Резюме

При разработването на AGV и AMR инженерите обикновено се фокусират върху критични компоненти като задвижващи двигатели, редуктори, системи за управление и навигационни технологии. Един важен механичен фактор обаче често се подценява - конструкцията на окачването на системата на задвижващото колело.

За четири{0}}колесни AGV, оборудвани с четири задвижващи колела и функции за управление, окачването не е просто допълнителен аксесоар. Той играе критична роля за поддържане на балансирано натоварване на колелата, намаляване на съпротивлението при управление, предотвратяване на прекомерен ток на двигателя и подобряване-надеждността на системата в дългосрочен план.

Тази статия представя случай на реален клиент отPlutools, анализирайки как липсата на окачване е причинила неравномерно натоварване на колелата, необичаен ток на кормилното управление и прегряване на двигателя на четири{0}}колесния AGV. Чрез-тестване на място и инженерен анализ, действителната причина беше идентифицирана, предоставяйки ценна информация за дизайна на шасито на AGV.

Предистория на проекта

Клиент разработи тежкотоварен AGV с-задвижване на четирите колела и структура за управление на четирите-колела.

AGV беше оборудван с четири комплектаPlutools PLT310 Вертикални AGV задвижващи колела. Превозното средство не включва спомагателни колела, а системата на задвижващите колела е проектирана без механизъм за окачване.

ThePLT310 Вертикално AGV задвижващо колелоотличава се с компактна структура, висока товароносимост, прецизно управление и отлична надеждност. Той е проектиран за тежкотоварни AGV, AMR и индустриални мобилни роботи, които изискват стабилно шофиране и точно позициониране.

По време на първоначалния етап на пускане в експлоатация AGV работеше гладко във фабриката на клиента.

Тъй като зоната за пускане в експлоатация имаше относително равен под, превозното средство демонстрира добро управление. Въз основа на тази среда клиентът смята, че системата за окачване е ненужна.

От инженерна гледна точка обаче препоръчахме да запазим дизайна на окачването, за да подобрим адаптивността към-реалните работни условия и да поддържаме балансирано натоварване на колелата.

Въпреки че AGV се представи добре по време на фабричните тестове, възникнаха неочаквани проблеми след внедряването на мястото на крайното приложение.

Проблеми с управлението се появиха на сайта на крайния потребител

След като AGV беше инсталиран на крайния сайт на клиента, възникнаха няколко проблема:

AGV имаше затруднения при извършването на-въртене на място;

Токът на кормилното управление често достига ограничението на тока от 80A на контролера;

В определени зони AGV не можа да завърши управлението;

Двигателите на кормилното управление станаха изключително горещи след продължителна работа.

Въз основа на тези симптоми клиентът първоначално заподозря, че кормилната система няма достатъчно въртящ момент.

Те вярваха, че решението ще изисква:

По-голям кормилен двигател;

Скоростна кутия с по-високо предавателно число.

Това предположение беше разбираемо, тъй като високият ток и неуспешното управление често се свързват с недостатъчен въртящ момент на двигателя.

Въпреки това, след като анализираха действителните работни условия, инженерите на Plutools вярваха, че основната причина може да не е свързана с мощността на двигателя.

Изисква се подробно-разследване на място и анализ на данните.

-Проучване на място и анализ на първопричината

Инженерите на Plutools посетиха-сайта на крайния потребител и извършиха цялостна проверка на шасито на AGV.

ЧетириматаPLT310 Вертикални AGV задвижващи колелабяха инсталирани в стандартна четири{0}}конфигурация:

Колело №1 и Колело №4 образуваха една диагонална двойка;

Колело №2 и Колело №3 образуваха друга диагонална двойка.

По време на инспекцията установихме, че равнината на пода на мястото на окончателното приложение е значително по-лоша от средата на пускане в експлоатация на клиента.

По-важното е, че деформацията на Колело №1 и Колело №4 беше значително по-голяма от другите две колела.

Това показва, че четирите задвижващи колела не споделят равномерно теглото на автомобила.

Поради неравни условия на терена, едната диагонална двойка задвижващи колела носеше прекомерно вертикално натоварване, докато другата диагонална двойка носеше много по-малко натоварване.

За четири{0}}колесни AGV без окачване, този дисбаланс може значително да увеличи съпротивлението при управление и да създаде необичайно натоварване на двигателя.

Тест на кормилния ток и проверка на данните

За да проверят нашия анализ, инженерите на Plutools извършиха-тест за наблюдение в реално време на тока на управление на всичките четири задвижващи колела PLT310 Vertical AGV.

Първо, AGV беше тестван в зоната, където се появи повреда на кормилното управление.

По време на теста една диагонална двойка задвижващи колела бързо достигна ограничението на тока на контролера от 80 A, но AGV все още не можеше да завърши завъртането.

Това показва, че кормилната система изпитва прекомерно механично съпротивление, а не недостатъчна мощност на двигателя.

След това AGV беше преместен в зона, където и четирите задвижващи колела можеха да се въртят гладко. Токът на управление на всяко задвижващо колело беше измерен отново.

Резултатите от теста показаха:

Колело №1 и Колело №4: приблизително 70–80A ток на управление;

Колело № 2 и Колело № 3: приблизително 5–15 A ток на управление;

Общ пусков ток на четирите кормилни двигателя: приблизително 170–180A.

