Làm cách nào để chọn Động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp phù hợp cho AGV và AMR siêu nhỏ gọn?

siêu nhỏ gọn AGV và AMR đang thay đổi cách thiết kế robot di động cho nhà kho, nhà máy, bệnh viện, cơ sở bán lẻ, phòng thí nghiệm và các môi trường có không gian hạn chế khác. Không giống như các robot di động tự động thông thường có nhiều chỗ cho động cơ, hộp số, ổ đĩa ngoài, hệ thống dây điện và thiết bị điện tử điều khiển, các nền tảng siêu nhỏ gọn phải cung cấp các chức năng chuyển động thiết yếu tương tự bên trong vỏ cơ khí nhỏ hơn nhiều.

Điều đó làm cho hệ thống truyền động trở nên đặc biệt quan trọng.

Đối với nhiều rô-bốt di động nhỏ gọn, người ta động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp có thể kết hợp động cơ, thiết bị điện tử truyền động, hệ thống phản hồi và bánh xe thành một cụm nhỏ gọn duy nhất. Thay vì thiết kế hệ thống truyền động xung quanh một số bộ phận riêng biệt, chúng ta có thể xây dựng hệ thống chuyển động xung quanh mô-đun truyền động tích hợp bánh xe.

Nhưng việc lựa chọn động cơ servo trung tâm phù hợp không chỉ đơn giản là chọn động cơ nhỏ nhất phù hợp.

Chúng ta cần xem xét đường kính bánh xe, mô-men xoắn định mức, mô-men xoắn cực đại, trọng lượng xe, tải trọng, khả năng tăng tốc, tốc độ vận hành, điện áp ắc quy, giao thức điều khiển, độ chính xác phản hồi, hiệu suất nhiệt, mức bảo vệ, lắp đặt cơ khí, yêu cầu phanh và chu kỳ làm việc.

Hướng dẫn này giải thích các yếu tố lựa chọn chính cho AGV và AMR siêu nhỏ gọn, đồng thời chỉ ra cách đánh giá động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp từ góc độ thiết kế hệ thống thực tế.

AGV và AMR siêu nhỏ gọn là gì?

AGV và AMR siêu nhỏ gọn là các robot di động tự động được thiết kế để hoạt động ở những nơi mà nền tảng di động thông thường gặp khó khăn trong việc lắp đặt.

Các ứng dụng điển hình bao gồm:

• Robot vận chuyển kho nhỏ

• Robot lấy hàng từ kệ đến người

• Robot giao hàng bệnh viện

• Sàn vận chuyển phòng thí nghiệm

• Robot kiểm kê bán lẻ

• Robot kiểm tra nhỏ gọn

• Robot xử lý vật liệu tại nhà máy

• Xe đẩy tự động

• AMR dưới giá

• Robot di động lối đi hẹp

• Robot vận chuyển bưu kiện nhỏ

• Nền tảng di động hợp tác

Đặc điểm xác định không chỉ đơn giản là kích thước tổng thể của robot. Hệ thống truyền động cũng phải phù hợp với không gian cơ học bị hạn chế cao.

Ví dụ: một AMR nhỏ gọn có thể cần đặt các bánh dẫn động bên trong khung xe trong khi vẫn chừa đủ thể tích bên trong cho pin, bộ điều khiển, cảm biến, thiết bị điện tử liên lạc, cơ cấu nâng và tải trọng.

Mỗi milimet đều quan trọng.

Kiến trúc truyền thống với động cơ, hộp số, bộ mã hóa, bộ truyền động servo bên ngoài, phanh và bộ dây lớn có thể tiêu tốn không gian đáng kể. Đây là một lý do khiến động cơ servo trung tâm tích hợp trở nên hấp dẫn đối với robot di động nhỏ gọn.

Chuyển động động cơ servo tùy chỉnh của Jkongmotor

Nhà cung cấp giải pháp động cơ servo DC tích hợp một cửa

Tại sao động cơ servo không chổi than tích hợp lại phù hợp với robot di động nhỏ gọn

nhỏ gọn AGV và AMR có yêu cầu về hệ thống truyền động rất khác so với các phương tiện tự hành lớn hơn. Khi robot cần hoạt động trong các lối đi hẹp, dưới giá đỡ, xung quanh con người hoặc bên trong vỏ khung giới hạn, mọi bộ phận đều phải cung cấp chức năng hữu ích mà không tiêu tốn không gian không cần thiết.

Đây là lúc động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp có thể mang lại lợi thế thiết thực.

Thay vì sử dụng động cơ không chổi than, hộp số, bánh xe, bộ mã hóa và bộ truyền động servo bên ngoài riêng biệt, động cơ servo trung tâm tích hợp có thể kết hợp một số chức năng này thành một mô-đun truyền động nhỏ gọn. Kiến trúc này có thể đơn giản hóa việc tích hợp cơ học đồng thời giảm hệ thống dây điện và giải phóng không gian bên trong có giá trị cho pin, bộ điều khiển, cảm biến, cơ cấu nâng và tải trọng.

Động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp là gì?

Động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp là cụm dẫn động bánh xe được chế tạo xung quanh động cơ DC không chổi than có điều khiển vòng kín . Tùy thuộc vào thiết kế, mô-đun động cơ có thể tích hợp bánh xe, hộp số, bộ mã hóa, bộ điều khiển, giao diện liên lạc, phanh và chức năng bảo vệ.

Động cơ được lắp trực tiếp tại vị trí bánh xe, giúp hệ thống truyền động trở thành một bộ phận nhỏ gọn hơn của khung xe.

Một hệ thống servo trung tâm tích hợp điển hình có thể bao gồm:

• Động cơ DC không chổi than

• Bộ điều khiển servo

• Phản hồi của bộ mã hóa

• Bánh xe

• Giảm tốc bánh răng

• Giao tiếp CAN hoặc CANopen

• RS485 hoặc các giao diện điều khiển khác

• Bảo vệ quá dòng

• Bảo vệ quá nhiệt

• Phanh điện từ tùy chọn

Cấu hình chính xác phụ thuộc vào yêu cầu của robot, nhưng ý tưởng cơ bản vẫn giữ nguyên: đưa thêm chức năng hệ thống truyền động vào chính mô-đun bánh xe.

Tại sao Robot di động nhỏ gọn cần kiến ​​trúc ổ đĩa khác

Hệ thống truyền động robot di động thông thường có thể sử dụng một động cơ gắn bên trong khung xe và được kết nối với hộp số và bánh xe thông qua các bộ phận truyền động cơ khí.

Kiến trúc này có thể hoạt động tốt khi robot có đủ không gian bên trong.

AMR siêu nhỏ gọn thường không có.

Khung xe có thể cần phải chứa:

• Bộ pin

• Bảng điều khiển chính

• LiDAR

• Máy ảnh

• Cảm biến an toàn

• Thiết bị truyền thông không dây

• Cơ chế nâng

• Khoang tải trọng

• Phần cứng sạc

• Bộ điều khiển động cơ

• Linh kiện phân phối điện

Nếu hệ thống truyền động chiếm nhiều không gian bên trong thì thể tích khả dụng cho các hệ thống khác sẽ giảm.

Một động cơ servo trung tâm tích hợp thay đổi sự sắp xếp này bằng cách di chuyển phần lớn chức năng truyền động về phía bánh xe.

Điều đó có thể làm cho kiến ​​trúc tổng thể của xe trở nên linh hoạt hơn.

1. Thiết kế cơ khí nhỏ gọn

Lợi ích rõ ràng nhất là hiệu quả về không gian.

Các hệ thống truyền thống có thể yêu cầu các vị trí lắp đặt riêng cho động cơ, hộp số, bộ mã hóa và thiết bị điện tử truyền động.

Một động cơ trung tâm tích hợp có thể kết hợp các chức năng này thành một cụm duy nhất.

Đối với một AMR nhỏ, điều này có thể đơn giản hóa thiết kế cơ khí và giảm lượng không gian cần thiết xung quanh bánh lái.

Điều này đặc biệt hữu ích khi robot có:

• Chiều cao khung gầm thấp

• Thân hình hẹp

• Chiều rộng bên trong hạn chế

• Chiều dài cơ sở nhỏ

• Ngăn điện tử nhỏ gọn

Trong các ứng dụng này, việc tiết kiệm ngay cả một lượng không gian cơ học tương đối nhỏ cũng có thể tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa đối với thiết kế robot cuối cùng.

2. Giảm hệ thống dây điện bên ngoài

Đi dây thường là một phần bị đánh giá thấp trong thiết kế robot di động.

Với kiến ​​trúc thông thường, động cơ, bộ mã hóa và ổ đĩa ngoài có thể yêu cầu cáp nguồn và cáp tín hiệu riêng biệt. Các dây cáp này phải được định tuyến thông qua một máy chuyển động thường xuyên chịu rung động, tăng tốc, chuyển động lái và nhiễu cơ học.

Động cơ servo tích hợp có thể giảm số lượng kết nối bên ngoài cần thiết xung quanh bánh xe.

Tùy thuộc vào kiến ​​trúc, giao diện bên ngoài có thể được đơn giản hóa thành:

• nguồn điện một chiều

• Giao tiếp

• Tín hiệu điều khiển hoặc I/O

Điều này có thể giúp việc định tuyến cáp gọn gàng hơn và giảm số lượng linh kiện cần lắp đặt bên trong khung máy.

Đối với các AMR nhỏ gọn, ít cáp hơn cũng có thể giúp việc lắp ráp và bảo trì dễ dàng hơn.

3. Thêm không gian bên trong cho pin và tải trọng

Đối với robot di động, không gian bên trong có giá trị chức năng trực tiếp.

Cấu trúc hệ thống truyền động nhỏ hơn có thể giải phóng không gian cho pin lớn hơn, cảm biến bổ sung hoặc tải trọng lớn hơn.

Điều này tạo ra một mối quan hệ thiết kế quan trọng:

Dấu chân của hệ thống truyền động nhỏ hơn → khối lượng khung gầm có thể sử dụng nhiều hơn → tính linh hoạt của việc đóng gói lớn hơn

Ví dụ: nhà sản xuất AMR có thể sử dụng không gian bổ sung để tăng dung lượng pin thay vì tăng kích thước bên ngoài của robot.

Nhà sản xuất khác có thể sử dụng cùng một không gian để mở rộng khoang chứa hàng.

Việc sử dụng tốt nhất phụ thuộc vào ứng dụng của robot.

4. Điều khiển chuyển động vòng kín

Động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp không chỉ đơn giản là một bánh xe có động cơ.

Kiến trúc servo cung cấp khả năng điều khiển chuyển động dựa trên phản hồi.

Bộ mã hóa liên tục cung cấp thông tin chuyển động đến bộ điều khiển, cho phép hệ thống điều chỉnh tốc độ và vị trí chính xác hơn hệ thống động cơ vòng hở.

Điều này rất quan trọng đối với AMR vì chuyển động chính xác của bánh xe ảnh hưởng đến:

• Du lịch theo đường thẳng

• Độ chính xác quay

• Lắp ghép

• Định vị

• Đường dẫn sau

• Đồng bộ hóa bánh xe

• Chuyển động tốc độ thấp

Đối với AMR dẫn động vi sai, mối quan hệ giữa bánh trái và bánh phải là đặc biệt quan trọng.

Nếu một bánh xe liên tục quay nhanh hơn bánh kia, robot có thể dần dần đi chệch khỏi quỹ đạo dự định.

Điều khiển vòng kín giúp bù đắp cho sự thay đổi về tải, ma sát và điều kiện vận hành.

5. Kiểm soát tốc độ thấp tốt hơn

Robot di động nhỏ gọn thường hoạt động ở tốc độ tương đối thấp.

Robot kho hàng có thể di chuyển chậm khi đến gần giá đỡ. Robot giao hàng tại bệnh viện có thể cần chuyển động trơn tru xung quanh con người. Robot kiểm tra nhỏ gọn có thể yêu cầu chuyển động có kiểm soát khi định vị gần thiết bị.

Động cơ servo được cấu hình phù hợp có thể cung cấp khả năng điều chỉnh tốc độ ổn định trong phạm vi hoạt động của robot.

Điều này có thể đặc biệt có giá trị trong thời gian:

• Lắp ghép

• Chỉnh sửa vị trí

• Quay

• Di chuyển lối đi hẹp

• tránh chướng ngại vật

• Cách tiếp cận ga

• Căn chỉnh tải trọng

Mục tiêu không chỉ đơn giản là RPM cao.

Mục tiêu là có thể dự đoán được hành vi của bánh xe trong toàn bộ phạm vi hoạt động.

6. Phối hợp nhiều bánh đơn giản

Nhiều AMR sử dụng hai hoặc nhiều bánh dẫn động được điều khiển độc lập.

Với các mô-đun servo tích hợp, mỗi bánh xe có thể có phản hồi và điều khiển động cơ cục bộ riêng.

Sau đó, bộ điều khiển robot trung tâm có thể điều phối các mô-đun truyền động riêng lẻ thông qua mạng truyền thông công nghiệp.

Tùy thuộc vào hệ thống, điều này có thể sử dụng:

• CÓ THỂ

• CANopen

• RS485

• Modbus

• EtherCAT

Kiến trúc phân tán này có thể làm giảm nhu cầu nối dây điều khiển động cơ riêng lẻ dài.

Nó cũng có thể làm cho hệ thống truyền động trở nên mô-đun hơn.

Nhà sản xuất robot có thể sử dụng cùng một mô-đun truyền động cơ bản trên nhiều nền tảng xe có kích thước khung gầm hoặc khả năng tải trọng khác nhau.

7. Bao bì tốt hơn cho AMR cấu hình thấp

Một số AMR được thiết kế để hoạt động bên dưới giá đỡ, kệ, xe đẩy hoặc pallet.

Trong các ứng dụng này, chiều cao của robot có thể trở thành một hạn chế thiết kế quan trọng.

Hệ thống truyền động thông thường có thể yêu cầu không gian thẳng đứng đáng kể cho động cơ và hộp số.

