Si të përmirësoni jetëgjatësinë e baterisë AGV dhe kapacitetin e ngarkesës duke përdorur servo motorë DC me tension të ulët?

Për automjetet moderne të automatizuara të drejtuara (AGV) dhe robotët autonomë të lëvizshëm (AMR) , dy metrikë të performancës janë gjithmonë të lidhura ngushtë:

Koha e funksionimit të baterisë dhe kapaciteti i ngarkesës.

Një automjet që konsumon shumë energji ka nevojë për një bateri më të madhe. Por një bateri më e madhe shton gjithashtu peshën, duke zvogëluar sasinë e ngarkesës që mund të mbajë automjeti.

Kjo është arsyeja pse sistemi i tërheqjes meriton vëmendje të kujdesshme.

Një sistem servo motorik DC i projektuar siç duhet me tension të ulët mund të ndihmojë prodhuesit AGV të përmirësojnë:

• Efikasiteti i energjisë

• Koha e funksionimit të baterisë

• Çift rrotullues i fillimit dhe ngjitjes

• Raporti i ngarkesës me peshën e automjetit

• Saktësia e lëvizjes

• Frenimi rigjenerues

• Stabiliteti termik

• Efikasiteti i përgjithshëm i motorit

Për projektet AGV të SHBA-së, zgjedhja e motorit duhet të konsiderohet gjithashtu brenda kornizës më të gjerë të sigurisë së makinës. Referencat aktuale përfshijnë ANSI/A3 R15.08-1-2020 (R2026) , ANSI/A3 R15.08-2-2023 , ANSI/A3 R15.08-3-2026 dhe ANSI/ITSDF B56.5-2024.

AGV DC Servo Motor Solutions

Sistemet e drejtimit AGV kanë nevojë për më shumë se rrotullim të thjeshtë të motorit. Motori lëvizës duhet të japë çift rrotullues të kontrolluar, rregullim të saktë të shpejtësisë, përshpejtim të qetë dhe reagime të besueshme gjatë punës nga një sistem baterie DC me tension të ulët. Për këtë arsye, servo motorët DC, servo motorët e integruar DC, servo motorët DC me ingranazh, servo motorët STO dhe motorët shpërndarës AGV përdoren zakonisht në arkitekturat e drejtimit AGV dhe AMR.

JKONGMOTOR ofron disa konfigurime të servo motorëve DC që mund të përputhen me kërkesat e ndryshme të ngarkesës, shpejtësisë, hapësirës, ​​mbrojtjes dhe sigurisë AGV.

Gama e produkteve të servo motorëve AGV DC

Lëvizje servo motorike të personalizuara të Jkongmotor

Ofruesi i zgjidhjeve të servo motorëve të integruar me një ndalesë

1. Servo Motor i integruar DC

Servo Motori i integruar DC kombinon motorin, servo diskun dhe koduesin në një strehë kompakte. Kjo arkitekturë redukton instalimet elektrike të jashtme dhe kursen hapësirën e instalimit, duke e bërë atë veçanërisht të dobishme për shasinë kompakte AGV dhe AMR.

Ai mbështet kontrollin e lëvizjes me qark të mbyllur për shpejtësinë, pozicionin dhe çift rrotullues , ndërsa elektronika e integruar thjeshton lidhjen midis motorit dhe kontrolluesit të automjetit. Arkitekturat servo të integruara përdoren gjerësisht ku hapësira e shasisë dhe efikasiteti i instalimeve elektrike janë konsiderata të rëndësishme të projektimit.

Aplikacionet tipike AGV:

• Magazina AGVs

• Rrotat lëvizëse AMR

• Robotët autonome që trajtojnë materiale

• Renditjen e robotëve

• Robotët kompakt celular

2. Servo Motor DC me ingranazhe planetare

Një Servo Motor DC me ingranazhe planetare kombinon një servo motor DC me një kuti ingranazhesh planetare për të rritur çift rrotulluesin e daljes duke ruajtur një sistem motorik kompakt.

Ky konfigurim është i përshtatshëm kur AGV kërkon çift rrotullues më të fortë të rrotave për nisje, përshpejtim, ngjitje në rampat ose mbajtjen e ngarkesave më të rënda . Kutia e ingranazhit gjithashtu lejon motorin të funksionojë me një shpejtësi më të lartë, ndërsa siguron një dalje me shpejtësi më të ulët në timon.

Aplikacionet tipike:

• AGV të rënda

• Mjetet e transportit të magazinës

• Robotët për trajtimin e paletave

• Pajisje të lëvizshme për trajtimin e materialeve

• Rrotat lëvizëse AGV që kërkojnë çift rrotullues të lartë

3. Servo Motor DC me ingranazh me krimba

Servo Motori DC me ingranazh me krimba integron një kuti ingranazhi me krimba me servo motorin DC. Raporti i tij i lartë i reduktimit e bën atë të përshtatshëm për aplikime që kërkojnë çift rrotullues të lartë të prodhimit dhe lëvizje të kontrolluar me shpejtësi të ulët.

Kutia e marsheve me krimba mund të sigurojë gjithashtu karakteristika të dobishme të mbajtjes së ngarkesës, në varësi të modelit të kutisë së marsheve dhe kushteve të funksionimit. Kjo e bën atë të zbatueshëm për mekanizmat AGV ku lëvizja e kontrolluar dhe mbajtja mekanike janë të rëndësishme.

Aplikacionet tipike:

• Sistemet e drejtimit AGV me ngarkesë të rëndë

• Mekanizmat e ngritjes dhe pozicionimit

• Pajisjet e transferimit të transportuesit

• Robotët industrialë të lëvizshëm

• Sisteme të automatizuara të trajtimit

4. Servo Motor DC i integruar me frenim

Një Servo Motor DC i integruar me frena kombinon servo motorin, koduesin, makinën dhe frenat elektromagnetike në një asamble.

