Povzetek

Pri razvoju AGV in AMR se inženirji običajno osredotočajo na kritične komponente, kot so pogonski motorji, reduktorji, krmilni sistemi in navigacijske tehnologije. Vendar pa je en pomemben mehanski dejavnik pogosto podcenjen - zasnova vzmetenja sistema pogonskih koles.

Za štiri{0}}kolesna AGV, opremljena s štirimi pogonskimi kolesi in krmilnimi funkcijami, vzmetenje ni le dodatna oprema. Ima ključno vlogo pri ohranjanju uravnotežene obremenitve koles, zmanjšanju upora pri krmiljenju, preprečevanju prekomernega toka motorja in izboljšanju dolgoročne-zanesljivosti sistema.

Ta članek predstavlja primer resnične stranke izPlutools, ki analizira, kako je pomanjkanje vzmetenja povzročilo neenakomerno obremenitev koles, nenormalen tok krmiljenja in pregrevanje motorja na štiri-kolesnem AGV. S-testiranjem na kraju samem in inženirsko analizo je bil ugotovljen dejanski vzrok, kar je zagotovilo dragocene vpoglede za načrtovanje šasije AGV.

Ozadje projekta

Stranka je razvila-težko AGV s štiri-pogonom in štiri-kolesno krmilno strukturo.

AGV je bil opremljen s štirimi sklopiPlutools PLT310 Vertikalna pogonska kolesa AGV. Vozilo ni vključevalo pomožnih koles, sistem pogonskih koles pa je bil zasnovan brez mehanizma vzmetenja.

ThePLT310 Vertikalno pogonsko kolo AGVima kompaktno zgradbo, visoko nosilnost, natančno krmiljenje in odlično zanesljivost. Zasnovan je za-za težke AGV, AMR in aplikacije industrijskih mobilnih robotov, ki zahtevajo stabilno vožnjo in natančno pozicioniranje.

V fazi začetnega zagona je AGV v tovarni stranke deloval nemoteno.

Ker je bilo na območju zagona razmeroma ravna tla, je vozilo pokazalo dobro krmiljenje. Na podlagi tega okolja je stranka menila, da sistem vzmetenja ni potreben.

Z inženirskega vidika pa priporočamo, da ohranite zasnovo vzmetenja, da izboljšate prilagodljivost dejanskim-pogojem delovanja in ohranite uravnoteženo obremenitev koles.

Čeprav se je AGV dobro obnesel med tovarniškim testiranjem, so se po uvedbi na mestu končne aplikacije pojavile nepričakovane težave.

Težave s krmiljenjem so se pojavile na strani končnega uporabnika

Po namestitvi AGV na strankino končno lokacijo se je pojavilo več težav:

AGV je imel težave pri izvajanju-rotacije na mestu;

Krmilni tok je pogosto dosegel tokovno omejitev 80A krmilnika;

Na določenih območjih AGV ni mogel dokončati krmiljenja;

Krmilni motorji so se po neprekinjenem delovanju zelo segreli.

Na podlagi teh simptomov je stranka sprva posumila, da krmilni sistem nima dovolj navora.

Verjeli so, da bo rešitev zahtevala:

večji volanski motor;

Menjalnik z višjim redukcijskim razmerjem.

Ta predpostavka je bila razumljiva, ker sta visok tok in neuspešno krmiljenje pogosto povezana z nezadostnim navorom motorja.

Vendar pa so inženirji Plutools po analizi dejanskih pogojev delovanja verjeli, da glavni vzrok morda ni povezan z močjo motorja.

Potrebna je bila podrobna-preiskava na kraju samem in analiza podatkov.

-Preiskava na kraju samem in analiza temeljnega vzroka

Inženirji Plutools so obiskali-mesto končnega uporabnika in izvedli celovit pregled šasije AGV.

ŠtiriPLT310 Vertikalna pogonska kolesa AGVso bili nameščeni v standardni štiri{0}}konfiguraciji:

Kolo št. 1 in kolo št. 4 tvorita en diagonalni par;

Kolo št. 2 in kolo št. 3 sta tvorila še en diagonalni par.

