Servomotoare pentru AGV-uri și AMR: Ce să verificați dincolo de 48V

Luați în considerare un robot de depozit care se îndepărtează cu o încărcătură, încetinește o întoarcere, se acoperează la o stație și se întoarce pentru următoarea slujbă. Unele versiuni ridică, de asemenea, un cremalier sau rotesc un modul de direcție separat. Aceste mișcări impun motoare diferite, chiar și atunci când au aceeași baterie.

Pentru producătorii de vehicule cu ghid automat (AGV) și roboți mobili autonomi (AMR), un servomotor de 48 V poate fi un punct de plecare practic. Întrebarea utilă este dacă motorul, transmisia și transmisia pot face față sarcinii prevăzute pe tot parcursul zilei de lucru.^[2]

Identificați mai întâi axa de mișcare

Motoarele de tracțiune mișcă vehiculul. Cerințele lor depind de masa totală de funcționare a robotului, diametrul roții, viteza de deplasare, accelerație, pante și rezistența la rulare. Numai sarcina utilă nu este suficientă pentru a le selecta.

La vehiculele cu o axă de direcție separată, motorul are o sarcină diferită: poziționarea ansamblului roților, mai degrabă decât propulsarea continuă a șasiului. Un mecanism de ridicare aduce un alt set de cerințe, inclusiv modul în care sarcina este suportată atunci când puterea de antrenare nu este disponibilă.

Nu presupuneți că o specificație a motorului se potrivește fiecărei axe pur și simplu pentru că toate trei folosesc un sistem de 48 V. Confirmați funcționarea fiecărui motor înainte de a compara dimensiunile cadrului sau prețurile.^{[1, 3]}

Verificați intervalul de funcționare al bateriei, nu doar eticheta acesteia

O tensiune nominală a bateriei nu este o tensiune constantă la bornele convertizorului. Verificați tensiunea complet încărcată, cea mai scăzută tensiune de funcționare permisă și orice scădere în timpul mișcărilor solicitante. Combinația de acționare cu motor trebuie să ofere în continuare mișcarea necesară în intervalul respectiv.

Servomotorul fără perii nu este conectat direct la baterie. Un servomotor compatibil transformă sursa de curent continuu în curenți controlați de fază a motorului. Atât limitele de intrare ale variatorului, cât și cerințele de funcționare ale motorului trebuie verificate.

Decelerația merită și ea atenție. Un motor poate returna energie la magistrala DC în timp ce încetinește o sarcină. Dacă bateria poate accepta această energie depinde de baterie, de sistemul său de management și de aranjamentul unității. Confirmați ce se întâmplă când încărcarea este restricționată sau bateria este deja plină; nu presupuneți că fiecare oprire îl va reîncărca.^{[2, 4, 5]}

Evaluați o tură de lucru, nu una reușită

Un test scurt pe banc nu reproduce pornirile repetate la sarcină, perioadele lungi de călătorie sau funcționarea în interiorul unui șasiu închis. Testați motorul propus într-o instalație reprezentativă și verificați temperatura și curentul pe durata ciclului de lucru așteptat.

Durata de funcționare a bateriei necesită, de asemenea, o verificare la nivel de sistem. Curentul motorului și curentul bateriei sunt cantități diferite, deoarece unitatea convertește puterea între intrare și ieșire.

De exemplu, intrarea de 400 W din tabelul de catalog 60B al Jiangnan Electric listează un curent nominal de motor de 12,8 A. Aceasta nu este o predicție a consumului mediu de baterie. Împărțirea capacității bateriei în amperi-oră la acest număr nu ar stabili durata de funcționare a robotului. Utilizați consumul măsurat pe partea bateriei pe o rută reprezentativă, inclusiv celelalte sarcini electrice ale robotului.^{[6, 7]}

Rezervați spațiu pentru ansamblul complet

Corpul motorului este doar o parte a anvelopei de instalare. Lăsați spațiu pentru cutia de viteze, conexiunea arborelui, frână, conectori și coturi de cablu. Arborele și lagărele trebuie să se potrivească și sarcinilor mecanice; un arbore de motor standard nu trebuie tratat automat ca o axă a roții unui vehicul.

Desenul de montaj 60B oferă un exemplu util. Pentru configurația de 400 W, dimensiunea catalogată a lungimii motorului se modifică de la 124 mm fără frână la 165 mm cu frână. Această diferență poate conta sub un șasiu cu profil redus, înainte de a se acorda vreun acord pentru transmisie sau cabluri.

Verificați separat funcționarea prevăzută a frânei. O frână de staționare este în primul rând pentru a menține o axă staționară, nu pentru frânarea de serviciu repetă, cu excepția cazului în care este prevăzut în mod special pentru aceasta. Selectarea unui motor cu frână nu stabilește, în sine, performanța de siguranță a vehiculului.^{[7, 8]}

Opțiuni pentru servo de joasă tensiune Jiangnan de revizuit

Catalogul servo Jiangnan Electric identifică seria B de joasă tensiune pentru aplicațiile AGV. Următoarele configurații de catalog oferă puncte de plecare pentru o revizuire de inginerie, mai degrabă decât specificațiile complete ale tracțiunii sau ale vehiculului.^[7]

Numai exemple de catalog. Evaluările electrice și mecanice enumerate nu stabilesc o capacitate de sarcină utilă AGV sau AMR.

