Kako izbrati vgrajeni koračni servo motor za štirismerne paletne avtobuse?

Štirismerni paletni prevozi postajajo pomembna avtomatizacijska rešitev za skladišča, ki potrebujejo skladiščenje z visoko gostoto, prilagodljivo premikanje palet in zanesljivo avtomatizirano rokovanje . Za razliko od običajnih paletnih avtobusov, ki večinoma potujejo po fiksni tirnici, se lahko štirismerni prevoz premika v vzdolžni in prečni smeri. To omogoča, da eno vozilo oskrbuje več skladiščnih pasov in naredi postavitev skladišča bolj prilagodljivo.

Motorni sistem ima ključno vlogo v tej arhitekturi. Ustrezen integriran koračni servo motor , znan tudi kot an integrirani zaprtozančni koračni motor lahko združi motor, gonilnik, kodirnik in krmilno elektroniko v kompaktno gibalno enoto. Za proizvajalce štirismernih paletnih prevozov lahko ta integracija poenostavi ožičenje, zmanjša prostor v ohišju, izboljša zmogljivost pozicioniranja in olajša prilagoditev pogonskega sistema.

Toda izbira motorja se ne sme začeti samo z velikostjo okvirja motorja ali nazivnim navorom. Pogledati moramo celoten cikel delovanja raketoplana, vključno s težo palete, pospeškom, premerom kolesa, hitrostjo potovanja, pogoji na progi, natančnostjo pozicioniranja, delovnim ciklom, napetostjo baterije, načinom komunikacije in toplotno zmogljivostjo.

Kaj je štirismerni prevoz palet?

Štirismerni paletni čoln je avtomatizirano vozilo za shranjevanje in prevzem, zasnovano za premikanje palet skozi skladiščne sisteme visoke gostote. Njegova značilnost je sposobnost potovanja v štirih smereh : naprej, nazaj, levo in desno.

Tipičen sistem vključuje:

• Regali za shranjevanje palet

• Vozila za štirismerni prevoz

• Dvižni ali prenosni mehanizmi

• Pogonski motorji

• Krmilna elektronika

• Dajalniki in senzorji

• Baterijski sistem

• Programska oprema za upravljanje ali nadzor skladišča

Vozilo običajno potuje po tirnicah, nameščenih znotraj konstrukcije regala. Ko doseže položaj za prenos, mu sekundarni potovalni mehanizem omogoči spremembo smeri in vstop v drug prehod.

Ta konfiguracija zagotavlja veliko prednost: en shuttle lahko potencialno dostopa do več lokacij za shranjevanje, ne da bi za vsak pas potreboval posebno vozilo.

Za upravljavce skladišč je lahko rezultat večja gostota skladiščenja in boljša izkoriščenost razpoložljivega prostora.

Za proizvajalce opreme pa štirismerno gibanje uvaja dodatne zahteve za sistem gibanja. Pogonski motorji morajo delovati zanesljivo v različnih smereh, hkrati pa ohranjati predvidljivo hitrost, navor in položaj.

Zakaj je izbira motorja pomembna pri načrtovanju štirismernega prevoza

Pogonski motor ni samo odgovoren za premikanje shuttlea.

Neposredno vpliva na:

• Začetek nastopa

• Hitrost potovanja

• Natančnost pozicioniranja

• Odziv na spremembo smeri

• Stabilnost rokovanja s paletami

• Poraba baterije

• Hrup in vibracije

• Toplotna zmogljivost

• Zahteve glede vzdrževanja

• Skupna velikost vozila

Motor, ki je videti primeren glede na nazivni navor, lahko še vedno deluje slabo, če aplikacija zahteva pogoste zagone, ustavitve, pospeševanje, zaviranje, vzvratno vožnjo ali plezanje čez majhne mehanske prehode.

Štirismerni paletni prevozi običajno delujejo v ponavljajočih se ciklih. Vozilo pospeši, potuje, zavira, se ustavi na določenem položaju, izvede operacijo ravnanja s paleto in nato spremeni smer ali se vrne. To pomeni, da motor doživlja stalno spreminjajočo se obremenitev in ne preprosto stanje s konstantno hitrostjo.

Zaradi tega priporočamo, da motor izberete na podlagi celotnega profila gibanja , namesto da uporabite nazivno moč kot edino izbirno merilo.

Kaj je integrirani koračni servo motor?

Integrirani koračni servo motor združuje več komponent za krmiljenje gibanja v en sklop.

Običajni sistem gibanja lahko zahteva:

Koračni motor + zunanji gonilnik + kodirnik + ožičenje + vmesnik krmilnika

Integrirani koračni sistem z zaprto zanko lahko združi motor, gonilnik in kodirnik v eni sami kompaktni enoti.

Kodirnik nenehno zagotavlja povratne informacije o položaju rotorja. Integrirani gonilnik uporablja te informacije za spremljanje gibanja motorja in pravilnega pozicioniranja.

To ustvarja praktično srednjo pot med običajnimi koračnimi sistemi z odprto zanko in kompleksnejšimi servo arhitekturami.

Za štirismerne paletne avtobuse je ta arhitektura privlačna, ker ima vozilo omejen prostor za namestitev in zahteva več usklajenih funkcij gibanja.

Gibanje servo motorja Jkongmotor po meri

Ponudnik rešitev integriranega enosmernega servo motorja na enem mestu

Tipi integriranih koračnih servo motorjev

Integriran koračni servo motor združuje motor in elektroniko za krmiljenje gibanja v kompakten sklop. Glede na mehansko strukturo in zahteve glede krmiljenja je to družino izdelkov mogoče konfigurirati z dajalnikom, pogonom, menjalnikom, linearnim vijakom ali zaščitnim ohišjem.

