranih servo motorjih pesta je položaj konektorja še posebej pomemben.
Tehnično ustrezen konektor lahko še vedno postane mehanska težava, če posega v kolo, šasijo, vzmetenje ali gibljive komponente.
To je eden od razlogov, da je prilagoditev kablov in priključkov OEM lahko dragocena za proizvajalce kompaktnih AMR.
Razmislite o štirikolesnem AMR s štirimi neodvisno nadzorovanimi integriranimi servo motorji pesta.
Možna arhitektura je:
Centralni krmilnik gibanja
↓
CANopen / EtherCAT / drugo industrijsko omrežje
↓
Sprednji levi servo motor
Sprednji desni servo motor
Zadnji levi servo motor
Zadnji desni servo motor
Vsak motor lahko prejme lasten ukaz za hitrost ali položaj, medtem ko vrne povratne informacije krmilniku.
Krmilnik lahko nato koordinira vsa štiri kolesa v skladu z modelom gibanja robota.
Pri sistemu diferencialnega pogona lahko leva in desna stran prejmeta različni ciljni hitrosti.
Pri vsesmerni platformi lahko vsako kolo prejme drugačen ukaz za hitrost na podlagi želenega translacijskega in rotacijskega gibanja.
Tu postane komunikacija neposredno povezana z vedenjem vozila.
Pri izbiri protokola za AMR lahko uporabimo več praktičnih vprašanj.
Dvokolesni robot ima drugačne omrežne zahteve kot šestkolesna platforma.
Višje stopnje posodabljanja na splošno postavljajo večje zahteve glede delovanja omrežja.
Če več koles potrebuje visoko usklajeno gibanje, postanejo zmogljivosti sinhronizacije pomembnejše.
Protokol motorja mora biti združljiv z obstoječo arhitekturo krmilnika robota.
Če robot potrebuje podrobno stanje motorja v realnem času in informacije o napakah, mora komunikacijska arhitektura podpirati to zahtevo.
Standardizirani protokol lahko zmanjša napor, potreben za izgradnjo komunikacijskih in diagnostičnih funkcij.
Pomembni so dolžina kabla, oblika konektorja, oklop, napeljava in mehansko gibanje.
Preden izberete integriran brezkrtačni servo motor pesta, priporočamo, da potrdite:
Kateri komunikacijski protokoli so podprti?
Je vmesnik CAN ali CANopen?
Kateri predmeti CANopen so na voljo?
Katere hitrosti prenosa podatkov so podprte?
Katere komunikacijske funkcije EtherCAT so na voljo?
Ali je podprto sinhronizirano gibanje?
Katere povratne parametre je mogoče prebrati?
Kako se poroča o napakah motorja?
Kaj se zgodi po izgubi komunikacije?
Ali je ID-je vozlišč mogoče konfigurirati?
Ali je mogoče komunikacijske parametre prilagoditi?
Ali so kabli in konektorji prilagodljivi?
Ali je na voljo priročnik za komunikacijski protokol?
Ali je na voljo vzorec motorja za testiranje integracije krmilnika?
Ta vprašanja lahko razkrijejo pomembne podrobnosti integracije, preden pogonski sklop vstopi v fazo prototipa.
Komunikacije ne bi smeli obravnavati kot naknadno misel.
Električne in mehanske specifikacije motorja so lahko odlične, vendar lahko integracija še vedno postane težavna, če se komunikacijska arhitektura ne ujema s krmilnikom robota.
Zaradi tega priporočamo, da ocenite naslednje kot en paket:
Motor + kodirnik + servo krmilnik + komunikacijski protokol + povratni podatki + mehanski vmesnik
Ta pristop zagotavlja jasnejšo sliko dejanskih integracijskih prizadevanj.
Pri večkolesnih AMR je komunikacijski protokol temeljni del arhitekture pogonskega sklopa.
Ko se število integriranih brezkrtačnih servo motorjev pesta povečuje, potrebuje robot zanesljivo metodo za razdeljevanje ukazov, zbiranje povratnih informacij, sinhronizacijo gibanja koles, spremljanje stanja motorja in odkrivanje napak.
CAN/CANopen lahko zagotovi praktično porazdeljeno arhitekturo za številne kompaktne mobilne robote. RS485 z Modbus RTU lahko ustreza preprostejšim aplikacijam za serijsko krmiljenje, medtem ko lahko EtherCAT pride v poštev, ko sistem zahteva visoko zmogljivo sinhronizirano gibanje.
Pravilna izbira je odvisna od dejanskih zahtev robota.
Za proizvajalce OEM AGV in AMR je najboljši pristop izbira komunikacijskega protokola skupaj z arhitekturo motorja, kodirnika, krmilnika in robotskega krmiljenja. Ko so ti elementi zasnovani kot en integriran sistem, postane koordinacija več koles lažja za upravljanje, odpravljanje težav in prilagajanje na različnih platformah mobilnih robotov.
Kompaktni mobilni roboti pogosto delujejo iz baterijskih sistemov z enosmernim tokom.
Običajne sistemske arhitekture lahko uporabljajo napetosti baterije, kot so:
24 V
36 V
48 V
Pravilna napetost je odvisna od električne arhitekture robota in zahtev glede napajanja.
Višja sistemska napetost lahko pomaga zmanjšati tok za dano raven moči, kar lahko vpliva na velikost kabla, izbiro priključka, toplotno zmogljivost in izgube pri distribuciji.
Vendar se mora dejansko območje delovne napetosti motorja ujemati s sistemom akumulatorja, vključno z variacijo napetosti med polnjenjem in praznjenjem.
Motorja ne smemo izbrati samo zato, ker se njegova nazivna napetost ujema z oznako baterije.
Preveriti je treba celotno območje napetosti.
Toplotna učinkovitost lahko postane eden najtežjih inženirskih izzivov, če so motorji nameščeni znotraj kompaktnega ohišja.
Okoli motorja je lahko omejen pretok zraka.
Hkrati lahko AMR neprekinjeno deluje več ur.
Toplota lahko izvira iz:
Izgube bakra v motorju
Izgube krmilnika
Trenje ležajev
Izgube menjalnika
Visoka frekvenca pospeševanja
Stalno visok navor
Visoka temperatura okolja
Omejeno odvajanje toplote
Iz tega razloga bi morali toplotno zmogljivost motorja oceniti pod dejanskim delovnim ciklom, namesto da bi se zanašali le na kratkotrajni laboratorijski test.
Dober dizajn lahko vključuje:
Nadzor temperature
Zaščita pred previsoko temperaturo
Omejitev toka
Toplotno zmanjšanje
Ustrezna zasnova stanovanja
Prevod toplote skozi ohišje
Integriran motor, ki se mehansko prilega, vendar ne more ustrezno odvajati toplote, ni uspešna rešitev za pogon.