Kiến trúc kiểu trung tâm có thể đặt cụm dẫn động xung quanh bánh xe, giúp các nhà thiết kế phát triển hệ thống truyền động có cấu hình thấp hơn.

Điều này không tự động đảm bảo robot thấp hơn vì đường kính bánh xe, hệ thống treo, cấu trúc khung gầm, chiều cao pin và vị trí cảm biến vẫn xác định kích thước cuối cùng của xe.

Tuy nhiên, kiến ​​trúc truyền động tích hợp bánh xe mang lại nhiều tự do hơn khi thiết kế robot có cấu hình thấp.

8. Giảm các thành phần truyền động cơ học

Hệ thống truyền động thông thường có thể chứa một số giao diện cơ học:

Động cơ → Khớp nối → Hộp số → Trục → Bánh xe

Mỗi giao diện đưa ra các yêu cầu lắp ráp bổ sung và các cân nhắc về dung sai tiềm năng.

Kiến trúc servo trung tâm tích hợp có thể đơn giản hóa chuỗi này.

Một khái niệm điển hình trở nên gần gũi hơn với:

Ổ đĩa servo tích hợp → Bánh xe

Tùy thuộc vào thiết kế của sản phẩm, hộp số vẫn có thể được đưa vào bên trong cụm trung tâm.

Việc giảm các giao diện cơ học bên ngoài có thể đơn giản hóa việc lắp ráp và có khả năng giảm các yêu cầu căn chỉnh.

Điều này đặc biệt hữu ích cho các nhà sản xuất OEM sản xuất robot di động với số lượng lớn.

9. Phát triển hệ thống truyền động mô-đun dễ dàng hơn

Các nhà sản xuất AMR hiếm khi chỉ phát triển duy nhất một robot mãi mãi.

Một công ty cuối cùng có thể sản xuất:

• AMR kho nhỏ

• AMR tải trọng trung bình

• Robot di chuyển kệ

• Robot kiểm tra

• Robot bệnh viện

• Xe đẩy tự động

Nền tảng mô-đun động cơ có thể hỗ trợ chiến lược phát triển sản phẩm này.

Các phiên bản khác nhau có thể sử dụng khác nhau:

• Mức công suất động cơ

• Đường kính bánh xe

• Tỷ số truyền

• Cấu hình bộ mã hóa

• Giao thức truyền thông

• Giao diện gắn kết

Điều này cho phép nhà sản xuất duy trì khái niệm hệ thống truyền động nhất quán trong khi điều chỉnh thông số kỹ thuật của động cơ cho phù hợp với các nền tảng robot khác nhau.

10. Quản lý nhiệt có thể được thiết kế như một phần của mô-đun

Robot nhỏ gọn có luồng không khí hạn chế.

Điều đó làm cho thiết kế nhiệt đặc biệt quan trọng.

Động cơ tích hợp phải được đánh giá theo chu kỳ làm việc thực tế của robot thay vì chỉ theo công suất cực đại của nó.

Các thông số quan trọng bao gồm:

• mô-men xoắn liên tục

• mô-men xoắn cực đại

• Dòng điện liên tục

• Dòng điện cực đại

• Hiệu suất động cơ

• Hiệu suất điều khiển

• Nhiệt độ môi trường xung quanh

• Thời gian hoạt động

• Đường tản nhiệt

Một thiết kế hợp lý hệ thống servo trung tâm tích hợp có thể kết hợp giám sát và bảo vệ nhiệt độ.

Điều này có thể giúp ngăn ngừa căng thẳng nhiệt quá mức trong các điều kiện vận hành đòi hỏi khắt khe.

Tuy nhiên, bản thân khung gầm robot cũng có thể trở thành một phần của quá trình tản nhiệt, vì vậy thiết kế cơ và nhiệt cần được xem xét cùng nhau.

11. Thích hợp cho Robot di động chạy bằng pin

AGV và AMR nhỏ gọn thường chạy bằng pin.

Do đó, hệ thống truyền động cần phải cân bằng giữa hiệu suất và mức tiêu thụ năng lượng.

Cấu trúc động cơ không chổi than có thể mang lại khả năng vận hành hiệu quả, trong khi điều khiển servo có thể điều chỉnh mô-men xoắn và tốc độ theo yêu cầu chuyển động thực tế.

Cần chọn đúng động cơ theo hệ thống ắc quy hoàn chỉnh, bao gồm:

• Điện áp pin danh nghĩa

• Điện áp hoạt động tối thiểu

• Điện áp sạc tối đa

• Dòng điện liên tục

• Dòng điện cực đại

• Dung lượng pin

• Chu kỳ hoạt động

Không nên chọn động cơ chỉ vì điện áp danh định của nó phù hợp với nhãn pin.

Toàn bộ dải điện áp phải tương thích với bộ điều khiển tích hợp.

12. Giao tiếp linh hoạt cho bộ điều khiển AMR hiện đại

AMR hiện đại thường sử dụng kiến ​​trúc điều khiển phân tán.

Bộ điều khiển chính có thể xử lý việc điều hướng, định vị, tránh chướng ngại vật và quản lý tác vụ, trong khi các mô-đun động cơ xử lý việc điều khiển chuyển động cục bộ.

Do đó, một động cơ servo tích hợp có thể hoạt động như một nút điều khiển chuyển động phân tán.

Ví dụ: bộ điều khiển có thể gửi lệnh cho:

• Tốc độ mục tiêu

• Vị trí mục tiêu

• Phương hướng

• Tăng tốc

• Giảm tốc

Sau đó, mô-đun động cơ có thể thực hiện lệnh trong khi liên tục theo dõi các điều kiện bảo vệ và phản hồi của chính nó.

Sự phân chia trách nhiệm này có thể làm cho kiến ​​trúc điều khiển tổng thể trở nên rõ ràng hơn.

13. Chức năng bảo vệ cải thiện độ tin cậy của hệ thống

Robot di động hoạt động trong môi trường có thể xảy ra các điều kiện không mong muốn.

Một động cơ truyền động có thể gặp phải:

• Tải trọng thay đổi đột ngột

• Tắc nghẽn bánh xe

• Tăng tốc quá mức

• Nhiệt độ môi trường cao

• Điện áp pin thấp

• Kháng cơ học

• gián đoạn liên lạc

Chức năng bảo vệ tích hợp có thể theo dõi các điều kiện hoạt động và phản ứng với các trạng thái bất thường.

Tùy thuộc vào cấu trúc động cơ, các chức năng sẵn có có thể bao gồm:

• Bảo vệ quá dòng

• Bảo vệ quá áp

• Bảo vệ dưới điện áp

• Bảo vệ quá nhiệt

• Phát hiện lỗi bộ mã hóa

• Phát hiện lỗi truyền thông

• Bảo vệ gian hàng

Các chức năng chính xác phải luôn được xác minh dựa trên tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất.

14. Tùy chỉnh OEM rất quan trọng đối với thiết kế robot nhỏ gọn

Không phải mọi AMR đều có thể sử dụng động cơ danh mục tiêu chuẩn.

Thiết kế khung gầm nhỏ gọn thường yêu cầu các giao diện cơ và điện cụ thể.

Tùy chỉnh OEM có thể liên quan đến:

• Kích thước bánh xe

• Lỗ gắn

• Kích thước động cơ

• Tỷ số truyền

• Chiều dài cáp

• Kiểu kết nối

• Vị trí đầu nối

• Độ phân giải của bộ mã hóa

• Giao thức truyền thông

• Cấu hình phanh

• Điện áp định mức

• Đặc điểm mô-men xoắn

Điều này đặc biệt quan trọng khi động cơ được tích hợp trực tiếp vào kết cấu bánh xe.

Một thay đổi nhỏ về kích thước lắp đặt có thể ảnh hưởng đến khung gầm, hệ thống treo, vị trí bánh xe và hình dạng tổng thể của robot.

Do đó, làm việc với một nhà sản xuất có thể hỗ trợ tùy chỉnh cơ và điện có thể đơn giản hóa quá trình phát triển.

Cách đánh giá động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp

Khi so sánh động cơ servo trung tâm dành cho AGV và AMR nhỏ gọn , chúng ta nên nhìn xa hơn công suất động cơ danh nghĩa.

Một đánh giá thực tế nên bao gồm:

Khi nào thì Động cơ servo trung tâm tích hợp là một lựa chọn thiết thực?

Động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp có thể đặc biệt phù hợp khi robot yêu cầu:

Hệ thống truyền động nhỏ gọn:

Các chức năng điều khiển và động cơ cần chiếm không gian tối thiểu.

Điều khiển bánh xe vòng kín:

Robot yêu cầu tốc độ chính xác và đồng bộ bánh xe.

Điều khiển chuyển động phân tán:

Nhiều mô-đun ổ đĩa cần giao tiếp với bộ điều khiển trung tâm.

Hệ thống dây điện đơn giản:

Nhóm thiết kế muốn giảm bớt dây cáp bộ mã hóa và động cơ bên ngoài.

Bao bì cấu hình thấp:

Robot cần hoạt động bên dưới giá đỡ hoặc các cấu trúc khác.

Tính linh hoạt của OEM:

Hệ thống truyền động yêu cầu các giao diện cơ hoặc điện tùy chỉnh.

Hoạt động bằng pin:

Động cơ phải hoạt động hiệu quả trong kiến ​​trúc điện áp DC xác định.

Những cân nhắc cuối cùng dành cho nhà thiết kế AGV và AMR nhỏ gọn

Giá trị của động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp không chỉ đơn thuần là làm cho động cơ nhỏ hơn.

Ưu điểm thực sự là sự tích hợp.

Bằng cách kết hợp động cơ, bánh xe, phản hồi, thiết bị điện tử truyền động, giao tiếp và các chức năng tùy chọn vào một mô-đun nhỏ gọn, chúng ta có thể tiếp cận hệ thống truyền động như một bộ điều khiển chuyển động hoàn chỉnh thay vì một tập hợp các bộ phận riêng biệt.

Đối với AGV và AMR siêu nhỏ gọn, điều này có thể đơn giản hóa việc đóng gói cơ học, giảm độ phức tạp của hệ thống dây điện, hỗ trợ điều khiển phân tán và tạo thêm sự tự do về thiết kế cho pin, cảm biến, khoang tải trọng và các chức năng khác của robot.

Việc lựa chọn đúng vẫn phụ thuộc vào ứng dụng thực tế. Trọng lượng xe, tải trọng, đường kính bánh xe, mô-men xoắn, tốc độ, khả năng tăng tốc, điện áp pin, phản hồi bộ mã hóa, hiệu suất nhiệt, giao thức liên lạc, xếp hạng IP và kích thước cơ học đều phải được đánh giá trước khi động cơ được hoàn thiện.

Do đó, để phát triển robot di động OEM, động cơ servo trung tâm hữu ích nhất không nhất thiết phải là mẫu nhỏ nhất hoặc mạnh nhất. Đây là mô hình có các đặc tính cơ, điện và điều khiển hoàn chỉnh phù hợp với yêu cầu vận hành thực tế của robot.

Yếu tố lựa chọn đầu tiên: Trọng lượng và tải trọng của robot

Trước khi chọn động cơ servo trung tâm, chúng ta nên tính toán tải trọng thực tế của bánh xe.

Trọng lượng của hệ thống không chỉ ở khung xe.

Chúng ta cần xem xét:

Tổng khối lượng chuyển động = khung robot + pin + thiết bị điện tử + tải trọng + phụ kiện cơ khí

Một rô-bốt được thiết kế để mang tải trọng 100 kg có thể yêu cầu hệ thống truyền động khác biệt đáng kể so với rô-bốt kiểm tra 30 kg.

Chúng ta cũng nên tính đến tải động.

Khởi động, dừng, rẽ, leo dốc, vượt qua các khoảng trống trên sàn và tăng tốc với bệ có tải có thể tạm thời tăng mô-men xoắn cần thiết của bánh xe.

Vì lý do này, việc chọn động cơ chỉ dựa trên trọng lượng xe liên tục có thể dẫn đến hiệu suất không đủ.

Cách tiếp cận hữu ích hơn là đánh giá cả hai:

• mô-men xoắn liên tục

• mô-men xoắn cực đại

Mô-men xoắn liên tục xác định xem động cơ có thể hoạt động đáng tin cậy trong quá trình di chuyển bình thường hay không.

Mô-men xoắn cực đại xác định liệu rô-bốt có thể xử lý khả năng tăng tốc, khởi động, tải nhất thời và các điều kiện vận hành đòi hỏi khắt khe khác hay không.

Tính toán mô men xoắn bánh xe trước khi chọn động cơ

Mô-men xoắn của bánh xe là một trong những thông số kỹ thuật quan trọng nhất đối với hệ thống truyền động AGV hoặc AMR.

Tính toán lực kéo đơn giản có thể bắt đầu bằng:

F = ma + Frolling + Fgrade + Gia tốc

Ở đâu:

• F là lực kéo cần thiết

• m là tổng khối lượng xe

• a là gia tốc

• Frolling là lực cản lăn

• Fgrade là lực do mặt nghiêng gây ra

Khi đó mô men xoắn của bánh xe có thể được ước tính từ:

T = F × r

Ở đâu:

• T là mô men xoắn của bánh xe

• F là lực kéo cần thiết

• r là bán kính bánh xe hiệu quả

Tính toán này sau đó sẽ được kết hợp với số lượng bánh xe được dẫn động và phân bổ tải trọng thực tế.

Chúng ta cũng nên đưa vào giới hạn kỹ thuật thay vì định cỡ động cơ chính xác theo yêu cầu lý thuyết.

Một động cơ hoạt động liên tục ở mômen xoắn tối đa sẵn có sẽ có rất ít chỗ để thay đổi điều kiện sàn, thay đổi tải trọng, giảm điện áp pin, thay đổi nhiệt độ hoặc ma sát cơ học.

Đường kính bánh xe có ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn động cơ

Đường kính bánh xe thường bị bỏ qua trong quá trình thiết kế hệ thống truyền động ban đầu.