V primerjavi z običajnim koračnim motorjem, ki uporablja ločen zunanji gonilnik, lahko integrirana zasnova poenostavi ožičenje sistema, zmanjša prostor za namestitev in naredi integracijo stroja enostavnejšo. Različice z zaprto zanko uporabljajo tudi povratne informacije za spremljanje položaja motorja in izboljšanje zanesljivosti gibanja.

1. Integriran koračni servo motor

Integrirani koračni servo motor je temeljna konfiguracija v tej družini izdelkov. Združuje koračni motor z notranjim gonilnikom in povratnim sistemom na osnovi kodirnika.

Motor lahko sprejema ukaze gibanja, medtem ko integrirana elektronika upravlja tok, hitrost in nadzor položaja. Povratne informacije z zaprto zanko pomagajo sistemu zaznati odstopanje položaja, ki ga povzročijo spremembe obremenitve ali delovni pogoji.

Glavne značilnosti

• Koračni motor z integrirano pogonsko elektroniko

• Povratna informacija kodirnika za delovanje v zaprti zanki

• Natančno in ponovljivo pozicioniranje

• Kompaktna struktura za krmiljenje motorja

• Zmanjšano zunanje ožičenje

• Več možnosti nadzora in komunikacije

• Primerno za sisteme večosnega gibanja

Ta konfiguracija se običajno upošteva, ko stroj zahteva več povratnih informacij in zmožnosti krmiljenja kot koračni sistem z odprto zanko, hkrati pa ohranja strukturno preprostost koračnega motorja.

2. Integrirani koračni motor z reduktorjem

Integrirani koračni motor z gonilom doda menjalnik motorju in integriranemu pogonskemu sklopu. Zmanjšanje prestav spremeni razmerje med hitrostjo motorja in izhodnim navorom, kar sistemu omogoča, da obvlada aplikacije, ki zahtevajo večjo mehansko silo pri nižji izhodni hitrosti.

Planetarni menjalniki so pogosta konfiguracija, pri kateri so pomembni kompaktna velikost, prenos navora in mehanska učinkovitost.

Glavne značilnosti

• Motor, gonilnik in menjalnik integrirani v en sklop

• Večji izhodni navor zaradi redukcije prestav

• Nižja izhodna hitrost

• Kompaktna ureditev prenosa

• Za različne obremenitve so na voljo različna prestavna razmerja

• Primerno za aplikacije z omejenim prostorom za namestitev

Zobniška konfiguracija je uporabna, kadar standardni koračni motor ne zagotavlja zahtevanega izhodnega navora ali ko stroj zahteva počasnejše, nadzorovano gibanje.

3. Integriran polžasti koračni motor

The Integrirani polžasti koračni motor združuje koračni motor in integriran pogon s polžastim menjalnikom.

Polžasti prenos zagotavlja znatno zmanjšanje hitrosti v razmeroma kompaktni mehanski postavitvi. Njegova pravokotna izhodna konfiguracija lahko tudi poenostavi mehansko integracijo, kjer morata biti motor in gnani mehanizem nameščena pravokotno drug na drugega.

Glavne značilnosti

• Zmogljivost visoke hitrosti

• Povečan izhodni navor

• Struktura prenosa pod pravim kotom

• Kompaktna mehanska ureditev

• Primerno za gibanje z nizko hitrostjo

• Lahko zagotovi lastnosti držanja, odvisno od zasnove menjalnika

Konfiguracije polžastega gonila se lahko upoštevajo pri mehanizmih za pozicioniranje, dviganje, prilagajanje in ravnanje z materialom, kjer sta pomembna zmanjšanje in mehansko držanje.

4. Integriran koračni servo motor s polžastim gonilom

Integrirani koračni servo motor s polžnim gonilom združuje tri funkcionalne elemente: koračni motor, polžasto gonilo in krmiljenje z zaprto zanko.

Dajalnik posreduje povratno informacijo o položaju integrirani krmilni elektroniki. Medtem pa polžasti menjalnik zagotavlja mehansko redukcijo med motorjem in izhodno gredjo.

Ta kombinacija je zasnovana za sisteme, ki potrebujejo visok redukcijski navor in pozicioniranje, nadzorovano s povratnimi informacijami.

Glavne značilnosti

• Koračno servo delovanje z zaprto zanko

• Integriran polžasti menjalnik

• Povratna informacija o položaju na osnovi kodirnika

• Možnosti visokega razmerja zmanjšanja

• Povečan izhodni navor

• Kompakten paket motorja in menjalnika

• Zmanjšano ožičenje krmilnega sistema

Dejanska zmožnost samozaklepanja polžastega menjalnika je odvisna od dejavnikov, kot so geometrija zobnika, redukcijsko razmerje, obremenitev, mazanje in pogoji delovanja, zato jo je treba potrditi za specifično uporabo, ne pa domnevati samo na podlagi vrste menjalnika.

5. Vgrajen vodoodporen koračni servo motor

The Integrirani vodotesni koračni servo motor je razvit za opremo, ki deluje v okoljih, kjer lahko vlaga, prah, brizgajoča voda ali drugi zunanji onesnaževalci vplivajo na običajne motorne sklope.

Motor, povratne komponente in pogonska elektronika so zaprti v zaščiteni strukturi. Ustrezno oceno IP je treba izbrati glede na dejansko izpostavljenost opreme okolju.