Zahtevana ocena IP je odvisna od tega, kje bo AMR deloval.
Za čisto notranje skladišče veljajo drugačne okoljske zahteve kot za proizvodni obrat, kjer so lahko prisotni prah, vlaga, maziva ali čistilne tekočine.
Za industrijske mobilne robote lahko zaščita pred prahom in vodo postane pomembna nakupna zahteva.
Končna specifikacija mora upoštevati:
Metode čiščenja tal
Izpostavljenost prahu
Vlažnost
Brizganje vode
Kontaminacija kolesa
Kemična izpostavljenost
Delovna temperatura
Izbrani integrirani servo motor zvezdišča mora imeti ohišje in konfiguracijo priključka, ki ustreza realnemu okolju, namesto da preprosto izberete visoko oceno IP brez razumevanja aplikacije.
Servo motor pesta lahko poenostavi mehansko arhitekturo kompaktnega AMR.
Tradicionalni pogonski sistemi lahko zahtevajo ločene montažne strukture za:
Motor
Menjalnik
kolo
Kodirnik
Zavora
Servo pogon
Integriran sklop pesta lahko utrdi te funkcije.
To lahko zmanjša:
Prostor za namestitev
Mehanski vmesniki
Spojke
Zunanji nosilci
Usmerjanje kablov
Montažni koraki
Prav tako lahko olajša standardizacijo pogonskega sklopa v različnih modelih robotov.
Za proizvajalce originalne opreme je to še posebej uporabno pri razvoju več AMR platform, ki temeljijo na skupni pogonski arhitekturi.
Vsak AMR ne potrebuje motorne zavore.
Vendar pa ga lahko zahtevajo aplikacije, ki vključujejo klančine, navpične obremenitve, priklopne mehanizme ali zahteve glede držanja, povezane z varnostjo.
Zavora lahko zagotovi zadrževalni navor, ko motor ne ustvarja aktivno navora.
Pri ocenjevanju zavorne možnosti bi morali preučiti:
Zadrževalni moment
Zavorna napetost
Odzivni čas zavore
Poraba energije
Delovni cikel
Mehanska integracija
Zahteve za varno delovanje
Zavoro je treba obravnavati kot del splošne varnosti in mehanske zasnove in ne zgolj kot drugo specifikacijo motorja.
Izbira pravega integriran brezkrtačni servo motor pesta je pomemben korak pri razvoju AGV, AMR, avtonomnega vozička ali drugega kompaktnega mobilnega robota. Motor mora narediti več kot samo vrteti kolo. Zagotavljati mora zadosten navor, vzdrževati nadzorovano hitrost, delovati učinkovito iz enosmernega sistema, ki ga napaja baterija, komunicirati z robotskim krmilnikom in delovati zanesljivo v kompaktnem mehanskem prostoru.
Za proizvajalce robotov OEM postane izbirni postopek še bolj pomemben, ker je motor pogosto integriran neposredno v arhitekturo šasije. Motor, ki je na specifikacijskem listu videti primeren, lahko še vedno povzroča težave z velikostjo kolesa, toplotno zmogljivostjo, ožičenjem, komunikacijo ali mehansko namestitvijo.
Zato bi morali oceniti celoten sistem servo motorja pesta , namesto da bi izbrali model samo na podlagi nazivne moči.
Prvi korak je določitev dejanske delovne mase robota.
Potrebe motorja ne smemo izračunati samo s prazno šasijo.
Skupna masa mora vsebovati:
Masa robota = šasija + baterija + elektronika + senzorji + mehanizmi + največja nosilnost
Na primer, mobilni robot, ki tehta 40 kg brez tovora, lahko deluje pri 70 kg, ko je polno naložen.
Pogonski sklop mora biti zasnovan za pogoje delovanja 70 kg, če to predstavlja predvideno največjo obremenitev.
Upoštevati moramo tudi spremembe v porazdelitvi teže.
Položaj baterije, lokacija tovora, dvižni mehanizmi in postavitev koles lahko spremenijo obremenitev, ki jo prenaša vsako kolo.
To je še posebej pomembno pri štirikolesnih AMR, ker obremenitev morda ne bo enakomerno porazdeljena med vse štiri pogonske module.
Navor je ena najpomembnejših specifikacij pri izbiri servo motorja pesta.
Osnovni izračun vleke se lahko izrazi kot:
F = ma + Fᵣ + Fg
kje:
F = zahtevana vlečna sila
m = skupna masa robota
a = zahtevani pospešek
Fᵣ = kotalni upor
Fg = sila, ki jo povzroči naklon
Ustrezni navor kolesa je nato mogoče oceniti kot:
T = F × r
kje:
T = navor kolesa
F = zahtevana vlečna sila
r = polmer kolesa
To je izhodišče za izbiro motorja.
V resničnih aplikacijah bi morali upoštevati tudi mehanske izgube, stanje tal, zdrs koles, variacijo tovora, zahteve za pospeševanje in ustrezno inženirsko rezervo.
To razlikovanje je kritično.
Stalni navor določa, ali lahko motor vzdržuje zahtevano obremenitev med normalnim delovanjem.
Najvišji navor določa, ali motor lahko prenese kratkotrajne dogodke, kot so:
Začetek
Hitro pospeševanje
Plezanje po klančini
Prečkanje talnih neravnin
Prenašanje nenadne dodatne obremenitve
Okrevanje po začasnem odporu
Motor z ustreznim neprekinjenim navorom, vendar nezadostnim najvišjim navorom, lahko deluje normalno, vendar ima težave med pospeševanjem.
Za AMR je treba preveriti obe specifikaciji.
Premer kolesa neposredno vpliva na pogonski sklop.
Večje kolo lahko izboljša:
Oddaljenost od tal
Prečkanje ovir
Zmogljivost talne vrzeli
Kakovost vožnje
Vendar pa večje kolo spremeni tudi razmerje med navorom koles in oprijemom vozila.
Manjše kolo lahko pomaga ustvariti šasijo z nižjim profilom in zmanjša nekatere zahteve glede navora, vendar je morda manj primerno za neravna tla ali večje ovire.
Za vgrajeni servo motor pesta je zato treba premer kolesa izbrati skupaj z:
Teža robota
Zahtevana hitrost
Potreben navor
Oddaljenost od tal
Višina šasije
Zahteve glede ovir
Kolo ni le dodatek, pritrjen na motor. Je del specifikacije pogonskega sklopa.
Število vrtljajev motorja je treba izbrati glede na želeno hitrost vozila in premer kolesa.