Bánh xe lớn hơn có thể cải thiện khả năng của rô-bốt vượt qua những chỗ không bằng phẳng trên sàn nhỏ, nhưng nó cũng làm tăng yêu cầu mô-men xoắn đối với một lực kéo nhất định.

Bánh xe nhỏ hơn có thể làm giảm mô-men xoắn bánh xe cần thiết và hỗ trợ chiều cao khung gầm thấp hơn, nhưng nó có thể có những hạn chế khi vượt qua ngưỡng, khoảng trống, sàn không bằng phẳng hoặc đường dốc.

Do đó, đối với AMR siêu nhỏ gọn, đường kính bánh xe là sự dung hòa giữa:

• Chiều cao khung gầm

• Giải phóng mặt bằng

• mô-men xoắn yêu cầu

• Tốc độ tối đa

• Khả năng vượt chướng ngại vật

• Bao bì cơ khí

• Độ bền bánh xe

Động cơ trung tâm nên được chọn cùng với bánh xe thay vì coi bánh xe như một bộ phận độc lập.

Chọn tốc độ tối đa và định mức chính xác

Yêu cầu về tốc độ của robot thay đổi đáng kể tùy theo ứng dụng.

Robot vận chuyển nhà kho có thể cần tốc độ di chuyển tương đối cao, trong khi robot bệnh viện có thể ưu tiên vận hành trơn tru ở tốc độ thấp.

Một AMR siêu nhỏ gọn cũng có thể dành nhiều thời gian để hoạt động ở tốc độ thấp.

Do đó, chúng ta nên kiểm tra toàn bộ phạm vi hoạt động thay vì chỉ nhìn vào RPM tối đa.

Các câu hỏi quan trọng bao gồm:

• Tốc độ tối đa cần thiết của xe là bao nhiêu?

• Tốc độ hoạt động bình thường là bao nhiêu?

• Robot phải di chuyển êm ái như thế nào ở tốc độ rất thấp?

• Robot tăng tốc và giảm tốc thường xuyên như thế nào?

• Động cơ có cần hoạt động ở tốc độ cao trong thời gian dài không?

• Bánh xe có cần giảm tốc không?

Giải pháp servo tích hợp tốt phải cung cấp khả năng điều chỉnh tốc độ ổn định trong phạm vi hoạt động thực tế của robot.

Phản hồi vòng kín là điều cần thiết cho chuyển động AMR chính xác

Bản thân động cơ không chổi than không cung cấp mức độ điều khiển chuyển động mà nhiều robot di động tự động yêu cầu.

Để kiểm soát vận tốc và vị trí chính xác, phản hồi là rất quan trọng.

Động cơ servo trung tâm tích hợp có thể sử dụng bộ mã hóa để cung cấp thông tin rôto hoặc bánh xe theo thời gian thực cho bộ điều khiển.

Điều này cho phép các chức năng như:

• Kiểm soát tốc độ vòng kín

• Phản hồi vị trí

• Đồng bộ hóa bánh xe chính xác

• Kiểm soát gia tốc

• Kiểm soát giảm tốc

• Phát hiện gian hàng

• Giám sát lỗi

• Phối hợp truyền động vi sai

Đối với AMR dẫn động vi sai hai bánh, phản hồi chính xác từ cả hai bánh là đặc biệt quan trọng.

Nếu bánh xe bên trái và bên phải không duy trì mối quan hệ điều khiển, robot có thể bị lệch hướng khi di chuyển theo đường thẳng.

Điều đó có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của việc điều hướng, lắp ghép, định vị và thực hiện đường dẫn lặp lại.

Các vấn đề về giao thức truyền thông trong AMR nhiều bánh

nhiều bánh AMR (Robot di động tự động) không chỉ đơn giản là một phương tiện có nhiều động cơ. Mỗi bánh dẫn động phải phản hồi các lệnh vào đúng thời điểm, báo cáo tình trạng hoạt động thực tế và phối hợp với các bánh xe khác để robot có thể tăng tốc, quay đầu, dừng và đi theo quỹ đạo đã định một cách trơn tru.

Điều này làm cho mạng lưới thông tin liên lạc trở thành một phần quan trọng của hệ thống truyền động.

Khi chúng tôi chọn một động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp cho AMR , do đó chúng ta nên xem xét xa hơn mô-men xoắn, tốc độ, đường kính bánh xe và công suất động cơ. Giao diện truyền thông xác định cách động cơ nhận lệnh, trả về phản hồi, báo cáo lỗi và tham gia chuyển động phối hợp.

Tùy thuộc vào kiến ​​trúc robot, các giao thức như CAN, CANopen, RS485, Modbus RTU và EtherCAT . có thể xem xét Lựa chọn đúng tùy thuộc vào số lượng trục truyền động, yêu cầu đồng bộ hóa, kiến ​​trúc bộ điều khiển, độ dài cáp, tốc độ cập nhật, chẩn đoán và độ phức tạp tổng thể của hệ thống.

Tại sao giao tiếp trở nên quan trọng hơn khi số lượng bánh xe tăng lên

AMR dẫn động vi sai hai bánh đã yêu cầu điều khiển phối hợp.

Nếu robot cần di chuyển thẳng thì bánh xe bên trái và bên phải phải duy trì mối quan hệ tốc độ phù hợp. Trong một lần rẽ, người điều khiển phải liên tục điều chỉnh tốc độ của từng bánh xe theo quỹ đạo mong muốn.

AMR bốn bánh hoặc nhiều bánh giới thiệu các mối quan hệ điều khiển bổ sung.

Ví dụ: robot có thể sử dụng:

• Hai bánh dẫn động độc lập

• Bốn bánh dẫn động được điều khiển độc lập

• Dẫn động vi sai bốn bánh

• Bánh xe Mecanum

• Bánh xe đa năng

• Nhiều mô-đun lái và lái

Khi số lượng nút vận động tăng lên, kiến ​​trúc truyền thông ngày càng trở nên quan trọng.

Mỗi mô-đun ổ đĩa có thể cần nhận:

• Vận tốc mục tiêu

• Vị trí mục tiêu

• Lệnh tăng tốc hoặc giảm tốc

• Bật/tắt lệnh

• Thông tin chỉ đường

• Lệnh chế độ điều khiển

Đồng thời, bộ điều khiển trung tâm có thể cần nhận:

• Tốc độ bánh xe thực tế

• Phản hồi vị trí

• Dòng điện động cơ

• Nhiệt độ

• Trạng thái lỗi

• Trạng thái bộ mã hóa

• Trạng thái liên lạc

Một mạng truyền thông được thiết kế tốt cho phép những trao đổi dữ liệu này diễn ra theo cách có cấu trúc và có thể dự đoán được.

Giao tiếp là một phần của hệ thống điều khiển chuyển động

Thật hấp dẫn khi nghĩ rằng giao tiếp chỉ đơn giản là một phương pháp gửi lệnh đến động cơ.

Đối với AMR, nó còn hơn thế nữa.

Mạng truyền thông kết nối hiệu quả hệ thống định vị cấp cao của robot với hệ thống chuyển động cấp thấp.

Kiến trúc có thể trông giống như:

Bộ điều khiển điều hướng → Bộ điều khiển chuyển động → Mạng động cơ → Động cơ servo trung tâm tích hợp

Hệ thống định vị xác định nơi robot sẽ đi.

Bộ điều khiển chuyển động chuyển đổi mục tiêu đó thành lệnh bánh xe.

Sau đó, các động cơ servo tích hợp riêng lẻ sẽ thực thi các lệnh đó trong khi trả về thông tin vận hành theo thời gian thực.

Sự tách biệt này cho phép mỗi lớp thực hiện một nhiệm vụ cụ thể.

Giao thức truyền thông cung cấp kết nối giữa các lớp đó.

CAN và CANopen để điều khiển động cơ AMR phân tán

CAN (Mạng khu vực điều khiển) được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển nhúng phân tán vì nó được thiết kế để liên lạc giữa nhiều nút điện tử.

AMR có thể sử dụng mạng CAN để kết nối một số động cơ servo tích hợp với bộ điều khiển trung tâm.

Một kiến ​​trúc đơn giản hóa có thể trông giống như:

Bộ điều khiển chính → CAN Bus → Động cơ truyền động bên trái → Động cơ truyền động bên phải → Nút truyền động bổ sung

Một lợi thế quan trọng là giảm việc nối dây điểm-điểm.

Thay vì chạy kết nối liên lạc riêng biệt từ bộ điều khiển trung tâm đến mọi động cơ, nhiều nút có thể chia sẻ một kiến ​​trúc bus chung.

CANopen xây dựng trên CAN và cung cấp khung giao tiếp cấp cao được tiêu chuẩn hóa.

Đối với các ứng dụng AMR, CANopen có thể cung cấp các cơ chế có cấu trúc để:

• Cấu hình thiết bị

• Trao đổi dữ liệu xử lý

• Quản lý thông số

• Giám sát trạng thái

• Xử lý lỗi

• Quản lý mạng

Điều này có thể khiến CANopen trở nên đặc biệt hữu ích khi robot chứa nhiều nút servo thông minh.

Tại sao CANopen có thể hữu ích cho robot nhiều bánh

Hãy xem xét một chiếc AMR bốn bánh với bốn động cơ servo tích hợp độc lập.

Bộ điều khiển có thể cần quản lý:

• Trạng thái kích hoạt động cơ

• Vận tốc mục tiêu

• Vận tốc thực tế

• Vị trí bộ mã hóa

• Hiện hành

• Nhiệt độ

• Trạng thái lỗi

Việc sử dụng kiến ​​trúc truyền thông có cấu trúc giúp việc tổ chức các tham số này trên nhiều nút trở nên dễ dàng hơn.

Điều này đặc biệt có giá trị đối với các nhà sản xuất OEM đang phát triển nền tảng robot có thể lặp lại.

Khi kiến ​​trúc nút động cơ đã được xác định, các mô-đun truyền động bổ sung có thể được tích hợp bằng cách sử dụng cùng một khái niệm truyền thông.

RS485 và Modbus RTU

RS485 là giao diện truyền thông vật lý chứ không phải là giao thức ứng dụng hoàn chỉnh.

Nó thường được sử dụng với các giao thức như Modbus RTU.

Đối với một số AGV và AMR nhỏ gọn, RS485 có thể hấp dẫn vì nó đơn giản, tiết kiệm chi phí và phù hợp với khoảng cách liên lạc tương đối dài trong robot.

Một kiến ​​trúc điển hình có thể là:

Bộ điều khiển Robot → RS485 → Bộ điều khiển động cơ → Động cơ servo tích hợp

Với Modbus RTU, bộ điều khiển có thể đọc và ghi các thanh ghi xác định chứa các tham số như:

• Lệnh tốc độ

• Lệnh vị trí

• Trạng thái hoạt động

• Hiện hành

• Nhiệt độ

• Mã báo động

Giao tiếp dựa trên RS485 có thể thực tế đối với các hệ thống có yêu cầu điều khiển chuyển động vừa phải và kiến ​​trúc bộ điều khiển đã hỗ trợ Modbus.

Tuy nhiên, các nhà thiết kế hệ thống nên đánh giá thời gian truyền thông và tải mạng một cách cẩn thận khi nhiều nút động cơ chia sẻ cùng một bus.

EtherCAT để điều khiển chuyển động hiệu suất cao

Một số AMR yêu cầu đồng bộ hóa chặt chẽ hơn giữa nhiều trục chuyển động.

Trong những trường hợp này, EtherCAT có thể được xem xét.

EtherCAT là công nghệ truyền thông dựa trên Ethernet công nghiệp được thiết kế để liên lạc theo thời gian thực hiệu suất cao.

Đối với các hệ thống chuyển động nhiều trục, nó có thể cung cấp khả năng liên lạc đồng bộ giữa bộ điều khiển trung tâm và các nút servo phân tán.

Điều này có thể hữu ích khi AMR yêu cầu:

• Đồng bộ hóa đa bánh chính xác

• Cập nhật lệnh nhanh

• Phản hồi tần số cao

• Chuyển động phối hợp

• Kiểm soát phân tán nâng cao hơn

Ví dụ, một robot bốn bánh sử dụng động cơ truyền động độc lập có thể cần cả bốn bánh để phản ứng nhất quán trong quá trình tăng tốc và rẽ.

Kiến trúc truyền thông trở nên đặc biệt quan trọng khi bộ điều khiển chuyển động của robot yêu cầu cập nhật thường xuyên và đồng bộ hóa chính xác.

CAN so với CANopen so với RS485 so với EtherCAT

Những công nghệ này không nên được coi là thông số kỹ thuật có thể thay thế cho nhau.

Họ hoạt động ở các cấp độ khác nhau và cung cấp các khả năng khác nhau.

Lựa chọn đúng phụ thuộc vào kiến ​​trúc điều khiển hoàn chỉnh hơn là vào giao thức nào có vẻ tiên tiến hơn về mặt kỹ thuật.

Một AMR nhỏ trong nhà có thể không yêu cầu kiến ​​trúc truyền thông giống như robot di động công nghiệp tốc độ cao với nhiều trục được đồng bộ hóa.

Vấn đề về tốc độ cập nhật thông tin liên lạc

Một điều quan trọng cần cân nhắc là tần suất bộ điều khiển cần trao đổi dữ liệu với từng động cơ.

Giả sử một robot có bốn động cơ truyền động độc lập.

Bộ điều khiển có thể cần gửi lệnh và nhận phản hồi liên tục từ cả bốn động cơ.

Hiệu suất truyền thông cần thiết phụ thuộc vào:

• Số nút

• Số byte dữ liệu

• Tần số lệnh

• Tần số phản hồi

• Chi phí mạng

• Yêu cầu đồng bộ hóa

• Tốc độ xử lý bộ điều khiển

Nếu mạng không thể cung cấp thông tin đủ nhanh, hệ thống điều khiển động cơ có thể không phản hồi như mong đợi.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng liên quan đến khả năng tăng tốc nhanh, di chuyển tốc độ cao hoặc theo dõi quỹ đạo chính xác.