Glavne značilnosti

• Integrirana koračna servo arhitektura

• Zaprti motor in elektronske komponente

• Povratne informacije kodirnika

• Zmanjšano zunanje ožičenje

• Možnosti zaščite za zahtevna okolja

• Primerno za opremo, ki je izpostavljena vlagi ali prahu

Ta konfiguracija je lahko uporabna pri strojih za predelavo hrane, avtomatizaciji na prostem, mobilni opremi, kmetijskih strojih in drugih sistemih, kjer je varstvo okolja del specifikacije motorja.

6. Integriran linearni koračni servo motor

Integrirani linearni koračni servo motor je zasnovan za nadzorovano linearno gibanje, namesto da bi se zanašal samo na izhod rotacijske gredi.

Vijačni mehanizem pretvori vrtenje motorja v linearni premik, medtem ko integrirani kodirnik in krmilna elektronika zagotavljata povratno informacijo za pozicioniranje.

Glede na zasnovo stroja je mogoče izbrati različne strukture vijakov, da se doseže zahtevani hod, hitrost, nosilnost in zmogljivost pozicioniranja.

Glavne značilnosti

• Integriran motor in pogon

• Povratne informacije na osnovi kodirnika

• Direktno linearno pozicioniranje

• Kompaktna konfiguracija aktuatorja

• Ponovljivo linearno gibanje

• Možnosti vodilnega ali krogličnega vijaka

• Prilagodljiv hod in mehanski vmesnik

Ta zasnova je še posebej primerna za opremo, ki potrebuje nadzorovano linearno gibanje brez izdelave ločene kombinacije motor-gonilnik-aktuator.

7. Integrirani linearni koračni motor

Koračni motor za integrirano linearno gibanje predstavlja popolnejši sklop linearnega gibanja. Namesto zagotavljanja samo motorja lahko izdelek integrira motor z vijačnim mehanizmom, vodilno strukturo, vozičkom ali drugimi mehanskimi komponentami.

Rezultat je enota za linearno gibanje, pripravljena za integracijo, ki lahko zmanjša število posameznih komponent, potrebnih med sestavljanjem stroja.

Glavne značilnosti

• Struktura integriranega linearnega aktuatorja

• Motorizirano vijačno gibanje

• Kompaktna mehanska zasnova

• Ponovljivo pozicioniranje

• Izbirne linearne vodilne in nosilne strukture

• Prilagodljiv hod in konfiguracije namestitve

• Primerno za avtomatsko linearno pozicioniranje

Ta vrsta rešitve je zelo primerna za kompaktne module za avtomatizacijo, laboratorijsko opremo, pregledovalne stroje, polprevodniško opremo, CNC sisteme in robotske mehanizme.

Primerjava različnih integriranih koračnih motorjev

Glavna razlika med temi konfiguracijami je zahteva po gibanju, ki naj bi jo reševale.

Ključne funkcije, potrebne za štirismerne motorje za prevoz palet

Vsak integrirani koračni motor ni primeren za uporabo v skladiščih. Preden izberemo končno konfiguracijo, običajno ocenimo več funkcij.

1. Povratna informacija o položaju v zaprti zanki

Povratna informacija o položaju je ena najpomembnejših zahtev.

Koračni motor z odprto zanko predvideva, da je bilo ukazano gibanje opravljeno. Pri preobremenitvi, čezmernem pospeševanju, mehanskem uporu ali drugih nenormalnih pogojih lahko motor izgubi sinhronizacijo.

Koračni motor z zaprto zanko uporablja kodirnik za spremljanje dejanskega gibanja rotorja.

To sistemu omogoča zaznavanje napak pri gibanju in izboljšanje zanesljivosti pozicioniranja.

Za štirismerni prevoz je to še posebej uporabno, ko se mora vozilo ustaviti na ponovljivih položajih stojala za:

• Nakladanje palet

• Razkladanje palet

• Prestop na pas

• Poravnava položaja

• Vključevanje dvigala

• Spremembe smeri

2. Zadosten začetni navor

Začetni navor je pogosto pomembnejši od preprostega pogleda na nazivni navor motorja.

Natovorjen prevoz palet mora premagati:

• Masa vozila

• Obremenitev palete

• Kotalni upor

• Izgube menjalnika

• Upor tirnice

• Trenje med kolesom in tirnico

• Sila pospeška

Če raketa deluje na rahlem naklonu ali naleti na dodatno mehansko odpornost, se lahko zahtevani začetni navor znatno poveča.

Zato priporočamo, da pred izbiro motorja izračunate zahtevani navor kolesa.

Poenostavljeno razmerje je:

F = ma + Fᵣ + Fg

kjer:

• F = zahtevana vlečna sila

• m = skupna gibljiva masa

• a = pospešek

• Fᵣ = kotalni in mehanski upor

• Fg = gravitacijski upor, če je primerno

Navor kolesa je nato mogoče oceniti iz:

T = F × r

kjer je r efektivni polmer kolesa.

Izhodni navor motorja mora nato upoštevati razmerje menjalnika in učinkovitost prenosa.

3. Nadzorovano pospeševanje in zaviranje

Paletni čoln ne sme agresivno pospeševati ali se ustavljati brez upoštevanja tovora.

Nenaden pospešek lahko povzroči:

• Gibanje palete

• Mehanski šok

• Zdrs kolesa

• Povečana strukturna obremenitev

• Večje trenutno povpraševanje

Ustrezen integriran koračni servo sistem bi zato moral podpirati nadzorovane profile pospeševanja in pojemka.

Gladko gibanje je še posebej pomembno pri prevozu lomljivih ali nestabilnih tovorov.