Frena është veçanërisht e dobishme kur një mekanizëm AGV duhet të mbajë pozicionin e tij pasi të hiqet fuqia e motorit . Mund të konsiderohet për akset e ngritjes, mekanizmat vertikalë, pajisjet e pjerrëta dhe aplikimet ku duhet të parandalohet lëvizja e pakontrolluar mekanike.

Aplikacionet tipike:

• Mekanizmat e ngritjes së AGV

• Sistemet e transferimit vertikal

• Pajisjet e automatizuara të trajtimit

• Mekanizmat me lëvizje të pjerrët

• Robotët celularë me kërkesa për mbajtje

5. IP65 Servo Motor i integruar DC

Servo Motori DC i integruar IP65 është projektuar për aplikime AGV ku motori mund të ndeshet me pluhur, ujë të spërkatur ose kushte të vështira industriale.

Arkitektura e saj e integruar me motor dhe ngasje kombinon instalimin kompakt me mbrojtjen e zgjeruar të mbylljes. Kjo e bën atë të dobishëm për logjistikën e magazinës, makineritë e lëvizshme, pajisjet me aftësi të jashtme dhe AGV-të industriale ku mbrojtja e mjedisit është një specifikim i rëndësishëm. JKONGMOTOR rendit mbrojtjen IP65 si një konfigurim të disponueshëm për platformën e tij të integruar të servo motorëve.

Aplikacionet tipike:

• AGV me aftësi të jashtme

• Robotët e logjistikës

• Mjetet e transportit të fabrikës

• Pajisje të lëvizshme për trajtimin e materialeve

• Mjedise industriale të prirura ndaj pluhurit

6. Servo Motor AGV STO DC

Servo Motori AGV STO DC është projektuar për sistemet AGV dhe AMR ku Safe Torque Off (STO) është pjesë e arkitekturës së sigurisë së kontrollit të lëvizjes.

STO çaktivizon aftësinë e diskut për të gjeneruar çift rrotullues motorik kur aktivizohet funksioni i sigurisë. Prandaj është i ndryshëm nga një komandë lëvizjeje normale: STO parandalon gjenerimin e çift rrotullues në vend që thjesht të urdhërojë automjetin të ngadalësojë.

Aplikacionet tipike:

• Robotët celularë autonome

• Zonat e depove të aksesueshme nga njerëzit

• Sisteme logjistike inteligjente

• Trajtimi i automatizuar i materialeve

• AGV që kërkojnë funksione të drejtimit të lidhura me sigurinë

7. Motori i qendrës AGV

Një motor AGV Hub integron motorin e makinës në montimin e timonit ose shpërndarësit, duke krijuar një zgjidhje kompakte për lëvizje me rrota.

Krahasuar me një rregullim konvencional motor plus kuti ingranazhi, një motor me qendër mund të reduktojë komponentët mekanikë të transmisionit dhe të përdorë më mirë hapësirën e kufizuar të shasisë. Është veçanërisht e rëndësishme për AGV-të kompakte, AMR, robotët autonome të transportit dhe platformat e lëvizshme me dysheme të ulët . Arkitektura qendër-motor duhet të zgjidhet sipas diametrit të rrotave, ngarkesës së automjetit, çift rrotullues të kërkuar, shpejtësisë dhe kushteve termike.

Pse të zgjidhni një Servo Motor të integruar DC për AGV?

Avantazhi kryesor është integrimi në nivel sistemi dhe jo thjesht performanca motorike.

Instalim kompakt

Motori, koduesi dhe elektronika e makinës mund të kombinohen në një asamble, duke reduktuar nevojën për një pozicion të veçantë montimi të servo-drive.

Lidhje elektrike e thjeshtuar

Arkitektura e integruar servo mund të zvogëlojë kalimin e kabllove të motorit dhe koduesit midis motorit dhe makinës së jashtme, gjë që ndihmon në thjeshtimin e dizajnit elektrik AGV.

Kontrolli i lëvizjes me qark të mbyllur

Reagimi i koduesit mundëson kontroll të saktë të shpejtësisë dhe pozicionit të rrotës, gjë që është e rëndësishme për navigimin AGV dhe funksionimin e sinkronizuar të rrotave.

Komunikim fleksibël

Në varësi të konfigurimit, sistemet servo AGV mund të mbështesin metoda komunikimi si CANopen, RS485/Modbus dhe EtherCAT . Këto ndërfaqe përdoren zakonisht për integrimin e akseve servo me kontrollorët AGV.

Konfigurime të shumta mekanike

Kutitë e ingranazheve planetare, ingranazhet me krimba, frenat, strehët e papërshkueshëm nga uji dhe strukturat e shtytësit të shpërndarësit lejojnë që motori të përputhet me arkitektura të ndryshme AGV.

Një platformë për dizajne të ndryshme të disqeve AGV

Servo platforma e integruar e JKONGMOTOR mbulon konfigurime të shumta mekanike dhe kontrolli, duke përfshirë sistemet 24V/48V DC, opsionet e kutisë së marsheve, konfigurimet e frenave, reagimet e koduesit, strehimet me vlerësim IP dhe ndërfaqet Pulse, RS485, CANopen dhe EtherCAT . Faqja e zgjidhjes AGV të kompanisë liston konfigurimet e serive IDC60 dhe IDC80 dhe një gamë fuqie që shtrihet nga 26W në 1000W.

Kjo i lejon prodhuesit AGV të zgjedhin arkitekturën e motorit sipas modelit aktual të automjetit në vend që të përdorin një konfigurim motorik për çdo aplikacion.

Për projektet OEM AGV, çift rrotullimi i motorit, madhësia e rrotave, pesha e automjetit, shpejtësia, voltazhi i baterisë, raporti i kutisë së shpejtësisë, lloji i koduesit, protokolli i komunikimit, vlerësimi i mbrojtjes dhe kërkesat e sigurisë mund të vlerësohen së bashku për të zhvilluar një zgjidhje të përshtatshme të servo drive DC.