Đồng bộ hóa bánh xe phụ thuộc vào nhiều thứ hơn là động cơ

Đồng bộ hóa bánh xe tốt đòi hỏi sự hợp tác giữa một số thành phần hệ thống.

Chúng bao gồm:

Phần cứng động cơ

Động cơ phải cung cấp đủ mô-men xoắn và tốc độ.

Bộ mã hóa

Bộ mã hóa phải cung cấp phản hồi có thể sử dụng được.

Bộ điều khiển servo

Bộ điều khiển phải điều chỉnh hành vi của động cơ một cách chính xác.

Mạng lưới thông tin liên lạc

Các lệnh và phản hồi phải được trao đổi một cách đáng tin cậy.

Thuật toán điều khiển chuyển động

Bộ điều khiển trung tâm phải tính toán các lệnh điều khiển bánh xe phù hợp.

Hệ thống cơ khí

Đường kính bánh xe, ma sát, phân bổ tải trọng và dung sai của hệ thống truyền động cũng ảnh hưởng đến chuyển động thực tế.

Do đó, việc chỉ chọn giao thức truyền thông nhanh không đảm bảo chuyển động AMR chính xác.

Toàn bộ chuỗi điều khiển chuyển động cần phải làm việc cùng nhau.

Độ trễ giao tiếp có thể ảnh hưởng đến hành vi của robot

Độ trễ là một yếu tố quan trọng khác.

Nếu robot gửi lệnh bánh xe và nhận được phản hồi tương ứng sau một khoảng thời gian trễ đáng kể thì bộ điều khiển chuyển động đang hoạt động hiệu quả với thông tin cũ hơn.

Đối với một số ứng dụng, điều này có thể có ít tác động thực tế.

Tuy nhiên, để điều khiển quỹ đạo hiệu suất cao, độ trễ liên lạc có thể trở nên quan trọng hơn.

Các tác động tiềm ẩn bao gồm:

• Hiệu chỉnh tốc độ ít đáp ứng hơn

• Giảm độ chính xác đồng bộ hóa

• Báo cáo lỗi bị trì hoãn

• Theo dõi quỹ đạo kém chính xác hơn

Đây là lý do tại sao nên đánh giá hiệu suất truyền thông cùng với vòng điều khiển động cơ.

Phát hiện lỗi là một chức năng giao tiếp quan trọng

Hệ thống truyền động AMR đáng tin cậy cần biết khi nào có sự cố.

Một động cơ servo tích hợp thông minh có thể báo cáo các tình trạng như:

• Quá dòng

• Quá nhiệt độ

• Lỗi mã hóa

• Quá điện áp

• Dưới điện áp

• Gian hàng xe máy

• Mất liên lạc

• Lỗi điều khiển

Bộ điều khiển trung tâm sau đó có thể thực hiện hành động thích hợp theo thiết kế hệ thống của robot.

Ví dụ: nếu một động cơ truyền động báo lỗi nghiêm trọng, robot có thể cần phải dừng thay vì tiếp tục hoạt động với mô-men xoắn bánh xe không cân bằng.

Do đó, giao thức truyền thông trở thành một phần trong kiến ​​trúc chẩn đoán của robot.

Theo dõi nhịp tim và nút

Trong hệ thống nhiều động cơ, bộ điều khiển sẽ biết liệu mỗi nút động cơ có còn liên lạc hay không.

Cơ chế quản lý mạng có thể giúp phát hiện lỗi truyền thông.

Ví dụ: bộ điều khiển có thể theo dõi xem động cơ có tiếp tục phản hồi trong khoảng thời gian dự kiến ​​hay không.

Nếu nút động cơ ngừng liên lạc, hệ thống có thể xác định tình trạng bất thường và thực hiện phản hồi được xác định trước.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với máy tự hành vì có thể không có người vận hành liên tục giám sát hệ thống truyền động.

Thiết kế cáp truyền thông vẫn còn quan trọng

Một giao thức tốt không thể bù đắp cho việc cài đặt vật lý kém.

Hệ thống dây truyền thông AMR có thể gặp phải:

• Rung liên tục

• Chuyển động lặp đi lặp lại

• Nhiễu điện từ

• Uốn cơ khí

• Không gian lắp đặt chật hẹp

• Căng thẳng kết nối

Do đó, cáp, đầu nối, tấm chắn, nối đất và định tuyến phải được thiết kế cho môi trường di động.

Đối với động cơ servo trung tâm tích hợp, vị trí đầu nối đặc biệt quan trọng.

Đầu nối phù hợp về mặt kỹ thuật vẫn có thể trở thành sự cố cơ học nếu nó cản trở bánh xe, khung gầm, hệ thống treo hoặc các bộ phận chuyển động.

Đây là một lý do khiến việc tùy chỉnh đầu nối và cáp OEM có thể có giá trị đối với các nhà sản xuất AMR nhỏ gọn.

Kiến trúc truyền thông cho AMR bốn bánh

Hãy xem xét một chiếc AMR bốn bánh với bốn động cơ servo trung tâm tích hợp được điều khiển độc lập.

Một kiến ​​trúc có thể là:

Bộ điều khiển chuyển động trung tâm

↓

CANopen / EtherCAT / Mạng công nghiệp khác

↓

Động cơ servo phía trước bên trái

Động cơ servo phía trước bên phải

Động cơ servo phía sau bên trái

Động cơ servo phía sau bên phải

Mỗi động cơ có thể nhận lệnh vận tốc hoặc vị trí riêng trong khi gửi phản hồi về bộ điều khiển.

Bộ điều khiển sau đó có thể phối hợp cả bốn bánh xe theo mô hình chuyển động của robot.

Đối với hệ thống truyền động vi sai, bên trái và bên phải có thể nhận được tốc độ mục tiêu khác nhau.

Đối với nền tảng đa hướng, mỗi bánh xe có thể nhận được lệnh vận tốc khác nhau dựa trên chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay mong muốn.

Đây là nơi giao tiếp được kết nối trực tiếp với hành vi của phương tiện.

Cách chọn giao thức truyền thông phù hợp

Chúng ta có thể sử dụng một số câu hỏi thực tế khi chọn giao thức cho AMR.

1. Cần bao nhiêu nút động cơ?

Robot hai bánh có các yêu cầu mạng khác với nền tảng sáu bánh.

2. Các lệnh phải được cập nhật thường xuyên như thế nào?

Tốc độ cập nhật cao hơn thường đặt ra yêu cầu lớn hơn về hiệu suất mạng.

3. Đồng bộ hóa quan trọng như thế nào?

Nếu nhiều bánh xe cần chuyển động phối hợp cao thì khả năng đồng bộ hóa trở nên quan trọng hơn.

4. Bộ điều khiển chính hỗ trợ những gì?

Giao thức động cơ phải tương thích với kiến ​​trúc bộ điều khiển hiện có của robot.

5. Cần có thông tin chẩn đoán nào?

Nếu robot cần thông tin lỗi và trạng thái động cơ theo thời gian thực chi tiết thì kiến ​​trúc truyền thông sẽ hỗ trợ yêu cầu đó.

6. Mức độ phát triển phần mềm được chấp nhận là bao nhiêu?

Một giao thức được tiêu chuẩn hóa có thể giảm bớt nỗ lực cần thiết để xây dựng các chức năng liên lạc và chẩn đoán.

7. Các yêu cầu về nối dây vật lý là gì?

Chiều dài cáp, thiết kế đầu nối, tấm chắn, định tuyến và chuyển động cơ học đều quan trọng.

Người mua OEM nên hỏi nhà sản xuất động cơ servo tích hợp điều gì?

Trước khi chọn động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp, chúng tôi khuyên bạn nên xác nhận:

• Những giao thức truyền thông nào được hỗ trợ?

• Giao diện CAN hay CANopen?

• Những đối tượng CANopen nào có sẵn?

• Tốc độ truyền thông nào được hỗ trợ?

• Những tính năng giao tiếp EtherCAT nào có sẵn?

• Chuyển động đồng bộ có được hỗ trợ không?

• Những thông số phản hồi nào có thể được đọc?

• Lỗi động cơ được báo cáo như thế nào?

• Điều gì xảy ra sau khi mất liên lạc?

• ID nút có thể được cấu hình?

• Các thông số truyền thông có thể được tùy chỉnh?

• Cáp và đầu nối có thể tùy chỉnh được không?

• Có sẵn hướng dẫn sử dụng giao thức truyền thông không?

• Có sẵn động cơ mẫu để thử nghiệm tích hợp bộ điều khiển không?

Những câu hỏi này có thể tiết lộ các chi tiết tích hợp quan trọng trước khi hệ thống truyền động bước vào giai đoạn nguyên mẫu.

Tại sao nên xem xét giao tiếp trong quá trình lựa chọn động cơ

Giao tiếp không nên được coi là một suy nghĩ lại.

Các thông số kỹ thuật về điện và cơ của động cơ có thể rất tuyệt vời nhưng việc tích hợp vẫn có thể trở nên khó khăn nếu kiến ​​trúc truyền thông không phù hợp với bộ điều khiển robot.

Vì lý do này, chúng tôi khuyên bạn nên đánh giá các gói sau dưới dạng một gói:

Động cơ + Bộ mã hóa + Bộ điều khiển servo + Giao thức truyền thông + Dữ liệu phản hồi + Giao diện cơ học

Cách tiếp cận này cung cấp một bức tranh rõ ràng hơn về nỗ lực hội nhập thực tế.

Bài học cuối cùng

Đối với AMR nhiều bánh, giao thức liên lạc là một phần cơ bản của kiến ​​trúc hệ thống truyền động.

Khi số lượng động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp tăng lên, robot cần một phương pháp đáng tin cậy để phân phối lệnh, thu thập phản hồi, đồng bộ hóa chuyển động của bánh xe, theo dõi trạng thái động cơ và phát hiện lỗi.

CAN/CANopen có thể cung cấp kiến ​​trúc phân tán thiết thực cho nhiều rô-bốt di động nhỏ gọn. RS485 với Modbus RTU có thể phù hợp với các ứng dụng điều khiển nối tiếp đơn giản hơn, trong khi EtherCAT có thể được xem xét khi hệ thống yêu cầu chuyển động đồng bộ hiệu suất cao.

Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào yêu cầu thực tế của robot.

Đối với các nhà sản xuất OEM AGV và AMR, cách tiếp cận tốt nhất là chọn giao thức truyền thông cùng với động cơ, bộ mã hóa, bộ điều khiển và kiến ​​trúc điều khiển robot. Khi các yếu tố này được thiết kế thành một hệ thống tích hợp, việc phối hợp nhiều bánh xe sẽ trở nên dễ dàng hơn để quản lý, khắc phục sự cố và mở rộng quy mô trên các nền tảng robot di động khác nhau.

Điện áp pin phải phù hợp với kiến ​​trúc Robot

Robot di động nhỏ gọn thường xuyên hoạt động từ hệ thống pin DC.

Kiến trúc hệ thống phổ biến có thể sử dụng điện áp pin như:

• 24 V

• 36V

• 48 V

Điện áp chính xác phụ thuộc vào yêu cầu về điện và kiến ​​trúc điện của robot.

Điện áp hệ thống cao hơn có thể giúp giảm dòng điện ở mức công suất nhất định, điều này có thể ảnh hưởng đến kích thước cáp, lựa chọn đầu nối, hiệu suất nhiệt và tổn thất phân phối.

Tuy nhiên, dải điện áp hoạt động thực tế của động cơ phải phù hợp với hệ thống ắc quy, bao gồm cả sự biến đổi điện áp trong quá trình sạc và xả.

Chúng ta không nên chọn động cơ chỉ vì điện áp danh định của nó phù hợp với nhãn pin.

Phạm vi điện áp hoàn chỉnh cần phải được kiểm tra.

Quản lý nhiệt là rất quan trọng trong động cơ trung tâm nhỏ gọn

Hiệu suất nhiệt có thể trở thành một trong những thách thức kỹ thuật khó khăn nhất khi động cơ được lắp đặt bên trong khung máy nhỏ gọn.

Có thể có luồng không khí hạn chế xung quanh động cơ.

Đồng thời, AMR có thể hoạt động liên tục trong nhiều giờ.

Nhiệt có thể đến từ:

• Tổn thất đồng động cơ

• Tổn thất điều khiển

• Ma sát ổ trục

• Tổn thất hộp số

• Tần số tăng tốc cao

• Mô-men xoắn cao liên tục

• Nhiệt độ môi trường cao

• Tản nhiệt hạn chế

Vì lý do này, chúng ta nên đánh giá hiệu suất nhiệt của động cơ theo chu kỳ hoạt động thực tế thay vì chỉ dựa vào thử nghiệm trong phòng thí nghiệm trong thời gian ngắn.

Một thiết kế tốt có thể bao gồm:

• Giám sát nhiệt độ

• Bảo vệ quá nhiệt

• Giới hạn hiện tại

• giảm nhiệt

• Thiết kế nhà ở phù hợp

• Dẫn nhiệt qua khung máy

Một động cơ tích hợp phù hợp về mặt cơ học nhưng không thể tản nhiệt đầy đủ không phải là giải pháp hệ thống truyền động thành công.

Bảo vệ chống xâm nhập cho môi trường kho bãi và công nghiệp

Xếp hạng IP được yêu cầu tùy thuộc vào nơi AMR sẽ hoạt động.

Một nhà kho sạch sẽ trong nhà có các yêu cầu về môi trường khác với một cơ sở sản xuất, nơi có thể có bụi, hơi ẩm, chất bôi trơn hoặc chất lỏng tẩy rửa.

Đối với robot di động công nghiệp, khả năng chống bụi và nước có thể trở thành một yêu cầu mua hàng quan trọng.

