вступ

Зі швидким розвитком інтелектуального виробництва та автоматизованих систем логістики автоматизовані керовані транспортні засоби (AGV) стали критично важливим обладнанням для сучасної внутрішньої логістики та операцій з обробки матеріалів. Продуктивність, безпека та надійність AGV значною мірою залежать від конструкції його системи приводу, зокрема від вибору приводного двигуна AGV, гальмівної системи та вбудованого приводу AGV.

Неправильно обраний приводний двигун може призвести до недостатнього крутного моменту, нестабільної роботи, надмірного споживання електроенергії або скорочення терміну служби обладнання. Так само неадекватна гальмівна система може становити загрозу безпеці, особливо в умовах високого-навантаження, високо-завдань позиціонування або середовищ із пандусами та схилами.

З цієї причини проектування системи приводу AGV має базуватися на систематичних інженерних розрахунках, а не простому емпіричному виборі. Необхідно враховувати такі ключові параметри, як маса автомобіля, вантажопідйомність, робоча швидкість, характеристики прискорення, стан підлоги та кут нахилу.

Цей інженерний посібник містить практичний огляд:

Принципи вибору гальмівного двигуна AGV

Методика розрахунку потужності двигуна приводу АГВ

Конфігурація приводу AGV для різних архітектур AGV

Особливі умови експлуатації

Ці рекомендації можуть допомогти виробникам AGV, системним інтеграторам та інженерам з автоматизації проектувати безпечніші та ефективніші системи приводу AGV.

1. Розуміння приводу AGV

Перш ніж вибрати двигуни та гальмівні системи, важливо зрозуміти структуру типового двигунаПривід АГВ.

Сучасний привід AGV об’єднує кілька ключових компонентів у компактний і високоефективний модуль, як правило, включаючи:

Привідний двигун AGV (серводвигун або двигун PMSM)

прецизійний редуктор або редуктор

Ведуче колесо АГВ

електромагнітне гальмо

кодер або пристрій зворотного зв'язку

інтерфейс контролера двигуна

Ця інтегрована архітектура дозволяє приводу забезпечувати як рушійну силу, так і, у деяких конструкціях, здатність керувати. У багатьох мобільних роботах і AGVВедуче колесо АГВ в зборіслужить основним силовим модулем, що відповідає за рух автомобіля.

Залежно від структури AGV зазвичай використовуються кілька конфігурацій приводів:

Диференціальний привід АГВ

Два ведучих колеса незалежно контролюють рух і кермування.

Тягові АГВ

Тяговий привід тягне візки або візки.

Вантажоперенесення-AGV

Транспортний засіб підтримує вантаж безпосередньо на своєму шасі.

Андеррид AGV

AGV рухається під стелажами або візками, щоб підняти та транспортувати їх.

Рульовий привід АГВ

Використовує керовані ведучі колеса для всенаправленого руху.

Кожна конфігурація вимагає різного крутного моменту, потужності та ефективності гальмування, що безпосередньо впливає на вибір приводного двигуна AGV та гальмівної системи.

2. Вибір гальмівного двигуна AGV: безпека перш за все

Гальмівна система є критично важливим компонентом будь-якої системи приводу AGV. Його основні функції:

забезпечення швидкої зупинки в аварійних ситуаціях

запобігання руху транспортного засобу при відключенні живлення

збереження стабільності положення під навантаженням

У багатьох приводах AGV гальма вбудовані безпосередньо в двигун.

Вибір гальмівного двигуна залежить від кількох інженерних факторів:

загальна маса автомобіля

вантажопідйомність

Конструкційне проектування АГВ

вимоги до точності позиціонування

операційне середовище

Типові рекомендації щодо вибору гальмівного двигуна

Легкі-автомобілі (менше 300 кг)

Невеликі AGV з підводним ходом, що працюють на рівній підлозі, можуть працювати без гальмівних двигунів, якщо система керування двигуном забезпечує відповідне електронне гальмування.

AGV середнього-навантаження (300–800 кг)

Для-автомобілей AGV або роботів із-диференціальним приводом зазвичай рекомендуються гальмівні двигуни, щоб покращити стабільність зупинки та точність позиціонування.

Важкі-автомобілі (понад 800 кг)

Гальмівні двигуни стають необхідними через збільшення інерції системи.

Високоточні AGV-

Застосування, що вимагають точності позиціонування ±10 мм або вище, як правило, потребують гальмівних двигунів для забезпечення повторюваної ефективності зупинки.

Обов'язкова установка гальмівного двигуна

Незалежно від вантажопідйомності, гальмівні двигуни слід завжди встановлювати, коли:

AGV використовують лазерні сканери безпеки або схеми аварійної зупинки

система вимагає суворого гальмівного шляху

AGV працює на пандусах або схилах

AGV транспортує крихкі або небезпечні матеріали

У цих сценаріях механічне гальмування забезпечує додатковий рівень безпеки, крім електронного керування гальмуванням.