Pse Servo Motorët DC me tension të ulët janë kritikë për jetëgjatësinë e baterisë AGV dhe kapacitetin e ngarkesës?

Motori tërheqës konverton energjinë e baterisë në çift rrotullues të rrotës që në fakt lëviz AGV.

Për këtë arsye, efikasiteti i motorit ka një efekt të drejtpërdrejtë në atë se sa energji konsumon automjeti gjatë çdo cikli transporti.

Ndryshe nga një makinë e thjeshtë me qark të hapur, një sistem servo DC me qark të mbyllur monitoron vazhdimisht pozicionin dhe shpejtësinë e motorit përmes reagimeve dhe rregullon daljen sipas gjendjes aktuale të funksionimit.

Kjo është veçanërisht e vlefshme sepse AGV-të rrallë veprojnë me një ngarkesë konstante.

Kushtet tipike të funksionimit të AGV

Një AGV mund të ketë nevojë në mënyrë të përsëritur:

Fillimi → Përshpejtoni → Lundrim → Ngadalësoni → Ndalo → Kthejeni → Kthehu → Rinisni

Çift rrotullues i kërkuar mund të ndryshojë ndjeshëm ndërmjet çdo faze.

Një servo sistem i përzgjedhur siç duhet mund t'i përgjigjet shpejt këtyre kërkesave në ndryshim në vend që të funksionojë me një dalje fikse.

Efikasiteti i baterisë dhe pesha e automjetit janë të lidhura

Një marrëdhënie bazë është:

Energjia elektrike = Tensioni i baterisë × Rryma × Koha e funksionimit

Reduktimi i rrymës së panevojshme mund të zvogëlojë konsumin total të energjisë duke ruajtur çift rrotulluesin e kërkuar të rrotave.

Në të njëjtën kohë, vetë lëvizja kontribuon në masën e automjetit.

Marrëdhënia bazë e ngarkesës është:

Ngarkesa neto e pagesës = Pesha bruto e lejuar e mjetit − Pesha e kufizuar e automjetit

Kjo krijon një mundësi të rëndësishme të projektimit.

Një motor më kompakt, një makinë e integruar ose kuti ingranazhi e optimizuar mund të zvogëlojë peshën e sistemit dhe të çlirojë kapacitet shtesë për ngarkesë.

Pse ka rëndësi integrimi

Një servo motor modern i integruar mund të kombinojë:

Motor + Enkoder + Servo Drive + Elektronikë kontrolli

në një asamble kompakte.

Kjo mund të zvogëlojë:

• Kompleksiteti i instalimeve elektrike

• Hapësira e kabinetit

• Komponentët e diskut të jashtëm

• Koha e instalimit

• Gjurmë e përgjithshme e sistemit të drejtimit

Për modelet e shasisë AGV me hapësirë ​​të kufizuar, këto detaje mund të kenë një efekt domethënës në arkitekturën përfundimtare të automjetit.

Si të bëni Servo motorët me tension të ulët DC zgjasin kohën e funksionimit të baterisë AGV nëpërmjet frenimit me efikasitet të lartë dhe rigjenerues?

Koha e funksionimit të baterisë nuk duhet të vlerësohet vetëm nga fuqia e etiketës së motorit.

Matja më e dobishme është energjia e konsumuar gjatë ciklit real të punës AGV.

Një përafrim praktik është:

Energjia e përdorur e baterisë ≈ Fuqia mesatare e hyrjes DC × Koha e funksionimit

Për shkak se AGV-të vazhdimisht përshpejtohen dhe ngadalësohen, fuqia mesatare mund të ndryshojë ndjeshëm nga fuqia e vlerësuar e motorit.

Funksionim me efikasitet të lartë

Një motor i kontrolluar nga servo mund të rregullojë çift rrotullues sipas kërkesës aktuale.

Gjatë udhëtimit të qëndrueshëm, çift rrotullimi i kërkuar mund të jetë relativisht i ulët.

Gjatë përshpejtimit, sistemi mund të ketë nevojë përkohësisht për çift rrotullues shumë më të lartë.

Ky kontroll dinamik lejon që grupi i lëvizjes të përputhet më mirë me hyrjen elektrike me kërkesën mekanike.

Frenimi rigjenerues

Frenimi rigjenerues siguron një tjetër mekanizëm të mundshëm të kursimit të energjisë.

Gjatë ngadalësimit, motori mund të funksionojë si gjenerator. Në vend që të konvertohet e gjithë energjia kinetike në nxehtësi përmes fërkimit ose një rezistence frenimi, një pjesë e kësaj energjie mund të kthehet në autobusin DC.

Energjia e rikuperuar atëherë mund të jetë:

U kthye në bateri

ose

Përdoret diku tjetër në autobusin DC

në varësi të arkitekturës së sistemit.

Megjithatë, frenimi rigjenerues duhet të projektohet në mënyrë korrekte.

Gjatë ngadalësimit, tensioni i autobusit DC mund të rritet me shpejtësi. Prandaj, sistemi ka nevojë për një metodë të përshtatshme për trajtimin e energjisë së rigjeneruar, duke marrë parasysh pranimin e baterisë, gjendjen e ngarkimit, kufijtë e kontrolluesit, temperaturën dhe frekuencën e frenimit.

Aty ku frenimi rigjenerues jep vlerën më të madhe

Frenimi rigjenerues është veçanërisht i rëndësishëm për AGV-të me të shpeshta:

• Ndalon

• Fillon

• Ndryshimet e drejtimit

• Ngjarjet e ngadalësimit

• Ciklet e shkurtra të transportit

• Lëvizja vertikale ose tatëpjetë

Për këto aplikacione, Wh për cikël të përfunduar është shpesh një KPI më i dobishëm sesa efikasiteti teorik i motorit.