Đặc điểm kỹ thuật cuối cùng nên xem xét:

• Phương pháp lau sàn

• Tiếp xúc với bụi

• Độ ẩm

• Nước bắn tung tóe

• Ô nhiễm bánh xe

• Tiếp xúc với hóa chất

• Nhiệt độ hoạt động

Động cơ servo trung tâm tích hợp được chọn phải có cấu hình vỏ và đầu nối phù hợp với môi trường thực tế thay vì chỉ chọn xếp hạng IP cao mà không hiểu ứng dụng.

Tích hợp cơ học là một trong những lợi thế lớn nhất

Động cơ servo trung tâm có thể đơn giản hóa kiến ​​trúc cơ khí của một AMR nhỏ gọn.

Các hệ thống truyền động truyền thống có thể yêu cầu các cấu trúc lắp đặt riêng biệt cho:

• Động cơ

• Hộp số

• Bánh xe

• Bộ mã hóa

• Phanh

• Ổ đĩa servo

Một cụm trung tâm tích hợp có thể củng cố các chức năng này.

Điều này có thể làm giảm:

• Không gian lắp đặt

• Giao diện cơ học

• Khớp nối

• Dấu ngoặc ngoài

• Định tuyến cáp

• Các bước lắp ráp

Nó cũng có thể giúp tiêu chuẩn hóa hệ thống truyền động trên các mẫu robot khác nhau dễ dàng hơn.

Đối với các nhà sản xuất OEM, điều này đặc biệt hữu ích khi phát triển một số nền tảng AMR dựa trên kiến ​​trúc ổ đĩa chung.

Yêu cầu về phanh cần được đánh giá riêng

Không phải mọi AMR đều cần phanh động cơ.

Tuy nhiên, các ứng dụng liên quan đến đường dốc, tải trọng thẳng đứng, cơ cấu lắp ghép hoặc các yêu cầu giữ liên quan đến an toàn có thể yêu cầu.

Phanh có thể cung cấp mô-men xoắn giữ khi động cơ không chủ động tạo ra mô-men xoắn.

Khi đánh giá một phương án phanh, chúng ta nên kiểm tra:

• Giữ mô-men xoắn

• Điện áp phanh

• Thời gian phản hồi của phanh

• Tiêu thụ điện năng

• Chu kỳ nhiệm vụ

• Tích hợp cơ khí

• Yêu cầu không an toàn

Phanh phải được coi là một phần của thiết kế cơ khí và an toàn tổng thể chứ không chỉ đơn giản là một thông số kỹ thuật khác của động cơ.

Cách chọn động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp phù hợp

Lựa chọn quyền Động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp là một bước quan trọng khi phát triển AGV, AMR, xe đẩy tự động hoặc robot di động nhỏ gọn khác. Động cơ phải làm nhiều việc hơn là quay bánh xe. Nó cần cung cấp đủ mô-men xoắn, duy trì tốc độ được kiểm soát, hoạt động hiệu quả từ hệ thống DC chạy bằng pin, giao tiếp với bộ điều khiển robot và hoạt động đáng tin cậy trong một không gian cơ học nhỏ gọn.

Đối với các nhà sản xuất robot OEM, quá trình lựa chọn càng trở nên quan trọng hơn vì động cơ thường được tích hợp trực tiếp vào kiến ​​trúc khung gầm. Một động cơ trông phù hợp trên bảng thông số kỹ thuật vẫn có thể gây ra các vấn đề về kích thước bánh xe, hiệu suất nhiệt, hệ thống dây điện, giao tiếp hoặc lắp đặt cơ khí.

Do đó, chúng ta nên đánh giá hệ thống động cơ servo trung tâm hoàn chỉnh thay vì chọn một mô hình chỉ dựa trên công suất định mức.

1. Bắt đầu với tổng trọng lượng của robot

Bước đầu tiên là xác định khối lượng vận hành thực tế của robot.

Chúng ta không nên tính toán yêu cầu của động cơ chỉ sử dụng khung xe trống.

Tổng khối lượng phải bao gồm:

Khối lượng robot = khung gầm + pin + thiết bị điện tử + cảm biến + cơ chế + tải trọng tối đa

Ví dụ, một robot di động nặng 40 kg khi không có tải trọng có thể hoạt động ở mức 70 kg khi được tải đầy đủ.

Hệ thống truyền động phải được thiết kế cho điều kiện vận hành 70 kg nếu điều đó thể hiện tải trọng tối đa dự kiến.

Chúng ta cũng nên xem xét những thay đổi trong việc phân bổ trọng lượng.

Vị trí pin, vị trí tải trọng, cơ cấu nâng và vị trí bánh xe có thể thay đổi tải trọng mà mỗi bánh xe mang theo.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với AMR bốn bánh vì tải có thể không được phân bổ đều trên cả bốn mô-đun truyền động.

2. Tính mô-men xoắn cần thiết của bánh xe

Mô-men xoắn là một trong những thông số kỹ thuật quan trọng nhất khi lựa chọn động cơ servo trung tâm.

Một tính toán lực kéo cơ bản có thể được biểu thị như sau:

F = ma + Fᵣ + Fg

Ở đâu:

• F = lực kéo cần thiết

• m = tổng khối lượng robot

• a = gia tốc cần thiết

• Fᵣ = lực cản lăn

• Fg = lực do mặt nghiêng gây ra

Mô men xoắn tương ứng của bánh xe có thể được ước tính như sau:

T = F × r

Ở đâu:

• T = mô-men xoắn bánh xe

• F = lực kéo cần thiết

• r = bán kính bánh xe

Điều này cung cấp một điểm khởi đầu cho việc lựa chọn động cơ.

Trong các ứng dụng thực tế, chúng ta cũng nên xem xét tổn thất cơ học, tình trạng sàn, độ trượt của bánh xe, sự thay đổi tải trọng, yêu cầu về khả năng tăng tốc và giới hạn kỹ thuật thích hợp.

Mô-men xoắn liên tục so với mô-men xoắn cực đại

Sự khác biệt này là rất quan trọng.

Mô-men xoắn liên tục xác định xem động cơ có thể duy trì tải cần thiết trong quá trình hoạt động bình thường hay không.

Mô-men xoắn cực đại xác định liệu động cơ có thể xử lý các sự kiện trong thời gian ngắn như:

• Bắt đầu

• Tăng tốc nhanh

• Leo lên một đoạn đường dốc

• Vượt sàn không đều

• Mang thêm tải trọng đột ngột

• Phục hồi từ kháng cự tạm thời

Một động cơ có đủ mômen xoắn liên tục nhưng mômen xoắn cực đại không đủ có thể hoạt động bình thường nhưng gặp khó khăn trong quá trình tăng tốc.

Đối với AMR, cần kiểm tra cả hai thông số kỹ thuật.

3. Xét đường kính bánh xe

Đường kính bánh xe ảnh hưởng trực tiếp đến hệ dẫn động.

Một bánh xe lớn hơn có thể cải thiện:

• Giải phóng mặt bằng

• Vượt chướng ngại vật

• Hiệu suất khoảng cách sàn

• Chất lượng chuyến đi

Tuy nhiên, bánh xe lớn hơn cũng làm thay đổi mối quan hệ giữa mô men xoắn của bánh xe và lực kéo của xe.

Bánh xe nhỏ hơn có thể giúp tạo ra khung gầm có cấu hình thấp hơn và giảm một số yêu cầu về mô-men xoắn, nhưng nó có thể ít phù hợp hơn với sàn không bằng phẳng hoặc chướng ngại vật lớn hơn.

Do đó, đối với động cơ servo trung tâm tích hợp, đường kính bánh xe phải được chọn cùng với:

• Trọng lượng robot

• Tốc độ yêu cầu

• mô-men xoắn yêu cầu

• Giải phóng mặt bằng

• Chiều cao khung gầm

• Yêu cầu trở ngại

Bánh xe không chỉ đơn giản là một phụ kiện gắn liền với động cơ. Nó là một phần của đặc điểm kỹ thuật hệ thống truyền động.

4. Xác định tốc độ xe cần thiết

RPM của động cơ phải được chọn từ tốc độ xe và đường kính bánh xe mong muốn.

Một mối quan hệ đơn giản hóa là:

Tốc độ xe = chu vi bánh xe × RPM của bánh xe

Ví dụ, tăng đường kính bánh xe sẽ tăng quãng đường đi được trên mỗi vòng quay.

Tuy nhiên, tốc độ tối đa không phải là yếu tố duy nhất cần cân nhắc.

AMR thường dành thời gian đáng kể để hoạt động ở tốc độ tương đối thấp trong thời gian:

• Lắp ghép

• Quay

• Chỉnh sửa vị trí

• Chọn

• Đang tải

• Điều hướng xung quanh chướng ngại vật

Do đó, động cơ phải cung cấp khả năng điều khiển ổn định trong phạm vi hoạt động thực tế của robot.

RPM tối đa cao không tự động có nghĩa là hiệu suất AMR tốt hơn.

5. Kiểm tra yêu cầu tăng tốc

Hai robot có trọng lượng và tốc độ tối đa giống nhau có thể yêu cầu các động cơ rất khác nhau nếu yêu cầu về gia tốc của chúng khác nhau.

Robot vận chuyển kho hàng có thể tăng tốc dần dần.

AMR công nghiệp nhỏ gọn có thể cần tăng tốc nhanh để tối đa hóa thông lượng.

Khả năng tăng tốc cao hơn đòi hỏi lực bánh xe lớn hơn và do đó mô-men xoắn động cơ lớn hơn.

Chúng ta nên xác định:

• Tăng tốc mục tiêu

• Gia tốc tối đa

• Giảm tốc

• Yêu cầu dừng khẩn cấp

• Tần suất các sự kiện tăng tốc

Sau đó, khả năng mô-men xoắn cực đại của động cơ sẽ được so sánh với các yêu cầu này.

6. Đánh giá điện áp pin một cách cẩn thận

Hầu hết các AGV và AMR nhỏ gọn đều hoạt động từ hệ thống DC chạy bằng pin.

Kiến trúc phổ biến có thể bao gồm:

• 24 V

• 36V

• 48 V

Động cơ phải tương thích với dải điện áp thực tế của hệ thống pin chứ không chỉ đơn thuần là điện áp danh định.

Ví dụ: pin được gắn nhãn là hệ thống 48 V sẽ có sự thay đổi điện áp trong quá trình sạc và xả.

Vì vậy chúng ta nên xác minh:

• Điện áp danh định

• Điện áp hoạt động tối thiểu

• Điện áp hoạt động tối đa

• Dòng điện cực đại

• Dòng điện liên tục

• Dải điện áp điều khiển

Động cơ và bộ điều khiển tích hợp phải duy trì trong phạm vi hoạt động được chỉ định trong suốt chu kỳ pin.

7. Chọn Bộ mã hóa và Hệ thống phản hồi phù hợp

Động cơ servo trung tâm tích hợp cần phản hồi thích hợp để điều khiển vòng kín.

Bộ mã hóa cung cấp thông tin về chuyển động của động cơ hoặc bánh xe, cho phép bộ điều khiển điều chỉnh tốc độ và vị trí.

Lựa chọn bộ mã hóa có thể ảnh hưởng đến:

• Điều chỉnh tốc độ

• Độ chính xác của vị trí

• Đồng bộ hóa bánh xe

• Hiệu suất tốc độ thấp

• Phát hiện lỗi

• Độ lặp lại điều hướng

Đối với AMR dẫn động vi sai hai bánh, phản hồi từ cả hai bánh là đặc biệt quan trọng.

Đối với nền tảng nhiều bánh, phản hồi đồng bộ từ nhiều mô-đun truyền động càng trở nên quan trọng hơn.

Thông số kỹ thuật của bộ mã hóa phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu điều khiển chuyển động của robot thay vì chỉ chọn độ phân giải cao nhất hiện có.

8. Chọn giao thức liên lạc phù hợp

Động cơ phải giao tiếp hiệu quả với bộ điều khiển của robot.

Các tùy chọn phổ biến bao gồm:

• CÓ THỂ

• CANopen

• RS485

• Modbus RTU

• EtherCAT

CANopen có thể hữu ích cho các nút servo phân tán trong nhiều robot di động.

RS485 với Modbus có thể phù hợp với các kiến ​​trúc truyền thông đơn giản hơn.

EtherCAT có thể được xem xét khi robot yêu cầu điều khiển đa trục đồng bộ hiệu suất cao.

Giao thức đúng phải phù hợp:

• Số lượng động cơ

• Yêu cầu phản hồi

• Tốc độ cập nhật lệnh

• Yêu cầu đồng bộ hóa

• Khả năng tương thích của bộ điều khiển

• Kiến trúc phần mềm

• Yêu cầu chẩn đoán

Việc trao đổi thông tin cần được xem xét trong quá trình lựa chọn động cơ chứ không phải sau khi thiết kế cơ khí đã được hoàn thiện.

9. Kiểm tra hiệu suất nhiệt của động cơ

Hiệu suất nhiệt đặc biệt quan trọng đối với động cơ trục nhỏ gọn.

AMR có thể hoạt động trong vài giờ mà không cần thời gian làm mát lâu.

Đồng thời, động cơ có thể bị hạn chế luồng không khí do được lắp bên trong một khung máy nhỏ.

Nhiệt có thể là kết quả của:

• Tổn thất đồng

• Tổn thất điều khiển

• Tổn thất hộp số

• Mô-men xoắn liên tục cao

• Tăng tốc thường xuyên

• Nhiệt độ môi trường cao

Do đó, chúng ta nên yêu cầu các thông số kỹ thuật hoạt động liên tục thay vì chỉ nhìn vào sản lượng cao nhất.

Các thông số quan trọng bao gồm:

• mô-men xoắn liên tục

• Dòng điện liên tục

• Nhiệt độ tối đa

• Bảo vệ nhiệt

• Giám sát nhiệt độ

• Chu kỳ nhiệm vụ được đề xuất

Động cơ mang lại mô-men xoắn cực đại ấn tượng trong thời gian ngắn có thể không phù hợp để vận hành AMR liên tục.

10. Xem xét xếp hạng IP

Mức độ bảo vệ cần thiết phụ thuộc vào môi trường của robot.

