У системі автоматизації логістики автомобільного виробництва стабільна робота AGV (Automated Guided Vehicles) безпосередньо визначає ефективність і точність моделі SPS (Set Parts Supply). У певному проекті SPS в обладнанні AGV часто виникали три ключові технічні проблеми: зазор підйомної плити, сходження вантажу з рейок і відхилення положення штифта піддону. У цьому документі аналізуються першопричини з точки зору механічного розрахунку, структурного проектування та принципів трансмісії, а також пропонуються практичні рішення на рівні-системи, щоб забезпечити технічну довідку для надійного застосування AGV у логістиці автомобільного виробництва.
1. Надмірний зазор після гальмування підйомною пластиною: подвійна оптимізація зачеплення трансмісії та шестерні
Будучи основним компонентом для транспортування візків для матеріалів, підйомна плита все ще має зазор, який можна переміщувати вручну, навіть коли гальмо повністю задіяно. Під навантаженням візок для матеріалу все ще можна обертати проти годинникової стрілки, що серйозно впливає на точність позиціонування та створює ризики відхилення матеріалу.
(1) Аналіз першопричини: дефекти з’єднання трансмісії та зачеплення шестерні
Завдяки демонтажу та аналізу системи трансмісії підйомної плити AGV було виявлено, що проблеми походять в основному з таких аспектів:
Порушення з'єднання двигун-редуктор
З'єднання між двигуном і коробкою передач здійснюється за допомогою затискного хомута з гвинтами. Початковий момент затягування був недостатнім. Під навантаженням між коробкою передач і двигуном виникло мікрокутове зміщення, створюючи «зазор вільного обертання».
Надмірний зазор у зубчастій парі
Зазор між великим поворотним підшипником (180 зубів) і вихідною шестірнею коробки передач (20 зубів) перевищував проектний допуск, що ще більше збільшувало величину обертального вільного ходу підйомної пластини.
(2) Розрахунок механічної межі: кількісне визначення зовнішньої сили, необхідної для обертання пластини
На основі принципів передачі крутного моменту встановлюється модель повного крутного моменту опору, необхідного для обертання пластини:
FL Більше або дорівнює T × i₁ × η₁ × η₂ × i₂
F:Сила, необхідна для обертання пластини (Н)
L:Відстань від точки прикладання сили до центру плити (м)
T:Гальмівний момент (1,5 Нм)
i₁:Коробка передач (40)
i₂:Передавальне число (190/20=9)
η₁:ККД коробки передач (0,98)
η₂:ККД редуктора (0,95)
Розрахунок показує, що коли плече сили становить 0,6 м, 1,0 м і 1,5 м, необхідні сили становлять 873,8 Н, 502,7 Н і 335,0 Н, що відповідає еквівалентним масам 87,4 кг, 50,3 кг і 33,5 кг. Результати показують, що сама по собі механічна структура не може повністю усунути зазор; потрібна компенсація-системи контролю.
(3) Рішення для системного виправлення
Модернізація підключення передачі
Замініть оригінальне затискне з'єднання на коробку передач NORD зі шпонкою. Конструкція шпонки запобігає відносному обертанню між двигуном і коробкою передач, повністю виключаючи вільний хід обертання.
Оптимізація зачеплення зубчастих коліс
Регулювання міжцентрової відстані:Фрезеруйте отвори для кріплення коробки передач, щоб контролювати зазор у зачепленні в межах 0,1–0,15 мм.
Оновлення матеріалів і процесу:Використовуйте 20CrMnTi з науглерожуванням і загартуванням, щоб досягти 6 класу точності (GB/T 10095.1-2008).
Додайте паралельне ключове з’єднання:Оптимізуйте допуск H9/h8, щоб зменшити обертальний зазор між шестернею та валом.
Контролюйте-компенсацію системи
Алгоритм компенсації зазору вбудований в контролер AGV. Після гальмування енкодер перевіряє залишкове відхилення; якщо вище 0,5 градуса, система виконує автоматичне точне налаштування для утримання остаточного відхилення в межах ±0,1 градуса.
2. Схід вантажу AGV з рейок: покращення системи розподілу навантаження та адаптації колії
AGV часто сходив з рейок під час транспортування цистерни-для зберігання повітря вагою 1000 кг. Звичайна перевірка апаратного забезпечення не виявила аномалій, що вимагає глибшого аналізу з точки зору розподілу навантаження та динамічної поведінки.