Si e rrit drejtpërdrejt ngarkesën neto të AGV-së, dizajni me densitet të lartë të fuqisë së servove DC?

Kapaciteti i ngarkesës është kryesisht një problem i lëvizjes dhe masës së automjeteve.

AGV duhet të gjenerojë forcë të mjaftueshme tërheqëse për të kapërcyer:

Rezistenca e rrotullimit + Rezistenca e shkallës + Forca e nxitimit + Humbjet e tjera mekanike

Një marrëdhënie e thjeshtuar është:

Çift rrotullimi i rrotës = Forca tërheqëse × Rrezja e rrotës

Kjo është arsyeja pse zgjedhja e motorit nuk mund të ndahet nga diametri i rrotave, raporti i kutisë së marsheve, pesha e automjetit ose kërkesat e përshpejtimit.

Dendësia e çift rrotullues ka më shumë rëndësi sesa vetëm madhësia e motorit

Një motor më i madh mund të sigurojë më shumë çift rrotullues, por gjithashtu shton:

• Pesha

• Vëllimi

• Kostoja

• Ngarkesa termike

• Kërkesa për bateri

Objektivi më i mirë i projektimit është zakonisht densiteti më i lartë i çift rrotullues të përdorshëm.

Me fjalë të tjera:

Performancë më praktike e rrotave nga më pak masë dhe vëllim motorik

Një servo sistem kompakt mund të ndihmojë në arritjen e këtij ekuilibri.

Çifti i fillimit është veçanërisht i rëndësishëm

Një AGV që mban ngarkesën e tij maksimale mund të kërkojë çift rrotullues të konsiderueshëm me shpejtësi shumë të ulët.

Kjo është veçanërisht e vërtetë kur automjeti:

• Fillon nga pushimi

• Mban ngarkesa të rënda

• Ngjitet në rampa

• Përshpejtohet me shpejtësi

• Funksionon në dysheme me rezistencë më të lartë

Për këtë arsye, motori duhet të vlerësohet duke përdorur çift rrotullues të vazhdueshëm dhe çift rrotullues maksimal , jo thjesht fuqinë e tij nominale.

Parametrat kryesorë të sistemit të drejtimit

Qëllimi nuk është thjesht instalimi i motorit më të madh të mundshëm.

Qëllimi është të arrihet shpejtësia e kërkuar, çift rrotullimi, përshpejtimi, aftësia e ngjitjes dhe diferenca termike me peshën më të ulët praktike të sistemit.

Si të zgjidhni të djathtën Sistemi Servo DC me tension të ulët për të përmbushur standardet e sigurisë dhe industrisë AGV të SHBA?

Zgjedhja e një motori vetëm sepse voltazhi i tij nominal përputhet me baterinë nuk është i mjaftueshëm.

Një projekt AGV i SHBA duhet të vlerësojë automjetin e plotë dhe arkitekturën e tij të sigurisë.

Referencat aktuale të industrisë përfshijnë serinë ANSI/A3 R15.08 për robotët e lëvizshëm industrialë dhe ANSI/ITSDF B56.5-2024 për automjetet industriale pa shofer dhe me drejtim automatik.

Në varësi të produktit dhe aplikimit, mund të zbatohen edhe standarde dhe kërkesa të tjera.

Faktorë të rëndësishëm përzgjedhjeje

Pajtueshmëria elektrike

Verifikoni tensionin nominal të baterisë, si dhe tensionin minimal dhe maksimal të funksionimit.

Një sistem baterie nominale 24 VDC ose 48 VDC mund të pësojë ndryshime të konsiderueshme të tensionit gjatë karikimit dhe shkarkimit.

Rryma e pikut

Përshpejtimi dhe kushtet e ngarkesës së rëndë mund të prodhojnë rrymë dukshëm më të lartë se lundrimi normal.

Bateria, instalimet elektrike, kontrolluesi dhe pajisjet mbrojtëse duhet të tolerojnë rrymën e pritur.

Feedback

Koduesi duhet të sigurojë rezolucionin, llojin e reagimit dhe ndërfaqen e komunikimit të kërkuar nga arkitektura e kontrollit.

Funksionet e sigurisë

Ndalimi i urgjencës, reagimi i defektit, sjellja e frenimit, heqja e çift rrotullues dhe kontrollet e lidhura me sigurinë duhet të vlerësohen si pjesë e sistemit të plotë AGV.

Mbrojtja e mjedisit

Motori duhet të përputhet me mjedisin real, duke përfshirë:

• Pluhuri

• Lagështia

• Temperatura

• Shoku

• Dridhja

• Ekspozimi i hyrjes

Integrimi mekanik

Kontrollo:

• Dimensionet e montimit

• Konfigurimi i boshtit

• Ndërfaqja e kutisë së shpejtësisë

• Lidhja e rrotave

• Drejtimi i kabllove

• Hapësira e disponueshme e shasisë

Një dallim kritik

Pajtueshmëria e motorit nuk është e njëjtë me pajtueshmërinë e sistemit AGV.

Makina e plotë duhet të projektohet, të vlerësohet rreziku, të ruhet dhe të vërtetohet sipas kërkesave të zbatueshme për përdorimin e saj të synuar.

Si mund OEM-të dhe operatorët e flotës të përmirësojnë disqet e vjetër AGV në Sisteme Servo DC me tension të ulët?

Përmirësimi i një AGV ekzistues nga një makinë e trashëguar në një arkitekturë servo duhet të fillojë me të dhënat operative , jo me supozime.

Një vlerësim praktik i rinovimit duhet të regjistrojë:

Arkitektura tipike e rinovimit

Një sistem tërheqës i modernizuar mund të duket si ky:

Bateria → Mbrojtja DC → Servo Drive → Servo Motori DC → Kuti ingranazhi → Rrota lëvizëse

Enkoderi kthen informacionin e funksionimit te kontrolluesi.