3. Розрахунок гальмівної сили

Необхідну гальмівну силу можна оцінити за допомогою наступного інженерного рівняння:

Fb Більше або дорівнює (mAGV + mload) × g × (μ × cosθ + sinθ)

Де:

Fb=гальмівна сила (Н)
mAGV=Маса автомобіля AGV (кг)
mload=маса корисного навантаження (кг)
g=гравітаційне прискорення (9,81 м/с²)
μ=коефіцієнт тертя підлоги
θ=кут нахилу

Для типових бетонних підлог:

μ = 0.6 – 0.8

Щоб забезпечити безпечну роботу, інженери зазвичай застосовують коефіцієнт безпеки гальмування:

Fдизайн=1.5 – 2,0 × Fb

4. Вибір потужності двигуна приводу AGV

Вибір правильногоПотужність двигуна приводу АГВмає вирішальне значення для забезпечення стабільного руху автомобіля та енергоефективності.

Необхідна потужність двигуна залежить від кількох механічних параметрів:

загальна маса автомобіля

вантажопідйомність

швидкість руху

опір коченню

ККД трансмісії

продуктивність прискорення

Для більшості промислових AGV типові робочі швидкості коливаються між:

30 – 60 м/хв

Типові діапазони потужності двигуна

Хоча рекомендовані детальні розрахунки, типові діапазони потужності двигуна AGV:

AGV-з диференціальним приводом зазвичай потребують більшої потужності двигуна, оскільки кожне ведуче колесо має забезпечувати як рушійну силу, так і обертовий момент.

5. Базовий розрахунок потужності приводу AGV

Потужність двигуна, необхідну для-постійного руху, можна оцінити за допомогою:

P = (F × v) / η

Де:

P=необхідна потужність двигуна
F=опір руху (Н)
v=швидкість автомобіля (м/с)
η=ефективність трансмісії

Типова ефективність трансмісії AGV:

η = 0.85 – 0.95

6. Вимоги до потужності нахилу

Коли AGV працюють на рампах, двигун повинен долати додатковий гравітаційний опір.

Pslope=(mAGV mload) × g × v × sinθ

Де:

Pslope=сила підйому на схил
θ=кут нахилу

Навіть невеликий нахил може значно збільшити вимоги до потужності для важких -навантажених AGV.

7. Вимоги до потужності прискорення

Під час запуску автомобіля для прискорення потрібна додаткова потужність.

Pacc=(mAGV + mload) × v² / (2 × t)

Де:

Pacc=потужність прискорення
v=цільова швидкість (м/с)
t=час прискорення (с)

Типовий час розгону AGV:

t = 3 – 5 s

8. Остаточний вибір потужності двигуна

Вибрана потужність двигуна повинна задовольняти:

Pmotor Більше або дорівнює K × (Prun + Pslope + Pacc)

Де:

Pmotor=номінальна потужність двигуна
Обрізка=живлення постійної швидкості
Pslope=сила підйому на схил
Pacc=потужність прискорення
K=коефіцієнт безпеки

Типовий інженерний коефіцієнт безпеки:

K = 1.2 – 1.5

9. Спеціальні міркування щодо конструкції приводів AGV

Стандартні вказівки щодо вибору двигуна можуть не застосовуватись у певних випадках.

Додатковий інженерний аналіз необхідний, коли:

Багато-візки, що буксирують AGV

Коли один AGV тягне кілька візків, сили тяги та опір повороту значно зростають.

Навантаження-не по центру

Якщо центр навантаження зміщується від центральної лінії транспортного засобу, потрібні додаткові розрахунки крутного моменту.

Високошвидкісні AGV

AGV, що працюють вище:

80 м/хв

зазнавати вищих динамічних навантажень і може знадобитися більш{0}}приводні агрегати.

Суворі промислові умови

Екстремальні температури, пил або вологість можуть вимагати:

вищий рівень захисту IP

міркування щодо зниження номінальних характеристик двигуна

спеціалізовані ущільнювальні конструкції

10. Інженерна перевірка системи приводу AGV

Після вибору приводного двигуна AGV і гальмівної системи слід провести тестування.

Типові інженерні випробування включають:

Тест безперервної роботи з номінальним навантаженням

Працювати під номінальним навантаженням протягом 4 годин і контролювати температуру двигуна.

Тест на перевантаження

Запустіть систему за адресою:

120% номінального навантаження

протягом однієї години.

Тест на екстрене гальмування

Перевірте гальмівний шлях і ефективність гальм.

Тест на міцність

Виконайте повторювані цикли запуску-зупинки:

Більше або дорівнює 1000 циклам

щоб оцінити-довгострокову надійність.

Висновок

Розробка надійного приводу AGV вимагає збалансованого поєднання механічних розрахунків, інженерного досвіду та міркувань безпеки.

Добре-спроектована система приводу AGV має відповідати кільком основним принципам:

пріоритет безпеки в конфігурації гальмівного двигуна

розрахувати потужність двигуна виходячи з реальних умов експлуатації

проводити спеціальний аналіз для складних застосувань

перевірити продуктивність за допомогою інженерних випробувань

Дотримуючись цих інженерних рекомендацій, виробники та системні інтегратори AGV можуть розробляти безпечніші, ефективніші та довговічніші системи приводів AGV, здатні задовольнити вимоги сучасних автоматизованих логістичних середовищ.

Приклад інтегрованого приводу AGV

Сучасні системи AGV часто використовують інтегрованіПриводні агрегати АГВякі поєднують в собі двигун, коробку передач, гальма іВедуче колесо АГВв компактний модуль. Ці інтегровані приводи спрощують установку та підвищують надійність системи.

Ви можете дослідити різні типи приводів AGV тут:

Приклад внутрішнього посилання

Привід AGV

Ведуче колесо AGV

Привідне колесо диференціала для AGV