Một nhà kho trong nhà sạch sẽ có các yêu cầu khác với sàn nhà máy nơi robot có thể gặp phải:

• Bụi

• Nước

• Dầu

• Chất lỏng làm sạch

• Độ ẩm

• Thay đổi nhiệt độ

Vỏ động cơ, đầu nối, dây cáp và cụm bánh xe đều phải được xem xét khi đánh giá khả năng bảo vệ môi trường.

Đối với rô-bốt di động công nghiệp, xếp hạng IP thích hợp có thể giúp bảo vệ hệ thống truyền động khỏi tác động của môi trường.

Xếp hạng thực tế được yêu cầu phải được xác định từ các điều kiện hoạt động của robot thay vì chỉ được chọn cho mục đích tiếp thị.

11. Quyết định xem có cần phanh hay không

Không phải mọi robot di động đều cần phanh.

Tuy nhiên, phanh có thể quan trọng khi robot phải giữ vị trí của nó trong những điều kiện nhất định.

Các ứng dụng tiềm năng bao gồm:

• Sàn dốc

• Cơ chế nâng

• Tải dọc

• Trạm nối

• Chức năng giữ liên quan đến an toàn

Khi đánh giá phanh, chúng ta nên kiểm tra:

• Giữ mô-men xoắn

• Điện áp phanh

• Thời gian đáp ứng

• Tiêu thụ điện năng

• Tích hợp cơ khí

• Hành vi không an toàn

• Chu kỳ nhiệm vụ

Phanh phải được tích hợp vào thiết kế cơ khí và an toàn tổng thể của robot.

12. Kiểm tra kích thước cơ khí

Phát triển AMR nhỏ gọn thường liên quan đến các ràng buộc về chiều rất chặt chẽ.

Trước khi chọn động cơ, chúng ta nên kiểm tra:

• Đường kính động cơ

• Chiều dài động cơ

• Đường kính bánh xe

• Chiều rộng bánh xe

• Lỗ gắn

• Độ sâu lắp đặt

• Cấu hình trục

• Vị trí đầu nối

• Hướng thoát cáp

• Trọng lượng lắp ráp tổng thể

Một động cơ có thể có các thông số kỹ thuật điện tuyệt vời nhưng vẫn không phù hợp nếu giao diện lắp đặt của nó không vừa với khung máy.

Đối với robot siêu nhỏ gọn, vỏ cơ khí phải được xác nhận khi bắt đầu quá trình thiết kế.

13. Xem xét trọng lượng động cơ

Bản thân động cơ góp phần vào tổng trọng lượng của xe.

Điều này quan trọng vì trọng lượng của hệ thống truyền động bổ sung có thể làm giảm:

• Khả năng tải trọng

• Độ bền của pin

• Tăng tốc

• Hiệu quả năng lượng

Đối với robot di động, mục tiêu không chỉ đơn giản là công suất động cơ tối đa.

Chúng ta nên tìm kiếm sự cân bằng thích hợp giữa:

Mô-men xoắn + Tốc độ + Trọng lượng + Hiệu suất + Kích thước vật lý

Điều này ngày càng trở nên quan trọng đối với các AMR chạy bằng pin, nơi mỗi kg đều ảnh hưởng đến hiệu suất cấp hệ thống.

14. Đánh giá hiệu quả năng lượng

Hiệu suất động cơ ảnh hưởng đến thời gian chạy của pin.

Yêu cầu năng lượng thực tế không chỉ phụ thuộc vào hiệu suất danh nghĩa của động cơ.

Chúng ta nên xem xét:

• Hiệu suất động cơ

• Hiệu suất điều khiển

• Hiệu suất hộp số

• Tốc độ vận hành

• Tải hồ sơ

• Tần số tăng tốc

• Hành vi tái sinh

• Tiêu thụ dự phòng

Một AMR hoạt động liên tục trong toàn bộ ca có thể được hưởng lợi đáng kể từ hệ thống truyền động hiệu quả.

Do đó, hiệu quả sử dụng năng lượng phải được đánh giá trong suốt chu kỳ làm việc thực tế của robot thay vì chỉ ở một điểm vận hành.

15. Nhìn vào Chu kỳ nhiệm vụ hoàn chỉnh

Một động cơ có thể hoạt động khác nhau dưới những khối lượng công việc khác nhau của robot.

Ví dụ:

Tải nhẹ → tốc độ cao → tăng tốc ngắn → thời gian bay dài

rất khác với:

Tải nặng → khởi động thường xuyên → tăng tốc lặp lại → dừng thường xuyên

Ứng dụng thứ hai có thể tạo ra nhu cầu nhiệt và dòng điện đỉnh cao hơn nhiều.

Do đó, một quy trình lựa chọn tốt sẽ xác định được một chu trình vận hành đại diện.

Điều này có thể bao gồm:

• Thời gian hoạt động

• Khoảng cách di chuyển

• Tốc độ trung bình

• Tốc độ tối đa

• Tần số tăng tốc

• Phần trăm tải trọng

• Vận hành đoạn đường nối

• Tần số quay

• Tần số dừng/bắt đầu

Thông tin này cho phép nhà sản xuất động cơ đánh giá ứng dụng chính xác hơn.

16. Xem xét độ trượt và lực kéo của bánh xe

Nhiều mô-men xoắn động cơ hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn.

Nếu mô-men xoắn sẵn có của bánh xe vượt quá khả năng bám đường của bánh xe và sàn thì bánh xe có thể bị trượt.

Độ trượt bánh xe có thể giảm:

• Độ chính xác của vị trí

• Độ chính xác của điều hướng

• Tuổi thọ lốp

• Hiệu quả năng lượng

Do đó, hệ thống truyền động phải phù hợp với điều kiện lực kéo thực tế.

Vật liệu bánh xe, bề mặt sàn, phân bổ tải trọng và kiểm soát mô-men xoắn đều quan trọng.

Một động cơ servo có khả năng điều khiển tốc độ và mô-men xoắn chính xác có thể giúp hệ thống điều khiển chuyển động quản lý hoạt động của bánh xe hiệu quả hơn.

17. Đánh giá chức năng bộ điều khiển hoàn chỉnh

Một động cơ servo trung tâm tích hợp có thể chứa bộ điều khiển bên trong cụm động cơ.

Chúng ta nên hiểu bộ điều khiển tích hợp thực sự cung cấp những gì.

Các câu hỏi có thể bao gồm:

• Nó có hỗ trợ kiểm soát tốc độ không?

• Nó có hỗ trợ kiểm soát vị trí không?

• Kiểm soát mô-men xoắn có sẵn không?

• Có thể cấu hình các thông số tăng tốc và giảm tốc không?

• Giới hạn hiện tại có thể được điều chỉnh?

• Mã lỗi có sẵn không?

• Có bao gồm giám sát nhiệt độ không?

• Các thông số điều khiển có thể được tùy chỉnh?

Những chi tiết này có thể ảnh hưởng đáng kể đến việc tích hợp với bộ điều khiển chính của AMR.

18. Xem xét tùy chỉnh OEM

Các sản phẩm tiêu chuẩn có thể tăng tốc độ phát triển, nhưng các nhà sản xuất robot OEM thường cần cấu hình tùy chỉnh.

Các yêu cầu tùy chỉnh có thể bao gồm:

• Đường kính bánh xe

• Công suất động cơ

• Tỷ số truyền

• Kích thước lắp đặt

• Vị trí đầu nối

• Chiều dài cáp

• Bộ mã hóa

• Giao thức truyền thông

• Phanh

• Điện áp

• Thông số phần sụn

• Nhà ở

Đối với các AMR nhỏ gọn, việc tùy chỉnh có thể đặc biệt có giá trị vì không gian cơ học thường bị hạn chế.

Vị trí đầu nối tùy chỉnh hoặc kiểu lắp đặt đôi khi có thể loại bỏ nhu cầu thiết kế lại toàn bộ khung máy.

19. Kiểm tra động cơ trong điều kiện robot thực

Thông số kỹ thuật của phòng thí nghiệm rất quan trọng, nhưng thử nghiệm nguyên mẫu vẫn cần thiết.

Lý tưởng nhất là hệ thống truyền động hoàn chỉnh nên được thử nghiệm với:

• Khối lượng robot thực tế

• Tải trọng tối đa

• Pin thật

• Bánh xe thực tế

• Bộ điều khiển thực

• Mạng truyền thông dự kiến

• Mặt sàn dự kiến

Kiểm tra nên đánh giá:

• Hiệu suất khởi đầu

• Tăng tốc

• phanh

• Hoạt động liên tục

• Nhiệt độ động cơ

• Mức tiêu thụ hiện tại

• Đồng bộ hóa bánh xe

• Độ ổn định truyền thông

• Phục hồi lỗi

• Độ bền của pin

Điều này cung cấp một bức tranh hữu ích hơn nhiều về cách hoạt động của động cơ servo trung tâm tích hợp trong AMR cuối cùng.

Danh sách kiểm tra lựa chọn động cơ servo trung tâm tích hợp thực tế

Bài học cuối cùng

Việc lựa chọn phù hợp động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp đòi hỏi một cách tiếp cận ở cấp độ hệ thống.

Chúng ta nên bắt đầu với tổng khối lượng, tải trọng, đường kính bánh xe, tốc độ, gia tốc và môi trường vận hành của robot. Từ đó, chúng ta có thể xác định mô-men xoắn cực đại và liên tục cần thiết, điện áp pin, phản hồi bộ mã hóa, giao thức truyền thông, hiệu suất nhiệt, xếp hạng IP và kích thước cơ học.

Đối với AGV và AMR nhỏ gọn, việc tích hợp mang lại lợi thế quan trọng vì động cơ, bộ điều khiển, phản hồi và bánh xe có thể được thiết kế dưới dạng một mô-đun hệ thống truyền động nhỏ gọn.

Do đó, động cơ tốt nhất không nhất thiết phải là loại động cơ mạnh nhất hoặc loại nhỏ nhất hiện có. Nó là loại có mô-men xoắn, tốc độ, phản hồi, giao tiếp, đặc tính nhiệt, kích thước và các tùy chọn tùy chỉnh phù hợp với kiến ​​trúc robot thực tế.

Đối với các nhà sản xuất OEM, việc hợp tác sớm với nhà cung cấp động cơ tích hợp cũng có thể đơn giản hóa việc phát triển nguyên mẫu, tích hợp cơ khí, thử nghiệm truyền thông và cuối cùng là sản xuất hàng loạt.

Tại sao việc tùy chỉnh OEM lại quan trọng đối với AMR AGV siêu nhỏ gọn

Đối với AGV và AMR siêu nhỏ gọn , việc chọn động cơ tiêu chuẩn từ danh mục không phải lúc nào cũng đủ. Những robot di động tự động này hoạt động trong các giới hạn nghiêm ngặt về kích thước khung gầm, vị trí bánh xe, dung lượng pin, tải trọng, khoảng sáng gầm xe, không gian nối dây và chiều cao tổng thể của xe. Một động cơ truyền động hoạt động tốt trong AGV thông thường vẫn có thể cần phải sửa đổi đáng kể về cơ hoặc điện trước khi có thể lắp vừa một robot di động nhỏ gọn.

Đây là lúc việc tùy chỉnh OEM trở nên quan trọng.

Tại JKONGMOTOR , chúng tôi tiếp cận việc phát triển động cơ tích hợp từ góc độ hệ thống chuyển động hoàn chỉnh. Thay vì coi động cơ như một bộ phận biệt lập, chúng tôi giải quyết các yêu cầu thực tế của AGV hoặc AMR, bao gồm kích thước bánh xe, mô-men xoắn, tốc độ, điện áp, phản hồi bộ mã hóa, giao tiếp, kích thước cơ học, hệ thống cáp, phanh và các hạn chế lắp đặt.

Đối với các nhà sản xuất robot di động nhỏ gọn, phương pháp này có thể tạo ra sự khác biệt giữa việc chỉ cần tìm một động cơ hoạt động và phát triển hệ thống truyền động được tối ưu hóa thực sự cho robot.

Tại sao AGV và AMR siêu nhỏ gọn cần hệ thống truyền động tùy chỉnh

Không gian là một trong những thách thức lớn nhất đối với robot di động siêu nhỏ gọn.

Khung xe có thể cần phải chứa:

• Bộ pin

• Bộ điều khiển chính

• LiDAR

• Máy ảnh

• Cảm biến an toàn

• Mô-đun truyền thông không dây

• Tải trọng

• Linh kiện sạc

• Cơ chế nâng

• Bộ điều khiển động cơ

• Phân phối điện

• Động cơ và bánh xe dẫn động

Đồng thời, robot có thể cần duy trì đủ thấp để di chuyển bên dưới giá đỡ, kệ, xe đẩy hoặc thiết bị khác.

Hệ thống truyền động thông thường có thể tiêu tốn không gian bên trong có giá trị vì động cơ, hộp số, bộ mã hóa, bộ điều khiển và hệ thống dây điện đều có thể được lắp đặt riêng biệt.

MỘT Động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp có thể giảm bớt sự phức tạp này, nhưng ngay cả một động cơ tích hợp cũng có thể yêu cầu tùy chỉnh để phù hợp với kiến ​​trúc chính xác của xe.

Đây là lý do tại sao sự hợp tác OEM trở nên có giá trị ở giai đoạn thiết kế.

1. Kích thước động cơ tùy chỉnh cho không gian khung gầm hạn chế

Một trong những yêu cầu đầu tiên trong dự án AMR siêu nhỏ gọn thường là không gian cơ học.

Phong bì động cơ có sẵn có thể bị hạn chế bởi:

• Chiều rộng khung gầm

• Chiều cao khung gầm

• Chiều dài cơ sở

• Giải phóng mặt bằng

• Vị trí pin

• Thành phần hệ thống treo

• Khoang tải trọng

• Lắp đặt cảm biến

Một động cơ tiêu chuẩn có thể có mô-men xoắn đúng nhưng đường kính hoặc chiều dài sai.