Sistemi i kontrollit AGV më pas menaxhon komanda të tilla si:

Shpejtësia → Drejtimi → Përshpejtimi → Ngadalësimi → Përgjigjja e gabimit

Komunikimi industrial mund të integrohet gjithashtu përmes ndërfaqeve të tilla si CANopen, EtherCAT, RS-485/Modbus , ose një protokoll tjetër të mbështetur.

Një rinovim në faza mund të zvogëlojë rrezikun

Një qasje praktike është që së pari të vërtetohet një modul tërheqës.

Prototipi më pas mund të vlerësohet për:

Konsumi aktual

Nxitimi

Frenimi

Performanca termike

Operacioni me ngarkesë të plotë

Koha e funksionimit të baterisë

Besueshmëria e komunikimit

Sjellja e gabuar

Pasi rezultatet e matura të përmbushin objektivin e projektimit, e njëjta arkitekturë mund të shpërndahet nëpër automjete shtesë.

Si e parandalon menaxhimi i lartë termik në servo DC degradimin e parakohshëm të baterisë AGV?

Menaxhimi termik shpesh nënvlerësohet kur krahasohen motorët AGV.

Një motor që i afrohet në mënyrë të përsëritur kufirit të tij termik mund të prodhojë humbje më të mëdha elektrike dhe të transferojë nxehtësi shtesë në sistemin e lëvizjes përreth.

Rezultati mund të jetë një reaksion zinxhir:

Humbje më të larta → Më shumë nxehtësi → Temperatura më e lartë → stres më i madh në komponentë

Temperatura e baterisë gjithashtu ka rëndësi.

Vlakja e baterisë litium-jon ndikohet nga temperatura, gjendja e karikimit, kushtet e karikimit dhe profili i funksionimit. Temperaturat e ngritura mund të përshpejtojnë degradimin në shumë kushte operimi.

Kjo do të thotë se efikasiteti i sistemit të drejtimit nuk ka të bëjë vetëm me kursimin e energjisë elektrike.

Mund të ndihmojë gjithashtu në kontrollin e mjedisit termik që rrethon baterinë dhe elektronikën.

Burimet kryesore të nxehtësisë në një sistem lëvizës AGV

Ngarkesa e përgjithshme termike mund të vijë nga:

• Humbjet e bakrit

• Humbjet e hekurit

• Fërkimi i kushinetave

• Humbjet e komutimit të komanduesit

• Humbjet e kutisë së shpejtësisë

• Humbjet e gomave dhe rrotullimit

Prandaj, një motor me madhësinë e duhur duhet të zgjidhet sipas kërkesave të punës së vazhdueshme , jo vetëm performancës maksimale afatshkurtër.

Dizajni termik duhet të marrë parasysh të gjithë sistemin

Variablat e rëndësishëm përfshijnë:

Temperatura e ambientit

Cikli i detyrës

Frekuenca e ngarkesës maksimale

Çift rrotullues i vazhdueshëm

Montimi i motorit

Dizajni i rrethimit

Rrjedha e ajrit

Transferimi i nxehtësisë në shasi

Objektivi është një temperaturë e qëndrueshme operimi në të gjithë sistemin e tërheqjes.

Cili është reduktimi i matshëm i ROI dhe TCO i vendosjes së servove DC me tension të ulët në magazinat e SHBA?

Vlera financiare e një përmirësimi të servo duhet të matet nga të dhënat aktuale të flotës.

Një çmim i thjeshtë i blerjes së motorit nuk përfaqëson koston e vërtetë të pronësisë.

Një model praktik AGV TCO

TCO = Hardware + Energji + Mirëmbajtje + Kohë joaktive + Bateri + Ndërrim + Infrastruktura e Karikimit

Një sistem servo DC me tension të ulët mund të ndikojë në disa nga këto variabla njëkohësisht.

Konsumi i energjisë

Masa:

kWh për orë pune

Por një KPI operacionale edhe më e fortë është:

Wh për cikël transporti të përfunduar

Kjo lejon që teknologjitë e ndryshme të drejtimit të krahasohen në të njëjtën rrugë dhe kushte të ngarkesës.

Përdorimi i baterisë

Konsumi më i ulët i energjisë mund të rrisë kohën e përdorshme të funksionimit ndërmjet cikleve të karikimit, në varësi të:

• Kimia e baterisë

• Strategjia e tarifimit

• Ngarkesa

• Distanca e udhëtimit

• Mjedisi operativ

• Cikli i detyrës

Mirëmbajtja

Disqet me qark të mbyllur mund të ofrojnë të dhëna shtesë diagnostikuese.

Në varësi të sistemit, ekipet e mirëmbajtjes mund të monitorojnë:

Defektet e koduesit

Mbirryma

Temperatura e tepërt

Defektet e komunikimit

Gjendja e motorit

Drejtoni alarmet

Diagnostifikimi më i mirë mund të ndihmojë në uljen e kohës së zgjidhjes së problemeve.

Koha e ndërprerjes

Për magazinat e automatizuara, koha e ndërprerjes mund të ketë një ndikim më të madh financiar sesa vetë çmimi i blerjes së motorit.

Një sistem tërheqës që është më i lehtë për t'u diagnostikuar, zëvendësuar dhe ruajtur mund të japë vlerë përtej kostos fillestare të harduerit.

Produktiviteti i ngarkesës

Ngarkesa duhet të matet krahas konsumit të energjisë.

Në vend që të pyesni vetëm:

'Sa kilogramë mund të mbajë AGV?'

Një metrikë operacionale më e dobishme mund të jetë:

'Sa kilogramë mund të transportojë AGV për karikim të baterisë?'

KPI të tjera të dobishme përfshijnë:

kg i transportuar në orë pune

misionet e përfunduara për tarifë

Wh për ton-kilometër

tarifimi i ngjarjeve për ndërrim

Këto metrika u japin operatorëve të flotës një pasqyrë më të qartë të produktivitetit real të motorit.