Poenostavljeno razmerje je:
Hitrost vozila = obseg kolesa × število vrtljajev kolesa
Na primer, povečanje premera kolesa poveča prevoženo razdaljo na obrat.
Vendar največja hitrost ne bi smela biti edini dejavnik.
AMR-ji pogosto porabijo precej časa za delovanje pri relativno nizkih hitrostih med:
Priklop
Obračanje
Popravek položaja
Pobiranje
Nalaganje
Navigacija okoli ovir
Motor mora zato zagotavljati stabilen nadzor v dejanskem območju delovanja robota.
Visoko največje število vrtljajev na minuto ne pomeni samodejno boljše učinkovitosti AMR.
Dva robota z enako težo in največjo hitrostjo lahko zahtevata zelo različna motorja, če se njune zahteve glede pospeška razlikujejo.
Skladiščni transportni robot lahko postopoma pospešuje.
Kompaktni industrijski AMR bo morda potreboval hitro pospeševanje, da bo povečal prepustnost.
Večje pospeševanje zahteva večjo kolesno silo in s tem večji navor motorja.
Morali bi opredeliti:
Ciljni pospešek
Največji pospešek
Pojemek
Zahteve za zaustavitev v sili
Pogostost dogodkov pospeševanja
Zmogljivost najvišjega navora motorja je treba nato primerjati s temi zahtevami.
Večina kompaktnih AGV in AMR deluje iz sistemov z enosmernim tokom na baterije.
Skupne arhitekture lahko vključujejo:
24 V
36 V
48 V
Motor mora biti združljiv z dejanskim napetostnim območjem akumulatorskega sistema, ne le z njegovo nazivno napetostjo.
Na primer, baterija, označena kot 48 V sistem, bo med polnjenjem in praznjenjem občutila spremembe napetosti.
Zato bi morali preveriti:
Nazivna napetost
Najmanjša delovna napetost
Največja delovna napetost
Vrhunski tok
Neprekinjen tok
Območje napetosti krmilnika
Motor in integrirani krmilnik morata ves čas delovanja akumulatorja ostati v določenem območju delovanja.
Integrirani servo motor pesta potrebuje ustrezno povratno informacijo za krmiljenje v zaprti zanki.
Kodirnik zagotavlja informacije o gibanju motorja ali kolesa, kar krmilniku omogoča uravnavanje hitrosti in položaja.
Izbira kodirnika lahko vpliva na:
Regulacija hitrosti
Natančnost položaja
Sinhronizacija koles
Delovanje pri nizki hitrosti
Odkrivanje napak
Ponovljivost navigacije
Pri dvokolesnem diferencialnem pogonu AMR je povratna informacija z obeh koles še posebej pomembna.
Za platforme z več kolesi postanejo sinhronizirane povratne informacije iz več pogonskih modulov še pomembnejše.
Ustrezna specifikacija kodirnika je odvisna od zahtev robota glede nadzora gibanja in ne od preproste izbire najvišje razpoložljive ločljivosti.
Motor mora učinkovito komunicirati z robotovim krmilnikom.
Pogoste možnosti vključujejo:
LAHKO
CANopen
RS485
Modbus RTU
EtherCAT
CANopen je lahko uporaben za porazdeljena servo vozlišča v številnih mobilnih robotih.
RS485 z Modbusom je lahko primeren za enostavnejše komunikacijske arhitekture.
EtherCAT lahko pride v poštev, kadar robot zahteva visokozmogljivo sinhronizirano večosno krmiljenje.
Pravilni protokol se mora ujemati z:
Število motorjev
Zahteve glede povratnih informacij
Stopnja posodobitve ukaza
Zahteve za sinhronizacijo
Združljivost krmilnika
Arhitektura programske opreme
Diagnostične zahteve
Komunikacijo je treba upoštevati med izbiro motorja, ne potem, ko je mehanska zasnova že dokončana.
Toplotna zmogljivost je še posebej pomembna za kompaktne motorje v pestu.
AMR lahko deluje več ur brez dolgega ohlajanja.
Hkrati ima lahko motor omejen pretok zraka, ker je nameščen v majhnem ohišju.
Toplota je lahko posledica:
Izgube bakra
Izgube krmilnika
Izgube menjalnika
Visok stalni navor
Pogosto pospeševanje
Visoka temperatura okolja
Zato bi morali zahtevati specifikacije za neprekinjeno delovanje, namesto da bi gledali samo na konično moč.
Pomembni parametri vključujejo:
Stalni navor
Neprekinjen tok
Najvišja temperatura
Toplotna zaščita
Nadzor temperature
Priporočen delovni cikel
Motor, ki za kratek čas zagotavlja impresiven najvišji navor, morda ni primeren za neprekinjeno delovanje AMR.
Zahtevana raven zaščite je odvisna od okolja robota.
Čisto notranje skladišče ima drugačne zahteve od tovarniških prostorov, kjer lahko robot naleti na:
Prah
voda
Olje
Čistilne tekočine
Vlažnost
Temperaturne spremembe
Pri ocenjevanju varstva okolja je treba upoštevati ohišje motorja, priključke, kable in sklop koles.
Pri industrijskih mobilnih robotih lahko ustrezna ocena IP pomaga zaščititi pogonski sistem pred izpostavljenostjo okolju.
Dejansko zahtevano oceno je treba določiti na podlagi delovnih pogojev robota in ne izbrati izključno za tržne namene.
Vsak mobilni robot ne potrebuje zavore.
Vendar pa je lahko zavora pomembna, ko mora robot obdržati svoj položaj pod določenimi pogoji.
Možne aplikacije vključujejo:
Nagnjena tla
Dvižni mehanizmi
Vertikalne obremenitve
Priklopne postaje
Zadrževalne funkcije, povezane z varnostjo
Pri ocenjevanju zavore moramo preveriti:
Zadrževalni moment
Zavorna napetost
Odzivni čas
Poraba energije
Mehanska integracija
Varno vedenje
Delovni cikel
Zavora mora biti vključena v celotno robotsko varnost in mehansko zasnovo.
Kompakten razvoj AMR pogosto vključuje zelo stroge dimenzijske omejitve.
Pred izbiro motorja moramo preveriti:
Premer motorja
Dolžina motorja
Premer kolesa
Širina kolesa
Montažne luknje
Montažna globina
Konfiguracija gredi
Položaj priključka
Smer izhoda kabla
Skupna teža sklopa
Motor ima lahko odlične električne specifikacije in je še vedno neprimeren, če se njegov montažni vmesnik ne prilega ohišju.
Za ultrakompaktne robote je treba mehansko ovojnico potrditi na začetku procesa načrtovanja.
Motor sam prispeva k skupni teži vozila.