Thay vì thiết kế lại toàn bộ robot xung quanh một động cơ không phù hợp, nhà sản xuất động cơ OEM có thể làm việc với nhà sản xuất robot để xác định cấu hình cơ học phù hợp.

Tại JKONGMOTOR , việc tùy chỉnh có thể được xem xét dựa trên các yêu cầu cơ học thực tế của robot di động, giúp khách hàng OEM tích hợp động cơ vào khung máy một cách tự nhiên hơn.

2. Đường kính bánh xe và tích hợp trung tâm

Đối với động cơ servo trung tâm, bánh xe được kết nối chặt chẽ với thiết kế hệ thống truyền động.

Đường kính bánh xe ảnh hưởng:

• Tốc độ xe

• RPM của bánh xe

• mô-men xoắn yêu cầu

• Giải phóng mặt bằng

• Khả năng vượt chướng ngại vật

• Chiều cao robot

AMR nhỏ gọn có thể yêu cầu đường kính bánh xe cụ thể vì khung xe đã được tối ưu hóa theo chiều cao hoặc chiều dài cơ sở cụ thể.

Việc tùy chỉnh OEM có thể giúp điều phối động cơ, cấu trúc trục, kích thước bánh xe và giao diện lắp đặt thay vì buộc nhà sản xuất robot phải điều chỉnh toàn bộ khung xe cho phù hợp với một động cơ chung.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với robot di động nơi vị trí bánh xe ảnh hưởng trực tiếp đến việc điều hướng và độ ổn định cơ học.

3. Mô-men xoắn có thể phù hợp với Robot thực tế

Không phải mọi AGV đều cần mô-men xoắn giống nhau.

AMR giao hàng tại bệnh viện nhỏ có những yêu cầu rất khác so với robot kho hàng mang tải trọng nặng.

Yêu cầu về mô-men xoắn phụ thuộc vào:

• Tổng trọng lượng xe

• Tải trọng

• Số lượng bánh dẫn động

• Đường kính bánh xe

• Tăng tốc

• Nghiêng

• Lực cản lăn

• Điều kiện sàn

Một giải pháp động cơ tùy chỉnh có thể được phát triển dựa trên các điều kiện vận hành thực tế.

Tại JKONGMOTOR, cách tiếp cận hướng đến ứng dụng này có thể giúp khách hàng OEM tránh phải lựa chọn động cơ chỉ vì công suất danh nghĩa của nó có vẻ phù hợp.

Mục tiêu là thiết lập mối quan hệ thích hợp giữa mô-men xoắn liên tục, mô-men xoắn cực đại, tốc độ, đường kính bánh xe và chu kỳ làm việc..

4. Vấn đề mô-men xoắn cực đại khi tăng tốc AGV

AMR siêu nhỏ gọn thường cần tăng tốc nhanh và có kiểm soát.

Hệ thống truyền động có thể gặp nhu cầu mô-men xoắn cao nhất trong thời gian:

• Bắt đầu từ phần còn lại

• Tăng tốc nhanh

• Đường dốc leo núi

• Quay dưới tải

• Vượt qua lực cản lăn

• Mang tải trọng tối đa

Điều này có nghĩa là chỉ riêng công suất định mức của động cơ không cung cấp đủ thông tin.

Động cơ phải được đánh giá theo yêu cầu vận hành liên tục và cao điểm.

Nhà sản xuất động cơ OEM có thể giúp xác định các đặc tính dòng điện và mô-men xoắn phù hợp theo ứng dụng thực tế thay vì chỉ đơn giản chọn thông số kỹ thuật tiêu chuẩn gần nhất.

5. Điện áp tùy chỉnh cho AMR chạy bằng pin

Kiến trúc pin là một yếu tố quan trọng khác cần cân nhắc.

AGV và AMR nhỏ gọn thường sử dụng hệ thống pin DC, với các nền tảng khác nhau được thiết kế theo các mức điện áp khác nhau.

Động cơ và bộ điều khiển tích hợp phải hỗ trợ dải điện áp hoạt động thực tế thay vì chỉ giá trị danh nghĩa của pin.

Tùy chỉnh OEM có thể liên quan đến:

• Điện áp định mức

• Dải điện áp hoạt động

• Giới hạn hiện tại

• Gia tốc hiện tại

• Hành vi tái sinh

• Bảo vệ điện áp thấp

Tại JKONGMOTOR, các thông số kỹ thuật về điện có thể được xem xét cùng với kiến ​​trúc nguồn điện hoàn chỉnh của robot di động.

Điều này giúp đảm bảo rằng động cơ tích hợp tương thích với pin và bộ điều khiển thay vì trở thành vật cản về điện sau này trong dự án.

6. Tùy chỉnh giao thức truyền thông

AMR hiện đại phụ thuộc nhiều vào giao tiếp giữa bộ điều khiển trung tâm và các mô-đun truyền động riêng lẻ.

Tùy thuộc vào cấu trúc của robot, hệ thống truyền động có thể sử dụng:

• CÓ THỂ

• CANopen

• RS485

• Modbus RTU

• EtherCAT

• Xung và hướng

AMR dẫn động vi sai hai bánh có thể có các yêu cầu liên lạc tương đối đơn giản.

Nền tảng tự hành bốn bánh hoặc nhiều bánh có thể yêu cầu sự phối hợp nhiều hơn đáng kể.

Mỗi mô-đun truyền động có thể cần nhận các lệnh về tốc độ hoặc vị trí mục tiêu trong khi báo cáo:

• Tốc độ thực tế

• Vị trí bộ mã hóa

• Hiện hành

• Nhiệt độ

• Trạng thái cảnh báo

• Trạng thái liên lạc

Tùy chỉnh OEM có thể giúp điều chỉnh giao diện truyền thông của động cơ servo tích hợp với kiến ​​trúc điều khiển hiện có của robot.

Điều này đặc biệt hữu ích khi khách hàng đã có bộ điều khiển, nền tảng phần mềm hoặc giao thức truyền thông xác định.

7. Tùy chọn bộ mã hóa và phản hồi

Phản hồi chính xác là điều cần thiết cho chuyển động AMR vòng kín.

Bộ mã hóa cho phép bộ điều khiển servo tích hợp giám sát chuyển động của động cơ và điều chỉnh tốc độ bánh xe.

Đối với rô-bốt di động nhỏ gọn, phản hồi của bộ mã hóa có thể ảnh hưởng đến:

• Độ chính xác đường thẳng

• Chuyển tính nhất quán

• Đồng bộ hóa bánh xe

• Lắp ghép

• Chỉnh sửa vị trí

• Kiểm soát tốc độ thấp

Các nền tảng robot khác nhau có thể yêu cầu các đặc tính phản hồi khác nhau.

Do đó, các dự án OEM có thể liên quan đến việc lựa chọn hoặc cấu hình bộ mã hóa theo độ phân giải điều khiển và kiến ​​trúc hệ thống được yêu cầu.

8. Chiều dài cáp và vị trí đầu nối tùy chỉnh

Đây là một chi tiết nhỏ có thể có tác động lớn đến việc tích hợp robot nhỏ gọn.

Cáp động cơ tiêu chuẩn có thể là:

• quá dài

• Quá ngắn

• Khó định tuyến

• Đặt về phía sai

• Quá gần một bộ phận chuyển động

Khung máy siêu nhỏ gọn có rất ít không gian để quản lý cáp.

Tại JKONGMOTOR, việc tùy chỉnh OEM có thể giải quyết các chi tiết lắp đặt thực tế như:

• Chiều dài cáp

• Kiểu kết nối

• Hướng kết nối

• Hướng thoát cáp

• Cấu hình dây

Điều này có thể làm giảm các vòng cáp không cần thiết và làm cho việc lắp ráp cuối cùng trở nên gọn gàng hơn.

9. Tích hợp phanh cho các ứng dụng AMR cụ thể

Không phải mọi robot di động đều cần có phanh.

Tuy nhiên, một số ứng dụng có thể cần giữ cơ khí khi mất điện hoặc khi xe vận hành trên dốc.

Một phanh tích hợp có thể được xem xét theo:

• Giữ mô-men xoắn

• Điện áp phanh

• Phản ứng phanh

• Tiêu thụ điện năng

• Chu kỳ nhiệm vụ

• Yêu cầu an toàn

Đối với khách hàng OEM, việc tích hợp phanh vào cụm động cơ có thể đơn giản hóa hệ thống truyền động so với việc bổ sung một cơ cấu phanh riêng.

Cấu trúc phanh thực tế phải luôn được xác nhận dựa trên thiết kế an toàn hoàn chỉnh của robot.

10. Tối ưu hóa nhiệt để vận hành AMR liên tục

Bao bì siêu nhỏ gọn tạo ra một thách thức khác: tản nhiệt.

Robot di động có thể hoạt động trong nhiều giờ đồng thời liên tục tăng tốc, giảm tốc, rẽ và mang tải.

Động cơ sưởi ấm có thể là kết quả của:

• Tổn thất đồng

• Tổn thất điều khiển

• Tổn thất hộp số

• Dòng điện cao

• Tăng tốc lặp lại

• mô-men xoắn liên tục

Một động cơ hoạt động tốt trong thời gian ngắn có thể không cung cấp đủ hiệu suất nhiệt trong quá trình hoạt động liên tục.

Do đó, việc phát triển OEM có thể xem xét chu kỳ hoạt động thực tế thay vì chỉ đánh giá động cơ trong điều kiện lý tưởng.

Tại JKONGMOTOR, các yêu cầu về ứng dụng và bảo vệ nhiệt có thể được coi là một phần của giải pháp động cơ tích hợp.

11. Tùy chỉnh giao diện cơ học

Một động cơ có thể có mô-men xoắn và tốc độ chính xác nhưng vẫn không phù hợp nếu nó không được lắp đặt hiệu quả.

Các giao diện cơ học quan trọng bao gồm:

• Lỗ gắn

• Mẫu bu lông

• Kích thước trục

• Gắn bánh xe

• Kích thước nhà ở

• Vị trí đầu nối

• Lối ra cáp

• Giải phóng mặt bằng cơ khí

Giao diện tùy chỉnh có thể giảm nhu cầu sử dụng thêm giá đỡ, bộ điều hợp hoặc sửa đổi cơ học.

Đối với một nhà sản xuất OEM đang chuẩn bị sản phẩm để sản xuất hàng loạt, điều này có thể đơn giản hóa việc lắp ráp và cải thiện tính nhất quán trong sản xuất.

12. Tùy chỉnh OEM có thể giảm thời gian phát triển

Lợi thế lớn nhất khi làm việc trực tiếp với nhà sản xuất động cơ là khả năng thảo luận các yêu cầu về cơ và điện trước khi hoàn thiện thiết kế robot.

Một quy trình phát triển OEM điển hình có thể tuân theo:

Yêu cầu ứng dụng → Lựa chọn động cơ → Thiết kế cơ khí → Nguyên mẫu → Thử nghiệm → Tối ưu hóa → Sản xuất hàng loạt

Trong giai đoạn nguyên mẫu, nhà sản xuất và nhà cung cấp động cơ có thể đánh giá:

• mô-men xoắn

• Tốc độ

• Tăng tốc

• Hiệu suất nhiệt

• Giao tiếp

• Tiếng ồn

• Rung

• Lực kéo bánh xe

• Cài đặt

• Hoạt động liên tục

Vòng phản hồi này có thể xác định các vấn đề trước khi thiết kế được sản xuất hàng loạt.

13. Phương pháp tiếp cận chuyển động tích hợp của JKONGMOTOR

JKONGMOTOR tập trung vào các giải pháp điều khiển chuyển động tích hợp cho các ứng dụng OEM, bao gồm nền tảng động cơ servo và BLDC tích hợp được thiết kế cho tự động hóa công nghiệp và robot di động.

Đối với các dự án AGV và AMR, giải pháp có thể được đánh giá dựa trên các yêu cầu về hệ thống truyền động thực tế của khách hàng thay vì chỉ chọn một động cơ tiêu chuẩn từ danh mục.

Tùy thuộc vào dự án, việc tùy chỉnh có thể bao gồm các lĩnh vực như:

• Công suất động cơ

• Điện áp định mức

• mô-men xoắn

• Tốc độ

• Tích hợp bánh xe

• Bộ mã hóa

• Giao diện truyền thông

• Hộp số

• Phanh

• Kết cấu lắp đặt

• Cấu hình cáp và đầu nối

• Thông số điều khiển

Cách tiếp cận này đặc biệt phù hợp với AGV và AMR siêu nhỏ gọn , trong đó không gian cơ học và tích hợp điện thường được kết nối chặt chẽ với nhau.

14. Từ nguyên mẫu đến sản xuất hàng loạt

Đối với khách hàng OEM, việc lựa chọn động cơ chỉ là bước khởi đầu.

Một quá trình phát triển hoàn chỉnh có thể bao gồm:

Phân tích ứng dụng

Trước tiên, chúng tôi xác định tổng khối lượng, tải trọng, tốc độ, gia tốc, đường kính bánh xe, điện áp pin, chu kỳ làm việc và điều kiện môi trường của robot.

Cấu hình động cơ

Động cơ, bộ mã hóa, hộp số, bánh xe, giao diện truyền thông và các chức năng khác đều phù hợp với ứng dụng.

Phát triển nguyên mẫu

Động cơ tùy chỉnh được tích hợp vào khung robot thực tế.

Kiểm tra hiệu suất

Hệ thống truyền động hoàn chỉnh được thử nghiệm trong điều kiện vận hành và tải trọng thực tế.

Tối ưu hóa

Các thông số cơ, điện, nhiệt và điều khiển có thể được điều chỉnh dựa trên kết quả thử nghiệm.

Sản xuất hàng loạt

Sau khi thiết kế đã được xác nhận, cấu hình động cơ có thể được chuẩn hóa để đưa vào sản xuất.

Quá trình này giúp thu hẹp khoảng cách giữa nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm và hệ thống truyền động AMR sẵn sàng sản xuất.