60C aparține gamei cu inerție medie, pe care catalogul o poziționează pentru roboții industriali și de manipulare a materialelor. Este o opțiune separată de a revizui unde dimensiunile și caracteristicile sale de funcționare se potrivesc axei, nu un substitut direct pentru un motor din seria B.

Aceste viteze sunt viteze ale arborelui motor, nu viteze ale roților. Transmisia și diametrul roții determină în continuare viteza de deplasare a vehiculului și cuplul roții. Adecvarea pentru un anumit AMR, unitate de direcție sau mecanism de ridicare trebuie confirmată pentru acea aplicație.

Pagina de produs B-Series 80 de pe site-ul Jiangnan oferă o referință legată de produs. Pentru a comanda, utilizați desenul de configurare aprobat și datele motorului, în loc să tratați un nume de familie ca pe o specificație completă.^{[7, 9]}

Păstrați feedback-ul motorului și controlul vehiculului separate

Encoderul motorului trebuie să funcționeze cu servomotor aleasă. Comunicarea dintre acea unitate și controlerul vehiculului este o interfață separată de confirmat.

Selectarea unui anumit encoder nu oferă automat motorului CANopen, EtherCAT sau o funcție de navigare. De asemenea, feedback-ul precis al arborelui nu garantează de unul singur o andocare precisă. Mecanica vehiculului, tracțiunea, senzorii și sistemul de control influențează, de asemenea, rezultatul.

Confirmați ce furnizor furnizează funcțiile de motor, transmisie, cutie de viteze, frână și control. Limitele clare ale aprovizionării ajută la prevenirea apariției componentelor lipsă și a interfețelor incompatibile în timpul asamblarii.^{[1, 3, 7]}

Trimiteți aspectul vehiculului cu întrebarea de motor

Pentru o primă revizuire, trimiteți Jiangnan Electric funcția axei, gama de tensiune a bateriei și modelul de acționare, împreună cu spațiul de montare disponibil. Pentru o axă de tracțiune, includeți masa totală a vehiculului cu sarcina utilă, diametrul roții, viteza țintă, gradientul maxim și raportul de transmisie, dacă este deja selectat.

O descriere a ciclului de lucru este la fel de utilă: cât de des pornește robotul, cât de departe se deplasează sub sarcină și dacă ridică sau virează. Adăugați cerința de frână și orice constrângeri legate de sarcina pe arbore sau de mediu.

Înainte de a trece de la mostre la producție, convineți asupra configurației exacte a motorului și asupra unui plan de validare la nivel de vehicul. O mostră care se potrivește și se rotește este doar începutul; aranjamentul selectat trebuie să îndeplinească cerințele de funcționare ale robotului pe toată gama de baterii și ciclul de lucru preconizat.

Note de sursă

[1]maxon - Sisteme de acționare pentru roboți logistici mobili
Context general de aplicare: sarcini de tracțiune, integrare, constrângeri de instalare și validare la nivel de vehicul. Nu există dovezi ale capacităților Jiangnan.

[2]Kollmorgen - Servomotoare DC de joasă tensiune AKM2G și AKM
Exemplu industrial de platforme servo de joasă tensiune pentru roboți mobili acționați cu baterie. Nu este implicată compatibilitatea între mărci.

[3]Kollmorgen - Controlere de motoare AC7 și DC7
Separă controlul direcției/tracțiunii, interfețele cu motor și comunicarea cu vehiculul.

[4]Novanta Motion - Sursă de alimentare și putere motor (Capitan XCR)
Limitele de alimentare ale convertizorului și spațiul liber de tensiune pentru regenerare. Limitele de unitate numerică din această sursă nu sunt aplicate produselor Jiangnan.

[5]Novanta Motion - Protectii
Energie regenerativă și condiții de acceptare a bateriei.

[6]Suport maxon - EPOS4 / IDX: Verificarea consumului de curent al motorului
Curentul motorului nu este aceeași cantitate cu curentul de alimentare al controlerului.

[7] Catalog Servo în engleză furnizat de companie
Fișier sursă: Pagina promoțională Servo motor (engleză) (1).pdf. PDF p.10 (tipărit p.01): Declarație de aplicare Seria B. PDF pp.29–30 (tipărit pp.20–21): 60B date electrice și dimensiuni frână/frână. PDF p.34 (tipărit p.25): date 80B. PDF pp.36–38 (tipărit pp.27–29): Aplicații din seria C și date/dimensiuni 60C.

[8]Kollmorgen - Frână de oprire
Distincția generală între oprirea și frânarea operațională repetată; siguranța vehiculului necesită o evaluare separată.

[9]Jiangnan Electric - Servomotoare cu cadru cu magneți permanenți Seria B 80
Referință publică a produsului pentru seria 48 VB. Utilizați configurația aprobată pentru comanda finală; vezi nota de discrepanță în Note de publicare.

Disclaimer

Informațiile din acest articol sunt furnizate doar pentru referință generală. Specificațiile produsului, performanța, opțiunile de configurare și adecvarea trebuie evaluate în detaliu pentru aplicația prevăzută și condițiile reale de funcționare. Înainte de a selecta, cumpăra sau utiliza un produs, vă rugăm să confirmați detaliile relevante cu Jiangnan Electric și să consultați documentația tehnică aplicabilă și specificațiile convenite. Acest articol nu înlocuiește instrucțiunile specifice produsului sau o evaluare inginerească profesională.