Si të përmirësoni jetëgjatësinë e baterisë AGV dhe kapacitetin e ngarkesës duke përdorur servo motorët DC me tension të ulët: Një studim rasti i ridizajnimit AMR 1,5 ton

Ky projekt i ridizajnimit u fokusua në një AGV latente / AMR zhytëse me ngarkesë të rëndë 1,5 ton të zhvilluar nga një prodhues evropian i automatizimit intralogistik.

Klienti u përball me tre probleme praktike:

Pesha e rëndë e shasisë po zvogëlonte kapacitetin efektiv të ngarkesës.

Koha e funksionimit të baterisë ishte nën objektivin e dëshiruar të funksionimit 8-orësh.

Hapësira e kufizuar e shasisë dhe instalimet elektrike të tepërta po e bënin integrimin elektrik gjithnjë e më të vështirë.

Zgjidhja ishte zëvendësimi i arkitekturës konvencionale të ndarë me motor-dhe-drive me dyfish Servo motorë DC të integruara me tension të ulët 48 V , duke kombinuar motorin dhe elektronikën e makinës në module kompakte me rrota me komunikim CANopen/EtherCAT.

Rezultatet e ridizajnimit

Rezultati kryesor: AGV i ridizajnuar zvogëloi masën e motorit me 7,3 kg , rriti qëndrueshmërinë e funksionimit nga 7,5 në 10,2 orë dhe rriti ngarkesën efektive nga 1,000 kg në 1,250 kg duke përdorur të njëjtën paketë bateri litium 48V/100Ah.

Dizajni origjinal AGV dhe kufizimet e tij

Automjeti origjinal përdorte një arkitekturë konvencionale të ndarë me motor-shofer.

Motorët u montuan pranë rrotave lëvizëse, ndërsa servo disqet u instaluan veçmas brenda ndarjes kryesore elektrike.

Kjo arkitekturë krijoi disa sfida në një AMR kompakte të rëndë.

1. Pesha e tepërt e mjetit

Pesha e kombinuar e dy motorëve, servo disqeve të jashtme, parzmoreve të kabllove, lidhësve, mbrojtjes dhe komponentëve të montimit arriti afërsisht 18,5 kg.

Për një automjet me një kufi fiks të peshës bruto, kjo masë shtesë zvogëloi drejtpërdrejt sasinë e ngarkesës që AGV mund të transportonte ligjërisht dhe mekanikisht.

2. Kabllo të gjatë me rrymë të lartë

Arkitektura e veçantë e makinës kërkonte kabllo motorike me rrymë të lartë për të udhëtuar midis mbylljes elektrike qendrore dhe montimeve të lëvizjes me rrota.

Në një AMR kompakte, këto kabllo konsumojnë hapësirë ​​të vlefshme instalimi dhe ndërlikojnë rrugëzimin.

Ata gjithashtu mund të sjellin humbje shtesë elektrike përmes rezistencës së kabllove.

3. Hapësirë ​​e brendshme e kufizuar

Dy servo drives të jashtëm kërkonin hapësirë ​​të dedikuar për montim të kabinetit dhe DIN-rail.

Kjo zvogëloi dhomën e disponueshme për:

Komponentët e baterisë

PLC dhe I/O

Pajisjet e sigurisë

Pajisjet e komunikimit

Komponentët e menaxhimit termik

Qasja në shërbim

4. Koha e funksionimit të baterisë nën objektivin

Sistemi origjinal arriti afërsisht 7,5 orë funksionim duke përdorur një paketë baterie litium 48V/100Ah.

Për një automjet të rëndë që pritet të mbështesë operacionet e zgjeruara të magazinës, kjo la pak diferencë operative.

Zgjidhja e integruar servo 48V DC

Për të adresuar tre problemet në të njëjtën kohë, klienti zëvendësoi sistemin e split drive me dy Servo motorë DC të integruara me tension të ulët 48V.

Arkitektura e re integron elektronikën e motorit dhe makinës direkt në modulin e lëvizjes me rrota.

Arkitekturë e re e trajnimit

Bateri 48 V

↓

Kontrolluesi kryesor AGV / PLC

↓

Autobusi i komunikimit CANopen / EtherCAT

↓

Servo motorë të dyfishtë 48V të integruar DC

↓

Rrotat e drejtimit

Kjo zvogëlon ndjeshëm sasinë e pajisjeve të instaluara në kabinetin qendror elektrik.

Zgjidhja e re gjithashtu mbështet çift rrotullues të mbingarkesës së pikut të lartë , kontrollin e qarkut të mbyllur dhe komunikimin e bazuar në autobus.

Si e rriti jetën e baterisë sistemi i integruar i servo DC

Përmirësimi i kohës së funksionimit të baterisë erdhi nga disa ndryshime inxhinierike dhe jo nga zmadhimi i baterisë.

Humbjet e reduktuara të kabllove

Në sistemin origjinal, kabllot e motorit me rrymë të lartë lidhnin elektronikën qendrore të makinës me motorët tërheqës.

Humbja e energjisë elektrike në një përcjellës mund të përafrohet duke përdorur:

P = I²R

ku:

• P = humbje e fuqisë

• I = rrymë

• R = rezistenca e kabllit

Duke lëvizur elektronikën e makinës drejtpërdrejt në montimin e motorit, lidhja me rrymë të lartë bëhet jashtëzakonisht e shkurtër.

Në këtë projekt, distanca e telit të fazës nga shoferi në motor u reduktua në nën 5 cm.

Rezultati ishte një reduktim i konsiderueshëm i humbjeve të lidhura me kabllot dhe një arkitekturë më e pastër e energjisë.

Kërkesa aktuale e reduktuar e funksionimit 48 V

Ridizajni gjithashtu migroi arkitekturën e fuqisë AGV nga 24V në 48V DC.

Për të njëjtën fuqi mekanike dalëse:

I = P / U

Rritja e tensionit të sistemit zvogëlon rrymën e nevojshme për një nivel të caktuar fuqie.