To je pomembno, ker lahko dodatna teža pogonskega sklopa zmanjša:
Nosilnost
Vzdržljivost baterije
Pospešek
Energijska učinkovitost
Pri mobilnih robotih cilj ni le največja moč motorja.
Iskati moramo ustrezno ravnotežje med:
Navor + Hitrost + Teža + Učinkovitost + Fizična velikost
To postaja vedno bolj pomembno za AMR-je na baterijski pogon, kjer vsak kilogram vpliva na zmogljivost na ravni sistema.
Učinkovitost motorja vpliva na čas delovanja baterije.
Dejanska potreba po energiji je odvisna od več kot od nominalne učinkovitosti motorja.
Upoštevati moramo:
Motorna učinkovitost
Učinkovitost krmilnika
Učinkovitost menjalnika
Hitrost delovanja
Naloži profil
Frekvenca pospeška
Regenerativno vedenje
Poraba v stanju pripravljenosti
AMR, ki neprekinjeno deluje celotno izmeno, lahko znatno pridobi od učinkovitega pogona.
Energijsko učinkovitost je zato treba oceniti v dejanskem delovnem ciklu robota in ne samo v eni delovni točki.
Motor lahko pri različnih delovnih obremenitvah robota deluje drugače.
Na primer:
Lahka obremenitev → visoka hitrost → kratek pospešek → dolg čas križarjenja
se zelo razlikuje od:
Velika obremenitev → pogosti speljevanja → večkratno pospeševanje → pogosti postanki
Druga uporaba lahko povzroči veliko višje zahteve po toploti in vršnem toku.
Dober izbirni postopek mora torej opredeliti reprezentativen operativni cikel.
To lahko vključuje:
Čas delovanja
Razdalja potovanja
Povprečna hitrost
Največja hitrost
Frekvenca pospeška
Odstotek tovora
Delovanje rampe
Frekvenca vrtenja
Stop/start frekvenca
Te informacije proizvajalcu motorja omogočajo natančnejšo oceno uporabe.
Večji navor motorja ni vedno boljši.
Če razpoložljivi navor kolesa presega vlečno zmogljivost kolesa in tal, lahko kolo zdrsne.
Zdrs koles lahko zmanjša:
Natančnost položaja
Natančnost navigacije
Življenjska doba pnevmatike
Energijska učinkovitost
Pogonski sklop je zato treba prilagoditi dejanskim pogojem vleke.
Pomembni so material kolesa, površina tal, porazdelitev obremenitve in nadzor navora.
Servo motor z natančnim nadzorom navora in hitrosti lahko pomaga sistemu za nadzor gibanja učinkoviteje upravljati obnašanje koles.
Integrirani servo motor pesta lahko vsebuje krmilnik znotraj sklopa motorja.
Morali bi razumeti, kaj integrirani krmilnik dejansko zagotavlja.
Vprašanja lahko vključujejo:
Ali podpira nadzor hitrosti?
Ali podpira nadzor položaja?
Ali je na voljo nadzor navora?
Ali je mogoče konfigurirati parametre pospeška in pojemka?
Ali je mogoče prilagoditi trenutne omejitve?
Ali so na voljo kode napak?
Ali je vključen nadzor temperature?
Ali je mogoče nadzorne parametre prilagoditi?
Te podrobnosti lahko bistveno vplivajo na integracijo z glavnim krmilnikom AMR.
Standardni izdelki lahko pospešijo razvoj, vendar proizvajalci robotov OEM pogosto potrebujejo prilagojene konfiguracije.
Možne zahteve za prilagajanje vključujejo:
Premer kolesa
Moč motorja
Prestavno razmerje
Montažne dimenzije
Položaj priključka
Dolžina kabla
Kodirnik
Komunikacijski protokol
Zavora
Napetost
Parametri vdelane programske opreme
Ohišje
Pri kompaktnih AMR je prilagoditev lahko še posebej dragocena, ker je mehanski prostor pogosto omejen.
Prilagojen položaj priključka ali vzorec vgradnje lahko včasih odpravi potrebo po preoblikovanju celotnega ohišja.
Laboratorijske specifikacije so pomembne, vendar testiranje prototipov ostaja bistveno.
Celoten pogonski sklop bi bilo idealno treba preskusiti z:
Dejanska masa robota
Največja nosilnost
Prava baterija
Pravo kolo
Pravi krmilnik
Predvideno komunikacijsko omrežje
Pričakovana talna površina
Testiranje mora oceniti:
Začetek nastopa
Pospešek
Zaviranje
Neprekinjeno delovanje
Temperatura motorja
Trenutna poraba
Sinhronizacija koles
Stabilnost komunikacije
Odpravljanje napak
Vzdržljivost baterije
To zagotavlja veliko bolj uporabno sliko o tem, kako se bo vgrajeni servo motor pesta obnašal v končnem AMR.
Parameter |
Kaj bi morali preveriti |
|---|---|
Skupna masa vozila |
Prazen in polno naložen |
Tovor |
Največja delovna obremenitev |
Premer kolesa |
Mehanske in izvedbene zahteve |
Stalni navor |
Normalna delovna obremenitev |
Najvišji navor |
Pospeški in prehodne obremenitve |
Hitrost |
Normalna in največja potovalna hitrost |
Pospešek |
Potreben odziv vozila |
Napetost |
Celotno območje delovanja baterije |
Kodirnik |
Zahteve glede povratnih informacij |
Komunikacija |
CAN, CANopen, RS485, Modbus, EtherCAT |
Toplotna zmogljivost |
Zmogljivost neprekinjenega delovanja |
IP ocena |
Okoljske zahteve |
Zavora |
Zadrževanje in varnostne zahteve |
Dimenzije |
Celoten mehanski ovoj |
Teža |
Vpliv na nosilnost in baterijo |
Učinkovitost |
Premisleki glede časa delovanja baterije |
Prilagajanje |
OEM mehanske in električne zahteve |
Testiranje |
Zahteve za validacijo prototipa |
Izbira pravega vgrajenega brezkrtačnega servo motorja pesta zahteva pristop na sistemski ravni.
Začeti bi morali pri robotovi skupni masi, tovoru, premeru kolesa, hitrosti, pospešku in delovnem okolju. Od tam lahko določimo zahtevani stalni in najvišji navor, napetost baterije, povratne informacije kodirnika, komunikacijski protokol, toplotno zmogljivost, oceno IP in mehanske dimenzije.
Za kompaktne AGV in AMR zagotavlja integracija pomembno prednost, saj so motor, krmilnik, povratna informacija in kolo lahko oblikovani kot en kompakten pogonski modul.
