В системата за логистична автоматизация на автомобилното производство стабилната работа на AGV (Автоматизирани управлявани превозни средства) директно определя ефективността и точността на модела SPS (Set Parts Supply). В определен SPS проект често възникват три ключови технически проблема в оборудването на AGV: хлабина на повдигащата плоча, дерайлиране на товара и отклонение на позиционирането на щифта на палета. Този документ анализира първопричините от гледна точка на механичното изчисление, структурния дизайн и принципите на трансмисията и предлага практически решения на системно-ниво, за да предостави техническа справка за надеждното приложение на AGV в логистиката на автомобилното производство.
1. Прекомерна хлабина след спиране с повдигаща плоча: Двойна оптимизация на зацепването на трансмисията и зъбното колело
Като основен компонент за пренасяне на колички за материали, повдигащата плоча все още има ръчно подвижна хлабина, дори когато спирачката е напълно задействана. Под товар количката за материали все още може да се върти обратно на часовниковата стрелка, което сериозно засяга точността на позициониране и създава рискове от отклонение на материала.
(1) Анализ на първопричината: Дефекти на връзката на трансмисията и зацепването на предавките
Чрез разглобяване и анализ на трансмисионната система с повдигаща плоча AGV беше установено, че проблемите произтичат главно от следните аспекти:
Повреда на връзката мотор-скоростна кутия
Връзката между двигателя и скоростната кутия използва затягаща яка с винтове. Първоначалният момент на затягане беше недостатъчен. При натоварване възникна микро ъглово изместване между скоростната кутия и мотора, създавайки "хлабина за свободно въртене".
Прекомерна хлабина на зацепване в зъбната двойка
Хлабината на зацепване между голямото въртящо се лагерно зъбно колело (180 зъба) и изходното зъбно колело на скоростната кутия (20 зъба) надвишава проектния толеранс, което допълнително увеличава количеството свободен ход на въртене в повдигащата плоча.
(2) Изчисляване на механична граница: количествено определяне на външната сила, необходима за завъртане на плочата
Въз основа на принципите на предаване на въртящия момент се установява моделът на общия съпротивителен въртящ момент, необходим за завъртане на плочата:
FL По-голямо или равно на T × i₁ × η₁ × η₂ × i₂
F:Сила, необходима за завъртане на плочата (N)
L:Разстояние от точката на прилагане на сила до центъра на плочата (m)
T:Задържащ въртящ момент на спирачката (1,5 Nm)
i₁:Коефициент на намаляване на скоростната кутия (40)
i₂:Предавателно отношение (190/20=9)
η₁:Ефективност на скоростната кутия (0,98)
η₂:Ефективност на предавката (0,95)
Изчислението показва, че когато рамото на силата е 0,6 m, 1,0 m и 1,5 m, необходимите сили са 873,8 N, 502,7 N и 335,0 N, съответстващи на еквивалентни маси от 87,4 kg, 50,3 kg и 33,5 kg. Резултатите показват, че механичната структура сама по себе си не може напълно да елиминира хлабината; контрол{10}}необходима е компенсация на системата.
(3) Решения за систематично коригиране
Надстройка на предавателната връзка
Заменете оригиналната връзка със скоба със скоростна кутия NORD с ключ. Структурата на ключа предотвратява относителното въртене между двигателя и скоростната кутия, като напълно елиминира свободното въртене.
Оптимизиране на зацепването на зъбни колела
Регулиране на централното разстояние:Фрезовайте монтажните отвори на скоростната кутия, за да контролирате хлабината на зацепване в рамките на 0,1–0,15 mm.
Надграждане на материали и процеси:Използвайте 20CrMnTi с карбуризиране и закаляване, за да достигнете степен на точност 6 (GB/T 10095.1-2008).
Добавяне на връзка с паралелен ключ:Оптимизирайте толеранса H9/h8, за да намалите хлабината на въртене между предавката и вала.
Контрол{0}}компенсация на системата
В AGV контролера е вграден алгоритъм за компенсиране на хлабината. След спиране енкодерът проверява остатъчното отклонение; ако е над 0,5 градуса, системата извършва автоматична фина настройка, за да запази крайното отклонение в рамките на ±0,1 градуса.
2. AGV Дерайлиране на товара: Системни подобрения в разпределението на товара и адаптивността на коловоза
AGV често дерайлира при транспортиране на резервоар за-въздух от 1000 kg. Рутинното валидиране на хардуера не откри аномалии, което изисква по-задълбочен анализ от гледна точка на разпределението на натоварването и динамичното поведение.