Rryma e ulët mund të lejojë:

Prerje më të vogla të kabllove

Humbje më të ulëta të rezistencës

Ngrohja e reduktuar e kabllove

Tela më kompakte

Kjo është veçanërisht e dobishme në pajisjet celulare me fuqi të lartë, ku kalimet e gjata të kabllove mund të bëhen një pjesë e rëndësishme e dizajnit elektrik.

Frenimi rigjenerues

Servo kontrolluesit e integruar gjithashtu optimizuan frenimin rigjenerues.

Gjatë ngadalësimit ose lëvizjes në zbritje, motorët tërheqës mund të funksionojnë si gjeneratorë.

Në vend që të shpërndajë të gjithë energjinë kinetike të disponueshme si nxehtësi, sistemi e ridrejton energjinë e rikuperueshme drejt autobusit 48V DC dhe sistemit të baterisë , subjekt i pranimit të baterisë dhe kufijve të kontrolluesit.

Kjo bëhet veçanërisht e vlefshme në AGV-të e rënda, sepse një automjet 1.5 ton bart energji të konsiderueshme kinetike gjatë lëvizjes.

Sa më shpesh që automjeti të përshpejtohet dhe ngadalësohet, aq më i rëndësishëm bëhet rikuperimi i energjisë rigjeneruese.

Kontrolli i vektorit FOC

Sistemi i integruar servo përdor kontrollin e orientuar në terren (FOC) për të rregulluar rrymën dhe çift rrotullues të motorit.

Duke kontrolluar më saktë fushën magnetike të motorit dhe rrymën që prodhon çift rrotullues, sistemi mund të funksionojë më afër pikës së ngarkesës së kërkuar.

Objektivat praktike janë:

Prodhim i qëndrueshëm i çift rrotullues

Shfrytëzimi efikas i rrymës

Ulja e ngrohjes së panevojshme

Përshpejtim dhe ngadalësim i qetë

Kontroll i përmirësuar i shpejtësisë së ulët

Për një AMR të rëndë që funksionon vazhdimisht në ndërrime të shumta, këto karakteristika mund të ndikojnë si në konsumin e energjisë ashtu edhe në stabilitetin termik.

Përmirësimet kryesore teknike dhe të dhënat e ROI

Zhytje e thellë inxhinierike: Si Servos DC të integruar zgjidhin sfidën e dyfishtë

1. Rritja e jetëgjatësisë së baterisë

• Eliminimi i humbjes së bakrit të kabllove: Dizenjot tradicionale të AGV i drejtojnë kabllot e fazës me rrymë të lartë nga kutitë e kontrollit qendror deri te rrotat lëvizëse. Servot DC të integruara me tension të ulët bashkojnë drejtuesin direkt në pjesën e pasme të koduesit të motorit, duke shkurtuar distancën e telit të fazës nën 5 cm.
• Optimizimi i frenimit rigjenerues: Kontrollorët e integruar kapin energjinë kinetike gjatë ngadalësimit dhe lëvizjeve të pjerrësisë në zbritje, duke ushqyer rrymën DC direkt në paketën e baterisë 48 V.
• Kontrolli vektorial FOC me efikasitet të lartë: Algoritmet e optimizuara të kontrollit të orientuar në terren mbajnë temperaturat e funksionimit të ulëta nën ngarkesë të vazhdueshme, duke ruajtur tërheqjen e rrymës në ciklet optimale të punës.

2. Rritja e kapacitetit të ngarkesës

• Reduktimi i peshës së shasisë: Eliminimi i mbylljeve të jashtme të shoferit, kabllove të rënda mbrojtëse dhe montimeve në shina DIN çliron gati 7,3 kg peshë të vdekur. Çdo kilogram i kursyer në masën e shasisë përkthehet drejtpërdrejt në shkallë më të lartë të ngarkesës.
• Kapaciteti i çift rrotullues i mbingarkesës së lartë: Servos DC të integruar me tension të ulët trajtojnë deri në 3X çift rrotullues të vlerësuar gjatë përshpejtimit fillestar me ngarkesë të rëndë dhe ngjitjes në rampë (deri në 5° pjerrësi), duke parandaluar gabimet e bllokimit pa pasur nevojë për motorë të mëdhenj.

3. Hapat e zbatimit

1. Migrimi i Sistemit të Energjisë: Përmirësoni autobusin e sistemit nga 24V në 48V DC. Tensioni më i lartë redukton rrymën e përgjithshme të funksionimit ( I = P/U ), duke ulur kërkesat për prerje tërthore të kabllove dhe shpërndarjen termike.

2. Modularizimi mekanik i modulit të drejtimit: Montoni servo të dyfishtë DC të integruara 48V drejtpërdrejt në rrotat e drejtimit diferencial ose në montimet e kastorit të drejtimit.

3. Topologjia e autobusit të komunikimit: Lidhni një kabllo të vetme të mbrojtur me zinxhir CANopen/EtherCAT midis kontrolluesit kryesor AGV PLC dhe të dy motorëve të integruar, duke zëvendësuar mbi 16 tela kontrolli diskrete.

Rezultatet e matura para dhe pas

Ridizajnimi prodhoi përmirësime të matshme në të gjithë treguesit kryesorë të performancës AGV , duke përfshirë peshën e motorit, hapësirën e brendshme, efikasitetin, qëndrueshmërinë e baterisë dhe kapacitetin e ngarkesës.

Rezultati i përgjithshëm: Duke integruar servo disqet DC direkt në modulet e rrotave, AGV arriti peshë më të ulët të sistemit të drejtimit, kërkesa të reduktuara për hapësirën e brendshme, efikasitet më të lartë të sistemit, qëndrueshmëri më të gjatë të baterisë dhe kapacitet më të madh të ngarkesës efektive.