4. Zanesljiva sprememba smeri

Štirismerni avtobusi pogosto spreminjajo smer vožnje.

Motorni sistem mora obravnavati ponavljajoče se ukaze naprej/nazaj brez pretiranih vibracij ali napak pri pozicioniranju.

Koračni servo z zaprto zanko zagotavlja povratne informacije, ki nadzornemu sistemu pomagajo preveriti, ali je motor sledil ukazanemu gibanju.

To je eden od razlogov, zakaj mnogi razvijalci opreme razmišljajo o integrirani zaprtozančni koračni motor za kompaktna avtomatizirana vozila.

Zakaj veliko strank izbere integrirane koračne motorje z zaprto zanko?

Pri štirismernih sistemih prevoza palet kupci običajno iščejo več kot le motor, ki lahko preprosto premika vozilo. Pogonski sistem mora zagotavljati stabilen navor, natančno gibanje, zanesljive povratne informacije, kompaktno namestitev in preprosto integracijo s krmilnikom shuttlea.

Zato so integrirani koračni motorji z zaprto zanko postali privlačna možnost za številne avtomatizirane aplikacije za ravnanje z materialom. Z združitvijo koračnega motorja, gonilnika in kodirnika v eno enoto lahko poenostavijo pogonski sklop, hkrati pa zagotovijo zmožnost povratne informacije, ki je potrebna za ponavljajoče se premike shuttlea.

Kompaktna in prostorsko varčna zasnova

Štirismerni prevoz palet ima zelo omejen prostor za namestitev. Pogonski motor, menjalnik, baterija, krmilnik, senzorji in mehanske komponente se morajo prilegati znotraj razmeroma kompaktne šasije vozila.

Integriran koračni motor z zaprto zanko združuje motor in gonilnik v enem samem sklopu, kar zmanjšuje potrebo po ločenih mestih za namestitev gonilnika. To lahko oblikovalcem opreme omogoči več svobode pri razporejanju notranjih komponent.

Za kompaktne skladiščne robote lahko to pomeni čistejšo mehansko postavitev in lažjo integracijo.

Poenostavljeno ožičenje motorja

Tradicionalni koračni sistemi običajno zahtevajo ločene povezave med motorjem, gonilnikom, kodirnikom in krmilnikom. Z večanjem števila osi gibanja se ožičenje lahko hitro zaplete.

Pri integriranem motorju je velik del pogonske elektronike vgrajen v sklop motorja. To lahko zmanjša zahteve za napeljavo kablov in poenostavi montažo.

Za mobilno opremo, kot so štirismerni avtobusi, lahko manj zunanjih povezav olajša vzdrževanje in odpravljanje težav.

Povratna informacija o položaju v zaprti zanki

Ena največjih razlik med koračnim motorjem z odprto zanko in koračnim motorjem z zaprto zanko je kodirnik.

Integrirani koračni motor z zaprto zanko uporablja povratne informacije kodirnika za spremljanje dejanskega gibanja motorja. Krmilni sistem lahko primerja ukazani položaj z dejanskim odzivom motorja in prepozna odstopanja gibanja.

To je uporabno, ko se mora prevoz palet večkrat ustaviti na določenih lokacijah za:

• Nakladanje in razkladanje palet

• Pozicioniranje stojala

• Prestop na pas

• Vključevanje dvigala

• Gibanje naprej in nazaj

• Poravnava vozila

Za avtomatizacijo skladišča je lahko ponovljivo pozicioniranje enako pomembno kot neobdelani navor motorja.

Dober navor pri nizki hitrosti

Koračni motorji so znani po zagotavljanju koristnega navora pri nizkih in zmernih vrtljajih. Ta značilnost je lahko koristna za uporabo paletnih prevozov, ker vozilo pogosto spelje iz mirujočega položaja z znatnim tovorom.

Pravilno izbran integrirani koračni servo motor lahko zagotovi navor, potreben za nadzorovan zagon, pospeševanje, zaviranje in pozicioniranje, ne da bi potrebovali nepotrebno velik motor.

Dejanski motor je še vedno treba izbrati glede na skupno maso vozila, težo palete, premer kolesa, razmerje menjalnika, pospešek in delovni cikel.

Zanesljivo delovanje Start-Stop

Štirismerni paletni avtobusi redko delujejo z enako konstantno hitrostjo dlje časa. Njihov profil gibanja je običajno sestavljen iz pospeševanja, vožnje s konstantno hitrostjo, pojemka, ustavljanja in ponovnega zagona.

Ta ponavljajoči se cikel start-stop postavlja drugačne zahteve za pogonski sklop kot neprekinjeno delovanje tekočega traku.

Povratne informacije z zaprto zanko lahko pomagajo motornemu sistemu, da se odzove na spreminjajoče se delovne pogoje in zazna odstopanja, ki jih povzročajo čezmerna obremenitev, mehanski upor ali drugi neobičajni pogoji.

Nižja kompleksnost sistema

Integrirani motor ne odpravi nujno vsake zunanje komponente, lahko pa zmanjša število ločenih komponent za nadzor gibanja, ki so potrebne okoli vsakega motorja.

Namesto oblikovanja sistema okoli:

Motor + zunanji gonilnik + kodirnik + več povezav

načrtovalec opreme lahko uporabi integrirano gibalno enoto, ki vsebuje:

Motor + gonilnik + kodirnik

To lahko olajša standardizacijo celotnega sistema, zlasti če se uporablja več podobnih pogonskih osi.

Prilagodljive komunikacijske možnosti

Sodobne integrirane koračne servo motorje je mogoče konfigurirati za različne krmilne arhitekture, odvisno od aplikacije.