Najboljši motor torej ni nujno najmočnejši ali najmanjši razpoložljivi model. To je tisti, katerega navor, hitrost, povratne informacije, komunikacija, toplotne lastnosti, dimenzije in možnosti prilagajanja se ujemajo z dejansko arhitekturo robota.
Za proizvajalce originalne opreme lahko zgodnje sodelovanje z integriranim dobaviteljem motorjev tudi poenostavi razvoj prototipa, mehansko integracijo, komunikacijsko testiranje in morebitno množično proizvodnjo.
Za ultrakompaktne AGV in AMR ni vedno dovolj, da izberete standardni motor iz kataloga. Ti avtonomni mobilni roboti delujejo v strogih omejitvah glede velikosti šasije, položaja koles, kapacitete baterije, tovora, oddaljenosti od tal, prostora za ožičenje in celotne višine vozila. Pogonski motor, ki dobro deluje v običajnem AGV, bo morda še vedno zahteval znatno mehansko ali električno spremembo, preden se bo lahko prilegal kompaktnemu mobilnemu robotu.
Tu postane pomembna prilagoditev OEM .
Pri JKONGMOTOR pristopamo k integriranemu motoričnemu razvoju z vidika celotnega gibalnega sistema. Namesto da bi motor obravnavali kot izolirano komponento, delamo okoli dejanskih zahtev AGV ali AMR, vključno z velikostjo kolesa, navorom, hitrostjo, napetostjo, povratnimi informacijami kodirnika, komunikacijo, mehanskimi dimenzijami, kabli, zaviranjem in omejitvami namestitve..
Za proizvajalce kompaktnih mobilnih robotov lahko ta pristop naredi razliko med preprostim iskanjem motorja, ki deluje, in razvojem pogonskega sklopa, ki je resnično optimiziran za robota.
Vesolje je eden največjih izzivov pri ultrakompaktnem mobilnem robotu.
Podvozje bo morda moralo prilagoditi:
Baterijski paketi
Glavni krmilnik
LiDAR
Kamere
Varnostni senzorji
Brezžični komunikacijski moduli
Tovor
Polnilne komponente
Dvižni mehanizmi
Motorni krmilniki
Distribucija moči
Pogonski motorji in kolesa
Hkrati bo robot morda moral ostati dovolj nizek, da bo potoval pod regali, policami, vozički ali drugo opremo.
Običajni pogonski sklop lahko porabi dragocen notranji prostor, ker so lahko motor, menjalnik, kodirnik, krmilnik in ožičenje nameščeni ločeno.
An vgrajen brezkrtačni servo motor v pestu lahko zmanjša to zapletenost, vendar bo morda celo vgrajeni motor zahteval prilagoditev, da bo ustrezal natančni arhitekturi vozila.
Zato postane sodelovanje OEM dragoceno v fazi načrtovanja.
Ena prvih zahtev pri ultrakompaktnem projektu AMR je običajno mehanski prostor.
Razpoložljiva ovojnica motorja je lahko omejena z:
Širina šasije
Višina šasije
Medosna razdalja
Oddaljenost od tal
Lokacija baterije
Komponente vzmetenja
Predal za tovor
Namestitev senzorja
Standardni motor ima lahko pravilen navor, vendar napačen premer ali dolžino.
Namesto preoblikovanja celotnega robota okoli neustreznega motorja lahko proizvajalec motorja OEM sodeluje s proizvajalcem robota, da določi ustrezno mehansko konfiguracijo.
Pri JKONGMOTOR- ju je mogoče razmisliti o prilagajanju glede na dejanske mehanske zahteve mobilnega robota, kar strankam proizvajalcev originalne opreme pomaga bolj naravno vključiti motor v šasijo.
Pri servo motorju pesta je kolo tesno povezano z zasnovo pogonskega sklopa.
Premer kolesa vpliva na:
Hitrost vozila
RPM kolesa
Potreben navor
Oddaljenost od tal
Sposobnost prečkanja ovir
Višina robota
Kompaktni AMR lahko zahteva določen premer kolesa, ker je bila šasija optimizirana za določeno višino ali medosno razdaljo.
Prilagoditev proizvajalca originalne opreme lahko pomaga pri usklajevanju motorja, strukture pesta, dimenzij koles in montažnega vmesnika, namesto da prisili proizvajalca robota, da prilagodi celotno šasijo generičnemu motorju.
To je še posebej pomembno za mobilne robote, kjer položaj koles neposredno vpliva na navigacijo in mehansko stabilnost.
Vsak AGV ne potrebuje enakega navora.
Majhen bolnišnični dostavni AMR ima zelo drugačne zahteve od skladiščnega robota, ki nosi težak tovor.
Zahteve glede navora so odvisne od:
Skupna teža vozila
Tovor
Število gnanih koles
Premer kolesa
Pospešek
Naklon
Kotalni upor
Talne razmere
Glede na dejanske pogoje delovanja je mogoče razviti prilagojeno rešitev motorja.
Pri JKONGMOTORju lahko ta aplikacijsko usmerjeni pristop strankam proizvajalcev originalne opreme pomaga, da se izognejo izbiri motorja preprosto zato, ker se njegova nazivna moč zdi primerna.
Cilj je vzpostaviti ustrezno razmerje med stalnim navorom, največjim navorom, hitrostjo, premerom kolesa in delovnim ciklom.
Ultrakompaktni AMR-ji pogosto potrebujejo hitro in nadzorovano pospeševanje.
Pogonski sklop lahko doživi največji navor med:
Začenši od počitka
Hitro pospeševanje
Plezalne rampe
Obračanje pod obremenitvijo
Premagovanje kotalnega upora
Nosi največjo nosilnost
To pomeni, da samo nazivna moč motorja ne daje dovolj informacij.
Motor je treba ovrednotiti glede na zahteve za neprekinjeno in konico delovanja.
Proizvajalec motorja OEM lahko pomaga določiti ustrezne karakteristike navora in toka glede na dejansko uporabo, namesto da preprosto izbere najbližjo standardno specifikacijo.
Druga pomembna točka je arhitektura baterije.
Kompaktni AGV in AMR običajno uporabljajo sisteme baterij z enosmernim tokom, z različnimi platformami, zasnovanimi okoli različnih napetostnih ravni.
Motor in integrirani krmilnik morata podpirati dejansko območje delovne napetosti in ne le nazivne vrednosti baterije.
Prilagoditev OEM lahko vključuje:
Nazivna napetost
Območje delovne napetosti
Trenutne omejitve
Pospeševalni tok
Regenerativno vedenje
Nizkonapetostna zaščita
V podjetju JKONGMOTOR lahko električne specifikacije upoštevamo skupaj s celotno arhitekturo moči mobilnega robota.