(1) Проверка на хардуерните възможности
Проверката на задвижващата мощност, изходящия въртящ момент и силата на натискане на пружината потвърдиха, че всички параметри теоретично отговарят на изискванията за натоварване, изключвайки недостатъчната мощност като причина.
(2) Основни причини за дерайлиране
Ексцентричност на товара, водеща до неравномерно налягане на колелата
Цилиндричният въздушен резервоар накара центъра на тежестта да се отклони на 150–200 mm от центъра на AGV, което значително увеличи налягането на колелото от едната страна и го намали от другата. По време на кормилно управление или преминаване през релсови връзки дерайлирането става по-вероятно.
Недостатъчна точност на интерфейса на пистата
Някои релсови съединения имаха разлики във височината от 0,5–0,8 mm (спецификация По-малка или равна на 0,3 mm). Тежко{4}}натоварените AGV произвеждат ударни сили, когато преминават през такива съединения, увеличавайки вероятността от дерайлиране.
Алгоритъмът за управление на волана не е адаптиран към тежки{0}}условия на натоварване
Режимът на кормилно управление с фиксирана ъглова скорост не отчита увеличената инерция при големи натоварвания, усилвайки ударните сили в ставите на коловоза.
(3) Всеобхватни коригиращи мерки
Контрол и мониторинг на натоварването
Краткосрочен-срочен:Намалете единично-товарване до 800 кг; гранично отклонение на центъра--на тежестта до По-малко или равно на 50 mm.
Дългосрочен-срочен план:Добавяне на товар-сензори за ексцентричност; забранете стартирането на AGV при превишаване на ограниченията.
Проследете възстановяване на точността на ставата
Шлайфайте и изравнете фугите, за да осигурите по-малка или равна на 0,3 mm разлика във височината.
Добавете полиуретанови буфери за намаляване на вибрациите при удар.
Надграждане на алгоритъма за управление на волана
Създайте таблица за съвпадение на товар – ъглова скорост, за да ограничите скоростта на завиване при голямо натоварване.
Използвайте зрението, за да идентифицирате ставите на коловоза и превантивно да намалите скоростта.
3. Отклонение при позициониране на щифта на палета: Системна компенсация при множество източници на грешки
Когато повдигащият AGV изпълнява вмъкване на щифта, той често не успява да захване заключващите отвори на количката за материали. Основната причина е натрупването на грешки в множество етапи: ръчно поставяне, движение на количката, структурен дизайн и ротация на AGV.
(1) Анализ на източника на грешка
Грешка при ръчно подравняване:Първоначалното отклонение при поставяне може да достигне ±20 mm.
Дрифт на количката:Наклонът на пода причинява вторично отклонение от ±10 mm.
Дефектна структура на отвора:Тънката стоманена плоча и дизайнът с прав -отвор не могат да поемат отклонение.
Грешка при въртене на плочата:Микро-движението по време на повдигане води до коаксиално отклонение.
(2) Решения за пълен-верижен контрол на грешките
Твърда система за подравняване
Инсталирайте L-образни заземителни ограничители, комбинирани с лазерни сензори за подравняване, за да намалите първоначалното отклонение до ±3 mm.
Анти{0}}дизайн за колички
Добавете колела с тресчотка, за да предотвратите движение по наклони, по-малки или равни на 1 градус.
Надграждане на структурата на позициониращия отвор
Заменете 1,5 мм тънка плоча с 8 мм стомана Q345.
Променете правия отвор на композитен отвор с фаска от 60 градуса; входен диаметър φ15 mm; дължина на направляващия участък 10 мм.
Усъвършенствайте вътрешната стена, за да намалите триенето.
Визия{0}}базирана система за компенсация
Визуална камера идентифицира действителната позиция на отвора и управлява X/Y/θ компенсация на въртящата се плоча, за да поддържа коаксиалното отклонение по-малко или равно на 2 mm.
4. Обобщение
Проблемите с AGV, обсъдени в тази статия, по същество отразяват недостатъчното съвпадение на системата между механичните структури, алгоритмите за управление и условията на полето. Чрез систематичния инженерен подход на „количествен анализ, пълна -координация на веригата и динамично-статична комбинирана компенсация“, внедрените решения постигнаха забележителни резултати: проблемът с хлабината на повдигащата плоча беше напълно разрешен, честотата на дерайлиране на AGV спадна до нула и степента на успеваемост на вмъкването на щифта се увеличи до 99,5%. Тези решения осигуряват ценна справка за подобряване на стабилността на AGV системата при логистични сценарии с висока-производителност, като например автомобилното производство.