Pogoste možnosti vključujejo Pulse/Direction, RS485, Modbus, CANopen in EtherCAT.

Za razmeroma preprosto os gibanja lahko zadostuje impulzno krmiljenje. Za omrežnega skladiščnega robota z več koordiniranimi osmi lahko fieldbus, kot je CANopen ali EtherCAT, zagotovi bolj centralizirano komunikacijo in nadzor.

Ustrezen vmesnik se mora vedno ujemati z glavnim krmilnikom in arhitekturo programske opreme raketoplana.

Primerno za prilagojene dizajne shuttleov

Štirismerni paletni prevozi so pogosto zasnovani glede na posebne zahteve skladišča. Dimenzije vozila, nosilnost, konfiguracija koles, napetost akumulatorja, menjalnik, komunikacijski sistem in prostor za namestitev se lahko razlikujejo.

Zato standardne kataloške specifikacije morda ne bodo vedno najbolj ustrezale.

Integriran koračni servo motor je mogoče prilagoditi z različnimi navori motorja, napetostjo, kodirnikom, menjalnikom, izhodno gredjo, kablom, konektorjem, komunikacijskim vmesnikom in konfiguracijami namestitve.

Zaradi tega je prilagoditev OEM še posebej uporabna za proizvajalce paletnih vozil, ki razvijajo namensko platformo za vozila.

Praktično ravnotežje med zmogljivostjo in integracijo

Pri mnogih kompaktnih avtomatiziranih vozilih odločitev ni le med običajnim koračnim motorjem in visoko zmogljivim AC servo sistemom.

Integrirani koračni motor z zaprto zanko lahko zagotovi praktično kombinacijo karakteristik koračnega navora, povratne informacije dajalnika, integrirane elektronike, kompaktne konstrukcije in prilagodljivega nadzora.

Za aplikacije štirismernega prevoza palet, kjer zahtevana hitrost in dinamična zmogljivost spadata v delovno območje motorja, lahko ta kombinacija poenostavi pogonski sklop, hkrati pa ohrani povratne informacije o gibanju, potrebne za zanesljivo avtomatizirano delovanje.

Končna izbira mora še vedno temeljiti na celotni aplikaciji in ne samo na tipu motorja. Koristno obremenitev, pospešek, hitrost vožnje, premer kolesa, učinkovitost menjalnika, delovni cikel, napetost baterije, toplotne pogoje in zahteve glede položaja je treba oceniti pred izbiro motorja.

Kako izbrati pravi vgrajen koračni servo motor

1. Začnite s skupno obremenitvijo vozila

Prvi parameter naj bo celotna gibljiva masa.

Ne računajte samo teže palete.

Upoštevati moramo:

Masa vozila + masa palete + največja teža blaga

Če vozilo tehta 250 kg in je največja obremenitev palete 1000 kg, se mora pogonski sistem premakniti približno 1250 kg, preden se upoštevajo drugi dinamični dejavniki.

Za dimenzioniranje motorja je treba uporabiti največje pogoje delovanja.

2. Izračunajte zahtevani navor

Navor motorja je treba izračunati iz dejanskih zahtev za kolesa.

Osnovni postopek je:

Skupna masa → zahtevana vlečna sila → navor kolesa → izhodni navor menjalnika → navor motorja

Ta pristop je bolj zanesljiv kot izbira motorja preprosto zato, ker je njegov kataloški navor videti blizu pričakovane obremenitve.

3. Preverite zahtevano hitrost vožnje

Hitrost motorja je odvisna od:

• Premer kolesa

• Želena hitrost vozila

• Prestavno razmerje redukcije

Približno razmerje je:

Hitrost vozila = obseg kolesa × število vrtljajev kolesa

Če se uporablja menjalnik, mora biti število vrtljajev motorja izračunano glede na izbrano prestavno razmerje.

Visokohitrostni motor v kombinaciji z ustreznim menjalnikom lahko zagotovi praktično ravnotežje med hitrostjo in navorom koles.

4. Ocenite zahteve za pospeševanje

Dva raketoplana, ki nosita enako težo palete, lahko zahtevata popolnoma različna motorja, če sta njuna ciljna pospeška različna.

Shuttle, zasnovan za visoko zmogljivo delovanje skladišča, se lahko zažene in ustavi večkrat na minuto.

Zato moramo oceniti:

• Ciljni pospešek

• Upočasnitev cilja

• Frekvenca cikla

• Največja hitrost

• Stop frekvenca

• Frekvenca spreminjanja smeri

5. Upoštevajte napetost baterije

Napetost baterije neposredno vpliva na električno arhitekturo.

Običajni sistemi mobilne avtomatizacije lahko uporabljajo 24 VDC, 36 VDC ali 48 VDC , odvisno od velikosti vozila in zahtev glede napajanja.

Motor, zasnovan za določeno napetost vodila DC, je treba uskladiti z baterijo in arhitekturo krmilnika.

Pri mobilnih sistemih z večjo močjo lahko višja enosmerna napetost pomaga zmanjšati tok za isto raven moči, kar lahko poenostavi kabelsko in električno zasnovo.

6. Izberite ustrezen komunikacijski vmesnik

Sodobni štirismerni paletni avtobusi pogosto zahtevajo komunikacijo med motornim sistemom in krmilnikom vozila.

Odvisno od arhitekture lahko integrirani motor potrebuje vmesnike, kot so:

• Utrip/smer

• RS485

• Modbus RTU

• CANopen

• EtherCAT

Pravilen vmesnik je odvisen od krmilnika vozila in zahtevane arhitekture za krmiljenje gibanja.