To pomaga zagotoviti, da je integrirani motor združljiv z baterijo in krmilnikom, namesto da bi pozneje v projektu postal električna omejitev.
Sodobni AMR-ji so močno odvisni od komunikacije med centralnim krmilnikom in posameznimi pogonskimi moduli.
Odvisno od arhitekture robota lahko pogonski sklop uporablja:
LAHKO
CANopen
RS485
Modbus RTU
EtherCAT
Utrip in smer
AMR z dvokolesnim diferencialom ima lahko relativno preproste komunikacijske zahteve.
Štirikolesna ali večkolesna avtonomna platforma lahko zahteva bistveno več koordinacije.
Vsak pogonski modul bo med poročanjem morda moral prejeti ukaze za ciljno hitrost ali položaj:
Dejanska hitrost
Položaj kodirnika
Trenutno
Temperatura
Stanje alarma
Stanje komunikacije
Prilagoditev proizvajalca originalne opreme lahko pomaga uskladiti komunikacijski vmesnik integriranega servo motorja z obstoječo nadzorno arhitekturo robota.
To je še posebej uporabno, če ima stranka že definiran krmilnik, programsko platformo ali komunikacijski protokol.
Natančna povratna informacija je bistvena za gibanje AMR v zaprti zanki.
Kodirnik omogoča integriranemu servo krmilniku, da spremlja gibanje motorja in uravnava hitrost kolesa.
Pri kompaktnih mobilnih robotih lahko povratne informacije kodirnika vplivajo na:
Premočrtna natančnost
Obračanje doslednosti
Sinhronizacija koles
Priklop
Popravek položaja
Nadzor nizke hitrosti
Različne robotske platforme lahko zahtevajo različne povratne informacije.
Projekti OEM lahko zato vključujejo izbiro ali konfiguracijo kodirnika v skladu z zahtevano ločljivostjo nadzora in arhitekturo sistema.
To je majhna podrobnost, ki lahko močno vpliva na integracijo kompaktnega robota.
Standardni motorni kabel je lahko:
Predolgo
Prekratek
Težko za pot
Postavljeno na napačno stran
Preblizu premikajoče se komponente
Izjemno kompaktno ohišje pušča zelo malo prostora za upravljanje kablov.
Pri JKONGMOTOR lahko prilagajanje OEM obravnava praktične podrobnosti namestitve, kot so:
Dolžina kabla
Vrsta priključka
Usmerjenost priključka
Smer izhoda kabla
Konfiguracija ožičenja
To lahko zmanjša nepotrebne kabelske zanke in naredi končni sklop čistejši.
Vsak mobilni robot ne potrebuje zavore.
Vendar pa je pri nekaterih aplikacijah morda potrebno mehansko držanje, ko je napajanje odklopljeno ali ko vozilo vozi na klancu.
Integrirana zavora se lahko obravnava glede na:
Zadrževalni moment
Zavorna napetost
Odziv zavore
Poraba energije
Delovni cikel
Varnostne zahteve
Za stranko OEM lahko vgradnja zavore v sklop motorja poenostavi pogonski sklop v primerjavi z dodajanjem ločenega zavornega mehanizma.
Dejansko zavorno arhitekturo je treba vedno preveriti glede na popolno varnostno zasnovo robota.
Izjemno kompaktna embalaža ustvarja še en izziv: odvajanje toplote.
Mobilni robot lahko deluje več ur, medtem ko nenehno pospešuje, zavira, obrača in prenaša tovor.
Ogrevanje motorja je lahko posledica:
Izgube bakra
Izgube krmilnika
Izgube menjalnika
Visok tok
Ponavljajoče se pospeševanje
Stalni navor
Motor, ki dobro deluje med kratko predstavitvijo, morda ne bo zagotavljal zadostne toplotne zmogljivosti med neprekinjenim delovanjem.
Razvoj proizvajalcev originalne opreme lahko torej upošteva dejanski delovni cikel, namesto da bi ocenil motor le pod idealnimi pogoji.
V podjetju JKONGMOTOR lahko toplotno zaščito in zahteve glede uporabe obravnavamo kot del integrirane rešitve motorja.
Motor ima lahko pravilen navor in hitrost in je še vedno neprimeren, če ga ni mogoče učinkovito namestiti.
Pomembni mehanski vmesniki vključujejo:
Montažne luknje
Vzorec vijakov
Dimenzije osi
Montaža kolesa
Dimenzije ohišja
Položaj priključka
Kabelski izhod
Mehanski odmik
Prilagojeni vmesniki lahko zmanjšajo potrebo po dodatnih nosilcih, adapterjih ali mehanskih spremembah.
Za proizvajalca originalne opreme, ki pripravlja izdelek za množično proizvodnjo, lahko to poenostavi sestavljanje in izboljša doslednost proizvodnje.
Velika prednost neposrednega sodelovanja s proizvajalcem motorjev je možnost razprave o mehanskih in električnih zahtevah, preden je zasnova robota dokončana.
Tipičen razvojni proces OEM lahko sledi:
Zahteve za uporabo → Izbira motorja → Mehanska zasnova → Prototip → Testiranje → Optimizacija → Masovna proizvodnja
V fazi prototipa lahko proizvajalec in dobavitelj motorja ocenita:
Navor
Hitrost
Pospešek
Toplotna zmogljivost
Komunikacija
Hrup
Vibracije
Vleka koles
Namestitev
Neprekinjeno delovanje
Ta povratna zanka lahko prepozna težave, preden zasnova doseže množično proizvodnjo.
JKONGMOTOR se osredotoča na integrirane rešitve za nadzor gibanja za aplikacije OEM, vključno z integriranimi servo in BLDC motornimi platformami, zasnovanimi za industrijsko avtomatizacijo in mobilno robotiko.
Pri projektih AGV in AMR je rešitev mogoče oceniti glede na dejanske zahteve stranke glede pogonskega sklopa, namesto da bi preprosto izbrali standardni motor iz kataloga.
Odvisno od projekta lahko prilagajanje zajema področja, kot so:
Moč motorja
Nazivna napetost
Navor
Hitrost
Integracija kolesa
Kodirnik
Komunikacijski vmesnik
Menjalnik
Zavora
Montažna struktura
Konfiguracija kabla in priključka
Nadzorni parametri
Ta pristop je še posebej pomemben za ultrakompaktne AGV in AMR , kjer sta mehanski prostor in električna integracija pogosto tesno povezana.
Za stranke OEM je izbira motorja šele začetek.
Celoten razvojni proces lahko vključuje:
Najprej definiramo robotovo skupno maso, tovor, hitrost, pospešek, premer kolesa, napetost baterije, delovni cikel in okoljske pogoje.
Motor, kodirnik, menjalnik, kolo, komunikacijski vmesnik in druge funkcije se ujemajo z aplikacijo.