(1) Перевірка можливостей обладнання
Перевірка потужності приводу, вихідного крутного моменту та сили натискання пружини підтвердила, що всі параметри теоретично задовольняють вимоги до навантаження, виключаючи недостатню потужність як причину.
(2) Основні причини сходу з рейок
Ексцентриситет навантаження призводить до нерівномірного тиску колеса
Циліндричний повітряний резервуар викликав відхилення центру ваги на 150-200 мм від центру AGV, що значно збільшувало тиск на колесо з одного боку і знижувало його з іншого. Під час керування або проходження стиків шляхів сходження з рейок стає більш імовірним.
Недостатня точність інтерфейсу доріжки
Деякі з’єднання колії мали різницю у висоті 0,5–0,8 мм (специфікація Менше або дорівнює 0,3 мм). Важкі-автомобілі AGV створюють силу удару під час проходження таких з’єднань, що збільшує ймовірність сходу з рейок.
Алгоритм керування кермом не адаптований до умов великого-навантаження
Режим рульового керування з фіксованою кутовою швидкістю не враховує підвищеної інерції при великих навантаженнях, що посилює ударні сили в стиках колій.
(3) Комплексні виправні заходи
Контроль і моніторинг навантаження
Короткостроковий-термін:Зменшіть одноразове-навантаження до 800 кг; граничне відхилення--центру тяжіння до Менше або дорівнює 50 мм.
Довго-строковий:Додайте датчики-ексцентриситету навантаження; заборонити запуск AGV при перевищенні обмежень.
Трек відновлення точності суглоба
Відшліфуйте та вирівняйте шви, щоб забезпечити різницю у висоті менше або рівну 0,3 мм.
Додайте поліуретанові буфери для зменшення ударної вібрації.
Оновлення алгоритму керування кермом
Створіть таблицю відповідності навантаження та кутової швидкості, щоб обмежити швидкість повороту під великим навантаженням.
Використовуйте зір, щоб визначити з’єднання колій і-завчасно зменшити швидкість.
3. Відхилення позиціонування штифта палети: системна компенсація через кілька джерел помилок
Коли підйомний AGV вставляє штифт, він часто не вдається зачепити замкові отвори візка для матеріалу. Основною причиною є накопичення помилок на кількох етапах: розміщення вручну, переміщення візка, проектування конструкції та обертання AGV.
(1) Аналіз джерела помилок
Помилка ручного вирівнювання:Початкове відхилення розміщення може досягати ±20 мм.
Дрифт візка:Нахил підлоги викликає вторинний зсув ±10 мм.
Дефектна структура отвору:Тонка сталева пластина та дизайн-прямих отворів не можуть погасити відхилення.
Похибка обертання пластини:Мікро-рух під час підйому призводить до відхилення співвісності.
(2) Рішення для повного-контролю помилок
Жорстка система вирівнювання
Установіть L--подібні обмежувачі заземлення в поєднанні з лазерними датчиками вирівнювання, щоб зменшити початкове відхилення в межах ±3 мм.
Анти{0}}конструкція для візків
Додайте колеса з храповим гальмом, щоб запобігти руху на схилах Менше або дорівнює 1 градусу.
Модернізація конструкції отвору позиціонування
Замініть пластину товщиною 1,5 мм на сталь Q345 товщиною 8 мм.
Змінити прямий отвір на композитний з фаскою 60 градусів; вхідний діаметр φ15 мм; довжина направляючої секції 10 мм.
Відточіть внутрішню стінку, щоб зменшити тертя.
Система компенсації-на основі зору
Камера бачення визначає фактичне положення отвору та керує компенсацією X/Y/θ пластини, що обертається, щоб підтримувати коаксіальне відхилення менше або дорівнює 2 мм.
4. Підведення підсумків
Проблеми AGV, які обговорюються в цій статті, по суті, відображають недостатню системну відповідність між механічними структурами, алгоритмами керування та польовими умовами. Завдяки систематичному інженерному підходу «кількісного аналізу, повної -координації ланцюга та динамічно-статичної комбінованої компенсації» впроваджені рішення досягли чудових результатів: проблему зазору підйомної плити було повністю вирішено, частота сходів AGV знизилася до нуля, а відсоток успішного введення штифта зріс до 99,5%. Ці рішення надають цінну довідкову інформацію для покращення стабільності системи AGV у сценаріях логістики з високою-пропускною здатністю, наприклад у автомобільному виробництві.