Med inšpekcijskim pregledom smo ugotovili, da je bila ravnost tal na mestu končnega nanosa znatno slabša od okolja naročnika pri zagonu.

Še pomembneje je, da je bila deformacija kolesa št. 1 in kolesa št. 4 opazno večja kot pri drugih dveh kolesih.

To je pokazalo, da štiri pogonska kolesa niso enakomerno porazdelila teže vozila.

Zaradi neravne podlage je en diagonalni par pogonskih koles prenašal prekomerno navpično obremenitev, medtem ko je drugi diagonalni par nosil precej manjšo obremenitev.

Pri štiri{0}}kolesnem AGV brez vzmetenja lahko to neravnovesje znatno poveča upor pri krmiljenju in povzroči nenormalno obremenitev motorja.

Preskus krmilnega toka in preverjanje podatkov

Da bi preverili našo analizo, so inženirji Plutools izvedli-test nadzora v realnem času na krmilnem toku vseh štirih navpičnih pogonskih koles PLT310 AGV.

Najprej je bil AGV testiran na območju, kjer je prišlo do okvare krmiljenja.

Med preskusom je en diagonalni par pogonskih koles hitro dosegel omejitev toka krmilnika 80 A, vendar AGV še vedno ni mogel dokončati vrtenja.

To je nakazovalo, da je imel krmilni sistem prevelik mehanski upor in ne nezadostno moč motorja.

Po tem je bil AGV premaknjen na območje, kjer so se lahko vsa štiri pogonska kolesa nemoteno vrtela. Krmilni tok vsakega pogonskega kolesa je bil ponovno izmerjen.

Rezultati testa so pokazali:

Kolo št. 1 in kolo št. 4: približno 70–80 A krmilnega toka;

Kolo št. 2 in kolo št. 3: približno 5–15 A krmilnega toka;

Skupni zagonski tok štirih krmilnih motorjev: približno 170–180 A.

Ti rezultati so bili trdni dokazi.

Če je bila zmogljivost krmilnega motorja nezadostna, bi se morali vsi štirje krmilni motorji hkrati približati tokovni omejitvi.

Toda dejansko stanje je bilo popolnoma drugačno:

Pod visoko obremenitvijo je deloval samo en diagonalni par pogonskih koles, medtem ko je bil drugi par obremenjen bistveno manj.

Zato težava ni nastala zaradi premajhnega navora krmilnega motorja ali zmogljivosti menjalnika.

Dejanski vzrok je bilneenakomerna porazdelitev obremenitve koles zaradi pomanjkanja kompenzacije vzmetenja.

Zakaj pomanjkanje vzmetenja vpliva na zmogljivost krmiljenja AGV?

Mnogi inženirji domnevajo, da lahko štiri{0}}kolesni AGV naravno enakomerno porazdeli težo vozila med vsa štiri kolesa.

V teoriji to drži v idealnih pogojih.

Vendar so resnična industrijska okolja le redko popolnoma ravna.

Celo majhne razlike v višini tal lahko povzročijo neenakomerno obremenitev, ko gre šasija AGV skozi različna območja.

Pri štiri{0}}kolesnem AGV brez vzmetenja šasija ne more učinkovito kompenzirati teh sprememb tal.

Posledično se lahko pojavi naslednja situacija:

En diagonalni par koles nosi večino teže vozila;

Drugi diagonalni par ima zmanjšan kontaktni tlak;

Preobremenjena kolesa imajo večjo deformacijo pnevmatike;

Upor pri krmiljenju se znatno poveča;

Tok krmilnega motorja hitro narašča;

Temperatura motorja se poveča;

AGV morda sčasoma ne uspe dokončati krmiljenja.

Zato dejanska težava ni v tem, da motor ne more ustvariti dovolj navora.

Resnična težava je v tem, da prekomerna mehanska odpornost nastane zaradi neenakomerne obremenitve koles.

Analiza porazdelitve obremenitve

Razmerje med silo krmiljenja in tokom motorja se lahko šteje za približno sorazmerno.