Prilagojeni motor je integriran v dejansko podvozje robota.
Celoten pogonski sklop je testiran v realnih pogojih uporabe in delovanja.
Mehanske, električne, termične in krmilne parametre je mogoče prilagoditi na podlagi rezultatov preskusa.
Ko je zasnova potrjena, je mogoče konfiguracijo motorja standardizirati za proizvodnjo.
Ta postopek pomaga premostiti vrzel med laboratorijskim prototipom in pogonskim sklopom AMR, pripravljenim za proizvodnjo.
Manjši ko postaja robot, manjša je toleranca za neujemanje komponent.
Velik AGV ima lahko dovolj notranjega prostora za namestitev zunanjega krmilnika, dodatnih nosilcev in dodatnega ožičenja.
Ultrakompaktni AMR morda ne bo.
To pomeni, da lahko prilagoditev zagotovi vrednost na več področjih hkrati:
Mehanska integracija: motor se prilega ohišju, namesto da bi ohišje prisililo, da sprejme motor.
Električna integracija: Napetost, tok, kodirnik in komunikacijske značilnosti se ujemajo z arhitekturo robota.
Integracija krmiljenja: servo motor komunicira z obstoječim krmilnikom gibanja.
Toplotna integracija: Motor se oceni glede na dejanski delovni cikel.
Proizvodna integracija: Končno konfiguracijo je mogoče standardizirati za ponovljivo montažo.
Pred začetkom projekta integriranega servo motorja pesta priporočamo, da pripravite naslednje informacije:
Zahteva |
Informacije, ki jih je treba zagotoviti |
|---|---|
Vrsta robota |
AGV, AMR, avtonomni voziček itd. |
Skupna masa |
Prazen in polno naložen |
Tovor |
Največja nosilnost |
Štetje koles |
Število gnanih koles |
Premer kolesa |
Potreben ali razpoložljiv premer |
Hitrost vozila |
Normalna in največja hitrost |
Pospešek |
Potreben pospešek |
Naklon |
Največji delovni naklon |
Baterija |
Nazivna in delovna napetost |
Komunikacija |
CAN, CANopen, RS485, EtherCAT itd. |
Povratne informacije |
Zahteve za kodirnik |
Delovni cikel |
Neprekinjeno ali občasno |
okolje |
Notranji, skladiščni, industrijski itd. |
IP zahteva |
Zahtevana raven zaščite |
Zavora |
Obvezno ali neobvezno |
Dimenzije |
Največja ovojnica motorja |
Kabel |
Zahteve glede dolžine in priključka |
Količina |
Prototip in predviden obseg proizvodnje |
Zgodnje posredovanje teh informacij omogoča dobavitelju motorja, da natančneje oceni aplikacijo.
Pri ultrakompaktnih AGV in AMR prilagoditev proizvajalca originalne opreme ne pomeni le ustvarjanja motorja, ki se razlikuje od standardnega izdelka . Gre za usklajevanje pogonskega sklopa z dejanskim robotom.
Pravi integrirani servo motor brezkrtačnega pesta mora ustrezati razpoložljivemu prostoru, zagotavljati zahtevani navor in hitrost, komunicirati z robotskim krmilnikom, zagotavljati ustrezne povratne informacije, delovati v območju napetosti akumulatorja, upravljati toploto med neprekinjenim delovanjem in se čisto integrirati s kolesom in šasijo.
Z JKONGMOTORjem lahko stranke OEM pristopijo k tem zahtevam kot do popolnega integriranega projekta gibanja, od začetne analize aplikacije in konfiguracije motorja prek testiranja prototipa, optimizacije in proizvodnje.
Za proizvajalce mobilnih robotov, ki razvijajo vedno bolj kompaktne AGV in AMR, lahko ta pristop, ki temelji na aplikacijah, zagotovi večjo prilagodljivost kot zanašanje izključno na standardne kataloške motorje. Bolj ko je motor usklajen z robotom, lažje postane optimizirati celotno vozilo glede velikosti, nosilnosti, učinkovitosti, zanesljivosti in proizvodnje.
Pred nakupom bi morali zahtevati jasne tehnične informacije, namesto da bi ocenili izdelek zgolj na podlagi trženjskega opisa.
Pomembna vprašanja vključujejo:
Kakšne so nazivne in najvišje vrednosti navora?
Kakšna je neprekinjena delovna hitrost?
Kateri premeri koles so na voljo?
Kateri razponi napetosti baterije so podprti?
Katere možnosti kodirnika so na voljo?
Kateri komunikacijski protokoli so podprti?
Ali je na voljo zavora?
Kakšna je IP ocena motorja?
Kakšna je stalna toplotna ocena?
Kakšna preobremenitvena zmogljivost je na voljo?
Kakšne so montažne mere?
Ali je mogoče konfiguracijo priključka in kabla prilagoditi?
Ali je mogoče prilagoditi parametre vdelane programske opreme?
Kakšno testiranje se opravi pred odpremo?
Ali lahko proizvajalec zagotovi inženirsko podporo med razvojem prototipa?
Ta vprašanja nam pomagajo oceniti motor kot del celotnega pogonskega sklopa AMR in ne kot izoliran motor.
Izbira med integrirano in konvencionalno arhitekturo je odvisna od robota.
Običajni sistem lahko nudi prilagodljivost, če je v omari dovolj prostora in ko načrtovalec želi ohraniti motor in pogonsko elektroniko fizično ločena.
Integrirana servo arhitektura vozlišča postane še posebej privlačna, ko robot določi prednost:
Kompaktne dimenzije
Zmanjšano ožičenje
Nižja kompleksnost namestitve
Modularna zasnova pogona
Porazdeljeno krmiljenje motorja
Poenostavljena montaža
Prostorsko učinkovita embalaža
Pravilna izbira je odvisna od celotne sistemske arhitekture.
Za ultrakompaktne robote pa je lahko prostorski potencial integracije še posebej dragocen.
Preden potrdimo motor, moramo preveriti naslednje:
Faktor izbire |
Kaj preveriti |
|---|---|
Masa vozila |
Teža praznega in polno naloženega |
Tovor |
Največja nosilnost pri normalnem delovanju |
Premer kolesa |
Razpoložljiv prostor in potrebna vleka |
Hitrost |
Normalna in največja potovalna hitrost |
Navor |
Neprekinjen in najvišji navor |
Pospešek |
Zahtevana zagonska in prehodna zmogljivost |
Napetost |
Celotno območje delovanja baterije |
Povratne informacije |
Vrsta in ločljivost kodirnika |
Komunikacija |
CANopen, CAN, RS485, EtherCAT itd. |
Toplotna |
Neprekinjeno delovanje in odvajanje toplote |
Zaščita |
Ocena IP in delovno okolje |
Zavora |
Zahteve za hrambo in varnostna arhitektura |
Dimenzije |
Prostor za motor, kolo, pritrditev in priključek |
Ožičenje |
Dolžina kabla in konfiguracija priključka |
Prilagajanje |
OEM mehanske in električne možnosti |
Testiranje |
Validacija prototipa in proizvodnje |
Izbira vgrajenega brezkrtačnega servo motorja v pestu za ultrakompaktnega AGV ali AMR zahteva več kot le uskladitev nazivne moči motorja z robotom.