Këto rezultate tregojnë se ridizajnimi përmirësoi performancën e baterisë dhe aftësinë e ngarkesës në të njëjtën kohë përmes një kombinimi të integrimit të sistemit të drejtimit, uljes së humbjeve të instalimeve elektrike, përmirësimit të kontrollit të motorit dhe masës më të ulët të automjetit.

Komentet e klientit

'Duke kaluar në servo motorët e integruar DC me tension të ulët 48V, ne e shkurtuam kohën tonë të montimit të AGV me 40% për shkak të rrugëzimit të thjeshtuar të parzmores. Më e rëndësishmja, klientët tanë arritën mbulim të plotë operacional me 3 ndërrime (24 orë) me vetëm dy tarifa të shkurtra mundësish në ditë.'

- Shef i R&D, Industrial AMR Solutions

Çfarë demonstron ky ridizajn AMR 1.5-ton

Ky projekt nxjerr në pah disa mësime të rëndësishme për prodhuesit e AGV dhe AMR të rënda.

Jetëgjatësia e baterisë është një problem i sistemit të makinës

Rritja e kapacitetit të baterisë nuk është mënyra e vetme për të arritur një kohë më të gjatë funksionimi.

Reduktimi i humbjeve elektrike, përmirësimi i kontrollit të motorit, rikuperimi i energjisë së frenimit dhe zvogëlimi i masës së automjetit mund të kontribuojnë në qëndrueshmëri më të madhe të përdorshme.

Ngarkesa ndikohet nga çdo kilogram i masës së automjetit

Motori, disku, kabineti, pajisjet e montimit dhe pesha e kabllit konsumojnë të gjithë një pjesë të buxhetit të peshës totale të automjetit.

Prandaj, një arkitekturë tërheqëse më e integruar mund të krijojë kapacitet shtesë të ngarkesës pa rritur thjesht madhësinë e motorit.

Arkitektura 48V bëhet gjithnjë e më tërheqëse ndërsa fuqia rritet

Tensioni më i lartë i sistemit mund të zvogëlojë rrymën për një kërkesë të caktuar të energjisë, duke ndihmuar prodhuesit e AGV të menaxhojnë madhësinë e kabllove, humbjet rezistente dhe ngarkimin termik.

Arkitektura e integruar servo thjeshton AMR-të kompakte

Kombinimi i motorit dhe makinës në një modul mund të eliminojë kabinetet e jashtme të makinës dhe të shkurtojë instalimet elektrike me rrymë të lartë.

Kjo mund të përmirësojë paketimin mekanik dhe efikasitetin e montimit.

Çift rrotullues maksimal është kritik për automjetet e rënda

Një AGV 1.5 ton ka nevojë për më shumë se çift rrotullues të mjaftueshëm për të lundruar.

Ai gjithashtu duhet të përshpejtohet nga pushimi, të mbajë ngarkesën maksimale, të ngjitet në rampat dhe të trajtojë mbingarkesat me kohëzgjatje të shkurtër.

Kjo e bën aftësinë maksimale të çift rrotullues dhe performancën e mbingarkesës në kritere të rëndësishme përzgjedhjeje.

Përmbledhja e rezultateve përfundimtare

Për AGV dhe AMR me ngarkesë të rëndë, një arkitekturë servo e integruar e tensionit të ulët DC mund të sigurojë një rrugë praktike drejt ngarkesës më të lartë, kohë më të gjatë funksionimi, instalime elektrike më të pastër dhe integrim më kompakt të sistemit të tërheqjes kur motori përputhet saktë me ciklin real të punës së automjetit.

Si i afrohemi Dizajni i Servo Motorit DC me tension të ulët për AGV

Për prodhuesit OEM AGV, një motor standard nuk është gjithmonë i mjaftueshëm.

AGV të ndryshme mund të kenë kërkesa krejtësisht të ndryshme për:

ngarkesë

Diametri i rrotës

Pesha e mjetit

Shpejtësia e udhëtimit

Nxitimi

Pjerrësia

Tensioni i baterisë

Cikli i detyrës

Protokolli i kontrollit

Kushtet mjedisore

Prandaj, motori, kutia e shpejtësisë, koduesi, kontrolluesi dhe rrota duhet të konsiderohen si një sistem tërheqës i integruar.

Marrja përfundimtare për OEM-të AGV

Përmirësimi i jetëgjatësisë së baterisë AGV dhe kapaciteti i ngarkesës nuk është thjesht një çështje e instalimit të një baterie më të madhe ose një motori me fuqi më të lartë.

Qasja më efektive është të optimizoni të gjithë sistemin e tërheqjes.

Një servo motor DC me tension të ulët i projektuar siç duhet mund të kontribuojë përmes:

Funksionim me efikasitet të lartë

Çift rrotullues me qark të mbyllur dhe kontrolli i shpejtësisë

Frenimi rigjenerues

Dendësia e lartë e çift rrotullues

Integrim kompakt

Performanca e përmirësuar termike

Diagnostifikim më i mirë

Kur këto karakteristika përputhen saktë me kutinë e shpejtësisë, timonin, baterinë, kontrolluesin dhe ciklin e punës AGV, rezultati mund të jetë përmirësime të matshme në:

Koha e funksionimit të baterisë + Përdorimi i ngarkesës + Efikasiteti i energjisë + Stabiliteti termik + produktiviteti i flotës

Për OEM-të dhe operatorët e magazinës, pyetja më kuptimplote nuk është kështu thjesht 'Cili motor ka më shumë fuqi?'

Një pyetje më e mirë është:

'Cili mjet lëvizës mund të sigurojë çift rrotulluesin e kërkuar të rrotave dhe performancën e lëvizjes duke përdorur energjinë, peshën, hapësirën dhe mirëmbajtjen më pak praktike?'

Kjo qasje në nivel sistemi ofron një bazë më të fortë për dizajnimin e platformave tërheqëse AGV efikase, të besueshme dhe të shkallëzueshme.