15. Tại sao khả năng tùy chỉnh lại đặc biệt có giá trị đối với AMR siêu nhỏ gọn

Robot càng nhỏ thì khả năng chịu đựng các thành phần không khớp càng ít.

Một AGV lớn có thể có đủ không gian bên trong để chứa bộ điều khiển bên ngoài, giá đỡ bổ sung và hệ thống dây điện bổ sung.

Một AMR siêu nhỏ gọn có thể không.

Điều này có nghĩa là việc tùy chỉnh có thể mang lại giá trị trong một số lĩnh vực cùng một lúc:

Tích hợp cơ học: Động cơ vừa khít với khung xe thay vì buộc khung xe phải vừa với động cơ.

Tích hợp điện: Các đặc tính điện áp, dòng điện, bộ mã hóa và giao tiếp phù hợp với kiến ​​trúc robot.

Tích hợp điều khiển: Động cơ servo giao tiếp với bộ điều khiển chuyển động hiện có.

Tích hợp nhiệt: Động cơ được đánh giá theo chu kỳ làm việc thực tế.

Tích hợp sản xuất: Cấu hình cuối cùng có thể được chuẩn hóa để lắp ráp lặp lại.

Danh sách kiểm tra tùy chỉnh OEM thực tế

Trước khi bắt đầu dự án động cơ servo trung tâm tích hợp, chúng tôi khuyên bạn nên chuẩn bị các thông tin sau:

Việc cung cấp thông tin này sớm cho phép nhà cung cấp động cơ đánh giá ứng dụng chính xác hơn.

Phần kết luận

Đối với AGV và AMR siêu nhỏ gọn, việc tùy chỉnh OEM không chỉ đơn giản là tạo ra một động cơ khác với sản phẩm tiêu chuẩn . Đó là việc kết hợp hệ thống truyền động với robot thực tế.

Động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp phù hợp cần phải vừa với không gian có sẵn, cung cấp mô-men xoắn và tốc độ cần thiết, giao tiếp với bộ điều khiển robot, cung cấp phản hồi thích hợp, hoạt động trong phạm vi điện áp pin, quản lý nhiệt trong quá trình vận hành liên tục và tích hợp sạch sẽ với bánh xe và khung gầm.

Với JKONGMOTOR , khách hàng OEM có thể tiếp cận các yêu cầu này như một dự án chuyển động tích hợp hoàn chỉnh, từ phân tích ứng dụng ban đầu và cấu hình động cơ cho đến thử nghiệm, tối ưu hóa và sản xuất nguyên mẫu.

Đối với các nhà sản xuất robot di động đang phát triển AGV và AMR ngày càng nhỏ gọn, phương pháp tiếp cận dựa trên ứng dụng này có thể mang lại sự linh hoạt cao hơn so với việc chỉ dựa vào các động cơ theo danh mục tiêu chuẩn. Động cơ càng phù hợp với robot thì càng dễ dàng tối ưu hóa chiếc xe hoàn chỉnh về kích thước, tải trọng, hiệu suất, độ tin cậy và khả năng sản xuất.

Chúng tôi nên hỏi nhà sản xuất động cơ servo trung tâm tích hợp điều gì?

Trước khi mua, chúng ta nên yêu cầu thông tin kỹ thuật rõ ràng thay vì chỉ đánh giá sản phẩm chỉ bằng mô tả tiếp thị.

Các câu hỏi quan trọng bao gồm:

1. Giá trị mô-men xoắn định mức và cực đại là gì?

2. Tốc độ hoạt động liên tục là gì?

3. Những đường kính bánh xe có sẵn?

4. Phạm vi điện áp pin nào được hỗ trợ?

5. Những tùy chọn bộ mã hóa nào có sẵn?

6. Những giao thức truyền thông nào được hỗ trợ?

7. Có sẵn phanh không?

8. Xếp hạng IP của động cơ là gì?

9. Đánh giá nhiệt liên tục là gì?

10. Khả năng quá tải có sẵn là gì?

11. Kích thước lắp đặt là gì?

12. Có thể tùy chỉnh đầu nối và cấu hình cáp không?

13. Các thông số phần mềm có thể được tùy chỉnh?

14. Thử nghiệm nào được thực hiện trước khi giao hàng?

15. Nhà sản xuất có thể cung cấp hỗ trợ kỹ thuật trong quá trình phát triển nguyên mẫu không?

Những câu hỏi này giúp chúng tôi đánh giá động cơ như một phần của hệ thống truyền động AMR hoàn chỉnh thay vì như một động cơ biệt lập.

Động cơ Hub servo tích hợp so với kiến ​​trúc ổ đĩa ngoài thông thường

Sự lựa chọn giữa kiến ​​trúc tích hợp và kiến ​​trúc thông thường phụ thuộc vào robot.

Một hệ thống thông thường có thể mang lại sự linh hoạt khi có đủ không gian tủ và khi người thiết kế muốn tách biệt các thiết bị điện tử của động cơ và truyền động.

Kiến trúc servo trung tâm tích hợp trở nên đặc biệt hấp dẫn khi robot ưu tiên:

• Kích thước nhỏ gọn

• Giảm hệ thống dây điện

• Độ phức tạp cài đặt thấp hơn

• Thiết kế hệ thống truyền động mô-đun

• Điều khiển động cơ phân tán

• Lắp ráp đơn giản

• Bao bì tiết kiệm không gian

Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào kiến ​​trúc hệ thống hoàn chỉnh.

Tuy nhiên, đối với các robot siêu nhỏ gọn, tiềm năng tích hợp tiết kiệm không gian có thể đặc biệt có giá trị.

Danh sách kiểm tra cuối cùng để chọn một Động cơ servo AMR Hub siêu nhỏ gọn

Trước khi xác nhận một động cơ, chúng ta nên xác minh những điều sau:

Phần kết luận

Việc chọn một động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp cho AGV hoặc AMR siêu nhỏ gọn đòi hỏi nhiều điều hơn là việc kết hợp định mức công suất của động cơ với rô-bốt.

Chúng ta cần đánh giá hệ thống chuyển động hoàn chỉnh.

Mô-men xoắn, tốc độ, đường kính bánh xe, tải trọng, khả năng tăng tốc, điện áp pin, phản hồi bộ mã hóa, giao thức liên lạc, hiệu suất nhiệt, mức độ bảo vệ, kích thước cơ học và các yêu cầu phanh đều ảnh hưởng đến việc hệ thống truyền động có hoạt động đáng tin cậy trên hiện trường hay không.

Đối với các rô-bốt di động tự động nhỏ gọn, việc tích hợp có thể mang lại một phương pháp thiết thực để giảm khối lượng truyền động, đơn giản hóa hệ thống dây điện và tạo ra kiến ​​trúc cơ khí gọn gàng hơn. Khi kết hợp với phản hồi vòng kín, giao tiếp phù hợp, bảo vệ nhiệt và tùy chỉnh OEM, động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp có thể trở thành mô-đun truyền động có khả năng thích ứng cao cho robot di động bị giới hạn về không gian.

Quá trình lựa chọn đáng tin cậy nhất bắt đầu từ các yêu cầu vận hành thực tế của rô-bốt và tiến hành ngược lại với thông số kỹ thuật của động cơ. Bằng cách tính toán các yêu cầu về mô-men xoắn và tốc độ, kiểm tra vỏ điện và nhiệt hoàn chỉnh, xác thực tích hợp cơ học và thử nghiệm hệ thống truyền động trong điều kiện tải trọng thực, chúng tôi có thể giảm rủi ro thiết kế lại và xây dựng nền tảng AMR đáng tin cậy hơn.

Đối với các nhà sản xuất OEM AGV và AMR, động cơ cuối cùng phải được đánh giá không chỉ đơn giản là một bộ phận mà còn là một giải pháp điều khiển chuyển động hoàn chỉnh được thiết kế xoay quanh các yêu cầu về cơ, điện và vận hành của robot.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao việc tùy chỉnh OEM lại quan trọng đối với AGV và AMR siêu nhỏ gọn?

Tùy chỉnh OEM cho phép động cơ và hệ thống truyền động phù hợp với không gian, tải trọng, kích thước bánh xe, điện áp, mô-men xoắn, giao thức truyền thông và giao diện cơ học của robot. Đối với AGV và AMR siêu nhỏ gọn, các yếu tố này thường bị hạn chế chặt chẽ, do đó, một động cơ tiêu chuẩn có thể không phù hợp với cấu trúc xe nếu không có những thỏa hiệp về cơ hoặc điện.

2. Những gì có thể được tùy chỉnh trong một động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp?

Tùy thuộc vào ứng dụng, việc tùy chỉnh có thể bao gồm kích thước động cơ, đường kính bánh xe, mô-men xoắn định mức và cực đại, điện áp vận hành, phạm vi tốc độ, cấu hình bộ mã hóa, giao diện truyền thông, phanh, chiều dài cáp, loại đầu nối, cấu trúc lắp đặt, mức bảo vệ và bảo vệ nhiệt. Các tùy chọn này cho phép động cơ thích ứng với hệ thống truyền động AGV hoặc AMR thực tế.

3. Động cơ trung tâm tùy chỉnh giúp tiết kiệm không gian trong AMR như thế nào?

Một động cơ servo trung tâm không chổi than tích hợp kết hợp động cơ, các bộ phận phản hồi và truyền động điện tử thành một hệ thống truyền động nhỏ gọn. Tùy chỉnh OEM có thể tối ưu hóa hơn nữa vỏ động cơ, giao diện bánh xe, vị trí đầu nối và kích thước lắp đặt. Điều này có thể giảm bớt các bộ phận bên ngoài, hệ thống dây điện, giá đỡ và không gian bên trong rô-bốt di động nhỏ gọn.

4. Động cơ servo tích hợp có thể được tùy chỉnh cho các kích cỡ bánh xe AGV khác nhau không?

Đúng. Một động cơ servo trung tâm tích hợp có thể được thiết kế hoặc cấu hình phù hợp với các đường kính bánh xe và giao diện cơ học khác nhau. Kích thước bánh xe ảnh hưởng đến mô-men xoắn cần thiết, tốc độ xe, khả năng tăng tốc, khoảng sáng gầm xe và khả năng đóng gói, do đó, sự kết hợp giữa động cơ và bánh xe phải được lựa chọn theo yêu cầu hoàn chỉnh của hệ thống truyền động.

5. Động cơ servo tích hợp OEM có thể hỗ trợ CANopen hoặc EtherCAT không?

Đúng. Tùy thuộc vào nền tảng động cơ và kiến ​​trúc điều khiển, động cơ servo tích hợp có thể được cấu hình với các giao diện truyền thông như CANopen, EtherCAT, RS485 hoặc các giải pháp truyền thông công nghiệp khác. Giao diện thích hợp phụ thuộc vào bộ điều khiển AGV hoặc AMR, yêu cầu đồng bộ hóa, chẩn đoán và kiến ​​trúc hệ thống.

6. Tại sao việc tùy chỉnh nhiệt lại quan trọng đối với động cơ AGV nhỏ gọn?

Động cơ siêu nhỏ gọn có không gian vật lý hạn chế để tản nhiệt. Tăng tốc liên tục, leo dốc, vận hành tải trọng cao và khởi động và dừng lặp đi lặp lại có thể làm tăng nhiệt độ động cơ. Tùy chỉnh nhiệt có thể liên quan đến thiết kế động cơ, cài đặt bảo vệ, tối ưu hóa vỏ và các thông số vận hành để giúp duy trì hiệu suất đáng tin cậy trong chu kỳ làm việc được chỉ định.

7. Bộ mã hóa và hệ thống phản hồi có thể được tùy chỉnh không?

Đúng. Lựa chọn bộ mã hóa có thể phù hợp với các yêu cầu về định vị, kiểm soát tốc độ, đồng bộ hóa và phản hồi của robot. Tùy thuộc vào ứng dụng, khách hàng có thể chỉ định loại bộ mã hóa, độ phân giải, giao diện phản hồi và các đặc tính phản hồi khác mà hệ thống điều khiển chuyển động yêu cầu.

8. Những giao diện cơ học nào có thể được tùy chỉnh cho động cơ AGV và AMR?

Việc tùy chỉnh có thể bao gồm các kích thước lắp đặt, cấu trúc trục hoặc trung tâm, giao diện mặt bích, kiểu bu lông, lắp bánh xe, lối ra cáp, vị trí đầu nối và kích thước tổng thể của động cơ. Tùy chỉnh cơ học đặc biệt hữu ích khi động cơ phải phù hợp với khung gầm AGV hiện có hoặc hệ thống truyền động nhỏ gọn được thiết kế mới.

9. Nhà sản xuất AGV nên cung cấp những gì khi yêu cầu động cơ OEM?

Yêu cầu OEM thường bao gồm trọng lượng xe, tải trọng tối đa, đường kính bánh xe, tốc độ mục tiêu, khả năng tăng tốc, khả năng vượt dốc, điện áp pin, chu kỳ làm việc, mô-men xoắn yêu cầu, không gian lắp đặt sẵn có, giao thức liên lạc, yêu cầu bộ mã hóa, yêu cầu phanh và điều kiện môi trường. Việc cung cấp các thông số này giúp nhà sản xuất động cơ lựa chọn hoặc phát triển hệ thống truyền động phù hợp hiệu quả hơn.

10. JKONGMOTOR có thể cung cấp các giải pháp động cơ servo tích hợp tùy chỉnh cho AGV và AMR không?

Đúng. JKONGMOTOR cung cấp các giải pháp điều khiển chuyển động tích hợp có thể được tùy chỉnh cho các ứng dụng AGV và AMR. Tùy thuộc vào dự án, việc tùy chỉnh có thể bao gồm hiệu suất động cơ, kích thước cơ học, tích hợp bánh xe, bộ mã hóa, thông tin liên lạc, cáp và đầu nối, phanh, bảo vệ nhiệt và các yêu cầu khác về hệ thống truyền động. Quy trình OEM điển hình có thể bao gồm đánh giá kỹ thuật, thiết kế động cơ, phát triển nguyên mẫu, thử nghiệm và sản xuất hàng loạt.