Za preprosto os lahko zadostuje impulzno krmiljenje.

Za omrežni večosni sistem lahko CANopen ali EtherCAT zagotovita bolj integrirano komunikacijsko arhitekturo.

Izbira kodirnika za štirismerne aplikacije

Izbira kodirnika si zasluži posebno pozornost.

Osnovni inkrementalni dajalnik lahko zagotovi povratno informacijo o položaju motorja, medtem ko lahko dajalnik absolutne vrednosti zagotovi informacije o položaju, ne da bi zahteval isto vrsto rekonstrukcije položaja po prekinitvi napajanja.

Za mobilno opremo za avtomatizacijo je treba pri izbiri kodirnika upoštevati:

• Natančnost položaja

• Resolucija

• Vedenje ob zagonu

• Združljivost krmilnika

• Pogoji izklopa baterije

• Zahteve za domovanje

• Komunikacijski protokol

Za aplikacije, kjer je obnovitev položaja pomembna, lahko možnosti absolutnega kodirnika zagotovijo dodatno prilagodljivost na ravni sistema.

Toplotno učinkovitost je enostavno spregledati

Motor lahko zagotovi zadosten največji navor in je še vedno neprimeren za neprekinjeno delovanje, če toplotna zmogljivost ni ustrezna.

Najpomembnejša vprašanja vključujejo:

• Kako dolgo shuttle deluje neprekinjeno?

• Kako pogosto se pospeši?

• Kako pogosto se ustavi?

• Kakšna je povprečna obremenitev motorja?

• Kakšna je največja obremenitev?

• Kakšna je temperatura okolja?

• Ali je motor nameščen znotraj zaprtega ohišja?

• Je zadosten pretok zraka?

Integrirani motor, nameščen znotraj ohišja kompaktnega shuttlea, ima lahko manj naravnega odvajanja toplote kot motor, nameščen v odprtem industrijskem stroju.

Zato je treba stalen navor in toplotno zmogljivost ovrednotiti poleg največjega navora.

Izbira menjalnika za motorje Palet Shuttle

V mnogih aplikacijah štirismernega prevoza je motor povezan z menjalnikom.

Menjalnik lahko poveča izhodni navor in hkrati zmanjša hitrost kolesa.

Pogosti premisleki vključujejo:

• Prestavno razmerje

• Izhodni navor

• Mehanska učinkovitost

• Povratni udarec

• Življenjska doba

• Konfiguracija gredi

• Montažne dimenzije

• Radialna nosilnost

Nizka zračnost je še posebej uporabna, ko sta potrebna natančno pozicioniranje in ponovljivo zaustavljanje.

Menjalnik je treba izbrati tudi glede na dejansko obremenitev kolesa in konstrukcijo mehanskega prenosa in ne glede na navor motorja.

Integrirani koračni servo v primerjavi s tradicionalnim koračnim motorjem z odprto zanko

Glavna razlika je povratna informacija.

Za štirismerni prevoz palet je lahko delovanje v zaprti zanki še posebej uporabno, ker se od vozila pričakuje, da izvaja ponavljajoče se pozicioniranje in spremembe smeri.

Pogoste napake pri izbiri motorja za shuttle

Izbira samo glede na nazivni navor

Nazivni navor ne opisuje celotne dinamične zahteve.

Upoštevati je treba tudi pospešek, učinkovitost menjalnika, polmer kolesa, porazdelitev obremenitve in delovni cikel.

Ignoriranje največje obremenitve

Motor, ki deluje s praznim čolnom, ima lahko težave, ko vozilo prevaža največjo obremenitev palete.

Dimenzioniranje motorja mora vedno vključevati največjo pričakovano obremenitev.

Uporaba prekomerne zmogljivosti motorja

Prevelikost ni samodejno boljša.

Prevelik motor lahko poveča:

• Teža vozila

• Poraba baterije

• Stroški

• Prostor za namestitev

• Mehanske zahteve

Cilj je motor ustrezne velikosti z zadostno rezervo delovanja.

Ignoriranje toplotnih pogojev

Najvišji navor je običajno na voljo za omejene pogoje delovanja. Neprekinjeno delovanje zahteva termično analizo.

Izbira motorja pred mehansko zasnovo

Izbira motorja mora biti usklajena s kolesom, menjalnikom, šasijo, baterijo in krmilnim sistemom.

Motor je treba obravnavati kot del celotnega pogonskega sklopa in ne kot izolirano komponento.

Zakaj je prilagoditev OEM lahko pomembna za štirismerne paletne prevoznike

Štirismerni paletni avtobusi niso zgrajeni okoli ene univerzalne zasnove pogona. Nosilnost, dimenzije vozila, velikost koles, napetost akumulatorja, razmerje menjalnika, hitrost vožnje, komunikacijski sistem in prostor za namestitev se lahko med različnimi projekti avtomatizacije skladišča precej razlikujejo. Zaradi teh razlik standardni motor morda ne zagotavlja vedno prave kombinacije navora, hitrosti, povratne informacije, nadzora in mehanske združljivosti.

Tu postane pomembna prilagoditev OEM. Neposredno delo s proizvajalcem vgrajenega koračnega servo motorja omogoča, da se motor konfigurira glede na dejansko zasnovo shuttlea, namesto da se zahteva, da se arhitektura vozila prilagodi standardnemu motorju.

Specifikacije motorja se lahko ujemajo z dejansko obremenitvijo

Štirismerni čoln za palete potrebuje dovolj navora, da premakne lastno težo skupaj z največjo obremenitvijo palete. Vendar preprosta izbira motorja z višjim nazivnim navorom ne zagotavlja nujno boljšega pogona.