Oceniti moramo celoten sistem gibanja.
Navor, hitrost, premer kolesa, tovor, pospešek, napetost akumulatorja, povratne informacije kodirnika, komunikacijski protokol, toplotna zmogljivost, stopnja zaščite, mehanske dimenzije in zahteve za zaviranje vplivajo na to, ali bo pogonski sklop zanesljivo deloval na terenu.
Za kompaktne avtonomne mobilne robote lahko integracija zagotovi praktičen način za zmanjšanje prostornine pogonskega sklopa, poenostavitev ožičenja in ustvarjanje čistejše mehanske arhitekture. V kombinaciji s povratno zanko zaprtega kroga, primerno komunikacijo, toplotno zaščito in prilagoditvijo proizvajalca originalne opreme lahko integrirani servo motor brezkrtačnega pesta postane zelo prilagodljiv pogonski modul za prostorsko omejeno mobilno robotiko.
Najzanesljivejši izbirni postopek se začne z dejanskimi delovnimi zahtevami robota in deluje nazaj glede na specifikacijo motorja. Z izračunom zahtev glede navora in hitrosti, preverjanjem celotnega električnega in toplotnega ovoja, potrjevanjem mehanske integracije in preizkušanjem pogonskega sklopa v pogojih dejanske obremenitve lahko zmanjšamo tveganje preoblikovanja in zgradimo zanesljivejšo platformo AMR.
Za proizvajalce OEM AGV in AMR je treba motor končno ovrednotiti ne le kot komponento, ampak kot popolno rešitev za nadzor gibanja, zasnovano glede na mehanske, električne in operativne zahteve robota..
Prilagoditev proizvajalca originalne opreme omogoča, da se motor in pogonski sistem ujemata z robotovim razpoložljivim prostorom, tovorom, velikostjo kolesa, napetostjo, navorom, komunikacijskim protokolom in mehanskim vmesnikom. Pri ultrakompaktnih AGV in AMR so ti dejavniki pogosto močno omejeni, zato standardni motor morda ne bo ustrezal arhitekturi vozila brez mehanskih ali električnih kompromisov.
Odvisno od uporabe lahko prilagoditev vključuje dimenzije motorja, premer kolesa, nazivni in najvišji navor, delovno napetost, območje hitrosti, konfiguracijo dajalnika, komunikacijski vmesnik, zavoro, dolžino kabla, vrsto konektorja, montažno strukturo, stopnjo zaščite in toplotno zaščito. Te možnosti omogočajo prilagoditev motorja dejanskemu pogonu AGV ali AMR.
Integriran brezkrtačni servo motor pesta združuje motor, povratne komponente in pogonsko elektroniko v kompakten pogonski sklop. Prilagoditev proizvajalca originalne opreme lahko dodatno optimizira ohišje motorja, vmesnik kolesa, položaj konektorja in namestitvene mere. To lahko zmanjša prostor na zunanjih komponentah, ožičenju, nosilcih in omari v kompaktnem mobilnem robotu.
ja Integrirani servo motor pesta je mogoče oblikovati ali konfigurirati okoli različnih premerov koles in mehanskih vmesnikov. Velikost kolesa vpliva na zahtevani navor, hitrost vozila, pospešek, oddaljenost od tal in embalažo, zato je treba kombinacijo motorja in koles izbrati glede na celotne zahteve pogonskega sklopa.
ja Odvisno od platforme motorja in krmilne arhitekture je mogoče integrirane servo motorje konfigurirati s komunikacijskimi vmesniki, kot so CANopen, EtherCAT, RS485 ali druge industrijske komunikacijske rešitve. Ustrezen vmesnik je odvisen od krmilnika AGV ali AMR, zahtevane sinhronizacije, diagnostike in arhitekture sistema.
Ultrakompaktni motorji imajo omejen fizični prostor za odvajanje toplote. Neprekinjeno pospeševanje, vzpenjanje, delovanje z veliko koristno obremenitvijo ter ponavljajoči se zagoni in zaustavitve lahko povečajo temperaturo motorja. Toplotna prilagoditev lahko vključuje zasnovo motorja, nastavitve zaščite, optimizacijo ohišja in parametre delovanja, ki pomagajo ohranjati zanesljivo delovanje v določenem delovnem ciklu.
ja Izbira kodirnika se lahko uskladi z zahtevami glede položaja, nadzora hitrosti, sinhronizacije in povratnih informacij robota. Odvisno od aplikacije lahko stranke določijo vrsto kodirnika, ločljivost, povratni vmesnik in druge povratne lastnosti, ki jih zahteva sistem za nadzor gibanja.
Prilagajanje lahko zajema dimenzije vgradnje, strukture gredi ali pesta, vmesnike prirobnic, vzorce vijakov, pritrditev koles, izhode kablov, položaje konektorjev in splošne dimenzije motorja. Mehanska prilagoditev je še posebej uporabna, ko mora motor ustrezati obstoječi šasiji AGV ali na novo oblikovanemu kompaktnemu pogonu.
Poizvedba proizvajalca originalne opreme mora običajno vključevati težo vozila, največjo nosilnost, premer kolesa, ciljno hitrost, pospešek, zmogljivost naklona, napetost baterije, delovni cikel, zahtevani navor, razpoložljiv prostor za namestitev, komunikacijski protokol, zahteve za kodirnik, zahteve za zavore in okoljske pogoje. Zagotavljanje teh parametrov pomaga proizvajalcu motorja pri učinkovitejši izbiri ali razvoju ustreznega pogona.
ja JKONGMOTOR ponuja integrirane rešitve za nadzor gibanja, ki jih je mogoče prilagoditi aplikacijam AGV in AMR. Odvisno od projekta lahko prilagajanje zajema zmogljivost motorja, mehanske dimenzije, integracijo koles, kodirnik, komunikacijo, kable in priključke, zaviranje, toplotno zaščito in druge zahteve glede pogona. Tipičen proces OEM lahko vključuje tehnično oceno, načrtovanje motorja, razvoj prototipa, testiranje in serijsko proizvodnjo.