Тези резултати предоставиха убедителни доказателства.

Ако капацитетът на двигателя на кормилното управление е бил недостатъчен, и четирите двигателя на кормилното управление трябва да са достигнали ограничението на тока едновременно.

Реалната ситуация обаче беше съвсем различна:

Само една диагонална двойка задвижващи колела работеше под голямо натоварване, докато другата двойка носеше значително по-малко натоварване.

Следователно проблемът не е причинен от недостатъчен въртящ момент на двигателя на кормилното управление или капацитет на скоростната кутия.

Действителната причина бешенеравномерно разпределение на натоварването на колелата, причинено от липсата на компенсация на окачването.

Защо липсата на окачване влияе върху ефективността на управлението на AGV?

Много инженери приемат, че четири{0}}колесният AGV може естествено да разпредели теглото на превозното средство равномерно между четирите колела.

На теория това е вярно при идеални условия.

Реалните индустриални среди обаче рядко са идеално плоски.

Дори малки разлики във височината на пода могат да създадат неравномерно натоварване, когато шасито на AGV преминава през различни зони.

За четири{0}}колесни AGV без окачване шасито не може ефективно да компенсира тези вариации на земята.

В резултат на това може да възникне следната ситуация:

Една диагонална двойка колела носи по-голямата част от теглото на превозното средство;

Другата диагонална двойка има намален контактен натиск;

Претоварените колела изпитват по-голяма деформация на гумата;

Съпротивлението при управление се увеличава значително;

Токът на двигателя на волана нараства бързо;

Температурата на двигателя се повишава;

AGV може в крайна сметка да не успее да завърши управлението.

Следователно действителният проблем не е, че моторът не може да генерира достатъчно въртящ момент.

Истинският проблем е, че прекомерната механична устойчивост се създава от неравномерното натоварване на колелата.

Анализ на разпределението на товара

Връзката между силата на управление и тока на двигателя може да се счита за приблизително пропорционална.

По време на полевия тест, когато AGV едва можеше да завърши управлението, средните токове на управление на двете диагонални групи колела бяха приблизително:

Група A: 10A;

Група B: 80A.

Въз основа на разпределението на тока може да се изчисли приблизителното разпределение на товара:

Група А:

Общо натоварване × 10 / (10 + 80)

≈ 11% от общото натоварване

Група Б:

Общо натоварване × 80 / (10 + 80)

≈ 89% от общото натоварване

Това означава, че съотношението на натоварване между двете диагонални колела е близко до:

1 : 8

С други думи, една двойка диагонални колела носеше почти осем пъти по-голям товар от другата двойка.

Когато AGV достигне по-неравна зона, където кормилното управление напълно се провали, дисбалансът на натоварването стана още по-сериозен.

Това изчисление допълнително потвърди, че ключовият проблем не е мощността на системата на задвижващото колело PLT310, а неравномерното разпределение на механичното натоварване.

Решение: Добавяне на окачване към системата на задвижващото колело PLT310

След идентифициране на първопричината, Plutools не смени двигателите на кормилното управление или промени конфигурацията на скоростната кутия.

Вместо това, решението се фокусира върху подобряване на механичната структура:

Към четирите вертикални задвижващи колела PLT310 AGV беше добавен механизъм за окачване.

С инсталираната система за окачване всяко задвижващо колело може автоматично да компенсира малките неравности на пода и да поддържа по-балансирано контактно налягане.

След модификацията:

AGV възвърна плавното-въртене на място;

Токът на волана беше значително намален;

Температурата на двигателя се връща в нормален диапазон;

Превозното средство работеше надеждно в-сайта на крайния потребител.

Този случай демонстрира, че подобряването на баланса на механичното натоварване може да бъде по-ефективно от простото увеличаване на мощността на двигателя.

Инженерно резюме

Много AGV проекти се представят добре по време на фабрично тестване, но срещат неочаквани проблеми след внедряването.

Причината често не е недостатъчната производителност на компонентите, а разликата между средата за пускане в експлоатация и действителните работни условия.

За четири{0}}колесни AGV ефективността на кормилното управление зависи не само от въртящия момент на двигателя и избора на скоростна кутия, но и от баланса на натоварването на колелата.

Този случай показва, че дори незначителни неравности на пода могат да причинят сериозна концентрация на натоварване в четири{0}}колесен AGV без окачване, което води до:

Повишено съпротивление при управление;

Прекомерен ток на двигателя;

По-висока температура на двигателя;

Намалена надеждност на системата;

Възможна повреда на кормилното управление.

За дизайн на шаси с четири{0}}колесни AGV Plutools препоръчва:

Оценяване на изискванията за окачване въз основа на реални условия на приложение, а не само на среда за въвеждане в експлоатация;

Отчитане на най-лошите условия-случай на работа по време на проектирането на шасито;

Извършване на анализ на разпределението на натоварването на колелата преди финализиране на механичната структура;

Използване на решения за окачени задвижващи колела за тежко-натоварени AGV и приложения с непрекъсната работа.

Окачването не е просто допълнителен механичен компонент.

Това е важен елемент от дизайна, който осигурява стабилна работа, балансирано натоварване и-дългосрочна надеждност на задвижващите системи AGV.

Чрез професионална технология за задвижващи колела и инженерен опит,Plutools продължава да предоставя надеждни решения за мобилност на AGV за глобални интелигентни производствени и логистични приложения.