Motor mora ustrezati dejanskim zahtevam, vključno z:

• Največja teža vozila in palete

• Zahtevano pospeševanje in zaviranje

• Hitrost potovanja

• Premer kolesa

• Razmerje menjalnika

• Učinkovitost mehanskega prenosa

• Delovni cikel delovanja

• Frekvenca zagona in ustavljanja

Proizvajalec motorja OEM lahko oceni te parametre in konfigurira motor glede na zahtevani profil delovanja. S tem se izognete prenizkim in nepotrebnim prevelikim dimenzijam motorja.

Menjalnik je mogoče prilagoditi z motorjem

Motor in menjalnik delujeta kot en pogon, zato lahko ločena izbira povzroči nepotrebne kompromise.

Na primer, štirismerni shuttle lahko zahteva razmeroma velik navor koles pri nadzorovani hitrosti vožnje. Namesto uporabe večjega motorja zgolj za pridobitev večjega izhodnega navora lahko z ustreznim zmanjšanjem prestav povečate navor kolesa, hkrati pa ohranite primerno delovno hitrost motorja.

Prilagajanje OEM lahko zajema:

• Prestavno razmerje

• Vrsta menjalnika

• Izhodni navor

• Izhodna gred

• Dimenzije gredi

• Montažna konfiguracija

• Usmerjenost menjalnika

To omogoča, da se celotni integrirani koračni servo motor in sklop menjalnika natančneje prilegajo mehanski strukturi raketoplana.

Možnosti kodirnika se lahko ujemajo z zahtevami glede položaja

Povratne informacije o položaju so pomembne za avtomatizirana skladiščna vozila, ker se mora prevoznik večkrat ustaviti na vnaprej določenih položajih.

Različne aplikacije lahko zahtevajo različne konfiguracije kodirnika. Odvisno od krmilne arhitekture lahko proizvajalci določijo inkrementalne ali absolutne povratne informacije ter izberejo ustrezno ločljivost in vmesnik kodirnika.

Za aplikacije, ki zahtevajo zanesljive informacije o položaju po prekinitvah napajanja ali naprednejšem upravljanju položaja, možnosti absolutnega kodirnika . se lahko upoštevajo tudi

Prilagajanje proizvajalca originalne opreme omogoča izbiro konfiguracije kodirnika glede na dejanske zahteve krmilnika in pozicioniranja, namesto da bi se zanašal na fiksno standardno konfiguracijo.

Komunikacijske vmesnike je mogoče prilagoditi krmilnemu sistemu

Motor mora učinkovito komunicirati z glavnim krmilnikom raketoplana.

Odvisno od arhitekture vozila lahko integrirani koračni motor z zaprto zanko uporablja Pulse/Direction, RS485, Modbus RTU, CANopen ali EtherCAT.

Na primer, preprosta os gibanja lahko uporablja krmiljenje impulzov, medtem ko lahko večosno avtomatizirano vozilo izkoristi arhitekturo nadzora, ki temelji na omrežju.

Konfiguracija OEM lahko pomaga zagotoviti, da so komunikacijski vmesnik motorja, krmilni parametri in povratni sistem združljivi z obstoječo platformo za avtomatizacijo stranke.

Mehanske dimenzije se lahko oblikujejo glede na omejen prostor za namestitev

Prostor je pogosto glavna omejitev v štirismernem prevozu palet.

Pogonski motor se bo morda moral prilegati poleg:

• Baterije

• Krmilna elektronika

• Dvižni mehanizmi

• Senzorji

• menjalniki

• Strukturne komponente

• Varnostne naprave

Motor, ki deluje električno, vendar ne ustreza razpoložljivemu mehanskemu prostoru, ni praktična rešitev.

Prilagoditev OEM lahko obravnava dolžino motorja, montažne luknje, dimenzije gredi, položaj priključka, napeljavo kabla in splošne dimenzije namestitve . To daje oblikovalcem opreme več svobode pri optimizaciji šasije vozila.

Konfiguracijo kabla in priključka je mogoče prilagoditi

Oprema za mobilna skladišča postavlja posebne zahteve glede napeljave kablov.

Kabel motorja bo morda moral iti skozi ozko ohišje, se premikati z mehanskim sklopom ali se povezati z določenim snopom vozila.

Dobavitelji motorjev OEM lahko prilagodijo:

• Dolžina kabla

• Smer kabla

• Vrsta priključka

• Lokacija konektorja

• Ožičenje kodirnika

• Komunikacijsko ožičenje

• Napajalna napeljava

Ustrezna konfiguracija kabla lahko naredi montažo čistejšo in zmanjša nepotrebno ožičenje v čolnu.

Napetost in moč se lahko ujemata z arhitekturo baterije

Štirismerni paletni avtobusi so mobilni stroji na baterije, zato se morajo električne specifikacije motorja ujemati z enosmernim napajalnim sistemom vozila.

Odvisno od zasnove lahko sistem arhitekturo baterije 24 VDC, 36 VDC ali 48 VDC .med drugimi konfiguracijami uporablja

Motor je treba oceniti skupaj z baterijo, gonilnikom, najvišjim tokom, trajnim tokom in pričakovanim delovnim ciklom.

Prilagoditev proizvajalca originalne opreme omogoča, da se električna konfiguracija razvije okoli kupčevega dejanskega napajalnega sistema, namesto da bi zahtevala večje spremembe v arhitekturi baterije vozila.

Prilagoditev pomaga pri upravljanju toplote

Toplotna učinkovitost lahko postane pomembna težava, ko motor deluje v ohišju kompaktnega shuttlea.