Med preskusom na terenu, ko je AGV komaj dokončal krmiljenje, so bili povprečni krmilni tokovi dveh diagonalnih skupin koles približno:

Skupina A: 10A;

Skupina B: 80A.

Na podlagi trenutne porazdelitve je mogoče izračunati približno porazdelitev obremenitve:

Skupina A:

Skupna obremenitev × 10 / (10 + 80)

≈ 11 % celotne obremenitve

Skupina B:

Skupna obremenitev × 80 / (10 + 80)

≈ 89 % celotne obremenitve

To pomeni, da je bilo razmerje obremenitev med dvema diagonalnima skupinama koles blizu:

1 : 8

Z drugimi besedami, en par diagonalnih koles je nosil skoraj osemkrat večjo obremenitev kot drugi par.

Ko je AGV dosegel bolj neravno območje, kjer je krmiljenje popolnoma odpovedalo, je neravnovesje obremenitve postalo še hujše.

Ta izračun je dodatno potrdil, da ključna težava ni bila močnostna zmogljivost sistema pogonskih koles PLT310, temveč neenakomerna porazdelitev mehanske obremenitve.

Rešitev: Dodajanje vzmetenja sistemu pogonskih koles PLT310

Po ugotovitvi temeljnega vzroka Plutools ni zamenjal krmilnih motorjev ali spremenil konfiguracije menjalnika.

Namesto tega se je rešitev osredotočila na izboljšanje mehanske strukture:

Vsem štirim navpičnim pogonskim kolesom PLT310 Vertical AGV je bil dodan mehanizem vzmetenja.

Z nameščenim sistemom vzmetenja lahko vsako pogonsko kolo samodejno izravna majhne nepravilnosti tal in vzdržuje bolj uravnotežen kontaktni pritisk.

Po spremembi:

AGV je ponovno dosegel gladko-zmogljivost vrtenja na mestu;

Tok krmiljenja se je znatno zmanjšal;

Temperatura motorja se je vrnila v normalno območje;

Vozilo je na mestu končnega-uporabnika delovalo zanesljivo.

Ta primer je pokazal, da je izboljšanje ravnovesja mehanske obremenitve lahko učinkovitejše od preprostega povečanja moči motorja.

Inženirski povzetek

Mnogi projekti AGV delujejo dobro med tovarniškim testiranjem, vendar naletijo na nepričakovane težave po uvedbi.

Razlog pogosto ni nezadostna zmogljivost komponent, ampak razlika med okoljem zagona in dejanskimi pogoji delovanja.

Pri štirikolesnih AGV je zmogljivost krmiljenja odvisna ne samo od navora motorja in izbire menjalnika, ampak tudi od ravnotežja obremenitve koles.

Ta primer kaže, da lahko že manjše nepravilnosti na tleh povzročijo veliko koncentracijo obremenitve v štiri-kolesnem AGV brez vzmetenja, kar povzroči:

Povečan upor pri krmiljenju;

Prekomerni tok motorja;

Višja temperatura motorja;

Zmanjšana zanesljivost sistema;

Možna okvara krmiljenja.

Za -zasnovo štirikolesne šasije AGV Plutools priporoča:

Vrednotenje zahtev po vzmetenju na podlagi dejanskih pogojev uporabe, ne le okolij zagona;

Upoštevanje najslabših-pogojev delovanja med načrtovanjem šasije;

Izvedba analize porazdelitve kolesne obremenitve pred dokončanjem mehanske strukture;

Uporaba rešitev z obešenimi pogonskimi kolesi za težke-agregate AGV in aplikacije neprekinjenega delovanja.

Vzmetenje ni le dodatna mehanska komponenta.

Je pomemben konstrukcijski element, ki zagotavlja stabilno delovanje, uravnoteženo obremenitev in dolgoročno-zanesljivost pogonskih sistemov AGV.

S profesionalno tehnologijo pogonskih koles in inženirskimi izkušnjami,Plutools še naprej zagotavlja zanesljive rešitve mobilnosti AGV za globalno inteligentno proizvodnjo in logistične aplikacije.