Štirismerni prevoz palet lahko izvede na stotine ali tisoče ponavljajočih se ciklov gibanja s pogostim pospeševanjem, zaviranjem, ustavljanjem in ponovnim zagonom. Nastala povprečna obremenitev motorja se lahko zelo razlikuje od kratkotrajne konične obremenitve.

Med razvojem OEM je mogoče motor oceniti glede na dejanske:

Obremenitev → hitrost → pospešek → čas cikla → delovna temperatura

odnos.

To zagotavlja boljšo osnovo za določanje trajnega navora, največjega navora, velikosti motorja in toplotnih zahtev.

Testiranje prototipa lahko zmanjša tveganje integracije

Za novo platformo za prevoz palet samo laboratorijske specifikacije niso vedno dovolj.

Praktični razvojni proces OEM lahko vključuje:

Analiza zahtev → Izbira motorja → Mehansko ujemanje → Prototip → Testiranje vzorcev → Testiranje vozil → Optimizacija parametrov → Masovna proizvodnja

Med testiranjem prototipa lahko proizvajalec in razvijalec shuttlea ocenita začetni navor, pospešek, pozicioniranje, dvig temperature, hrup, vibracije, porabo baterije in komunikacijsko zmogljivost.

Rezultate je nato mogoče uporabiti za optimizacijo parametrov motorja pred začetkom serijske proizvodnje.

Podpora OEM postane bolj dragocena za obsežne projekte

Za enkraten stroj lahko včasih zadostuje standardni motor. Za proizvajalca paletnih avtobusov, ki proizvaja na stotine ali tisoče vozil, pa postane doslednost veliko bolj pomembna.

Dobavitelj OEM lahko pomaga vzpostaviti namensko konfiguracijo motorja z opredeljenimi:

• Električni parametri

• Mehanske dimenzije

• Specifikacije kodirnika

• Nastavitve komunikacije

• Konfiguracija menjalnika

• Konfiguracija kabla in priključka

• Zahteve za testiranje proizvodnje

To lahko olajša standardizacijo motorja v različnih serijah vozil.

Kaj bi moralo biti vključeno v specifikacijo motorja OEM?

Preden stopite v stik s proizvajalcem integriranega koračnega servo motorja, priporočamo, da pripravite osnovno specifikacijo aplikacije.

Vključevati mora najmanj:

1. Največja teža vozila

2. Največja obremenitev palete

3. Ciljna potovalna hitrost

4. Pospeševanje in zaviranje

5. Premer kolesa

6. Potreben navor kolesa

7. Razmerje menjalnika

8. Napetost baterije

9. Cikel delovanja

10. Komunikacijski protokol

11. Zahteva za kodirnik

12. Razpoložljiv prostor za namestitev

13. Delovna temperatura

14. Zahteve za kabel in priključek

15. Pričakovani letni obseg proizvodnje

Čim natančneje so ti parametri definirani, tem lažje je razviti motor, ki ustreza celotnemu sistemu shuttlea.

Prilagajanje OEM je več kot le spreminjanje specifikacij motorja

Pri proizvajalcih štirismernih paletnih čolnov prilagajanje OEM ne sme biti omejeno na spreminjanje napetosti ali dolžine motorja. Prava vrednost izhaja iz razvoja celovite rešitve gibanja okoli mehanske in električne arhitekture vozila.

Dobro usklajen integrirani koračni motor z zaprto zanko lahko združi motor, gonilnik, kodirnik in izbirni menjalnik v kompakten pogonski sklop. S pravilno prilagoditvijo lahko nastali sistem poenostavi namestitev, zmanjša število zunanjih komponent, podpira krmiljenje gibanja v zaprti zanki in se prilagodi fizičnim omejitvam raketoplana.

Zaradi tega pri izbiri vgrajen koračni servo motor za štirismerno premikanje palet , je koristno oceniti ne le kataloške specifikacije, temveč tudi sposobnost dobavitelja, da podpira prilagajanje OEM/ODM, razvoj prototipov, testiranje aplikacij in serijsko proizvodnjo.

Končni kontrolni seznam za izbiro štirismernega motorja

Pred dokončanjem motorja priporočamo potrditev petih področij.

Mehansko: Ali navor zadostuje za največjo obremenitev vozila, premer kolesa, razmerje menjalnika in pospešek?

Elektrika: Ali se motor ujema z napetostjo baterije in strukturo napajanja?

Nadzor: Ali integrirani gonilnik podpira zahtevani vmesnik za upravljanje Pulse, RS485, CANopen, EtherCAT ali drug?

Povratne informacije: Ali kodirnik zagotavlja zahtevano zmožnost pozicioniranja in spremljanja gibanja?

Toplota: ali lahko motor prenese dejanski delovni cikel v šasiji raketoplana?

Uspešen štirismerni pogon paletnega prevoznika torej ne temelji na izbiri motorja z največjim navorom ali največjo velikostjo okvirja. Izhaja iz ujemanja navora, hitrosti, povratne informacije, krmiljenja, menjalnika, napetosti, toplotne zmogljivosti in mehanskih dimenzij z dejanskim profilom delovanja.

Za kompaktne skladiščne robote, an integrirani koračni servo motor z zaprto zanko lahko zagotovi praktično kombinacijo krmiljenja s povratnimi informacijami, kompaktne namestitve, poenostavljenega ožičenja in ponovljivega gibanja. Če je pravilno dimenzioniran in prilagojen, lahko postane ključni del zanesljivega štirismernega pogonskega sistema paletnih prevoznikov.