Servomotorer för AGV:er och AMR:er: Vad du ska kontrollera bortom 48V

Tänk på en lagerrobot som drar iväg med en last, saktar ner för en sväng, lägger till vid en station och återvänder till nästa jobb. Vissa versioner lyfter även en kuggstång eller vrider en separat styrmodul. Dessa rörelser ställer olika krav på motorerna, även när de delar samma batteri.

För tillverkare av automatiserade styrda fordon (AGV) och autonoma mobila robotar (AMR) kan en 48 V servomotor vara en praktisk utgångspunkt. Den användbara frågan är om motor, drivning och transmission klarar det avsedda jobbet under hela arbetsdagen.^[2]

Identifiera rörelseaxeln först

Dragmotorer flyttar fordonet. Deras krav beror på robotens totala arbetsmassa, hjuldiameter, körhastighet, acceleration, lutningar och rullmotstånd. Enbart nyttolast är inte tillräckligt för att välja dem.

På fordon med separat styraxel har motorn en annan uppgift: att placera hjulenheten istället för att kontinuerligt driva chassit. En lyftmekanism medför ytterligare krav, inklusive hur lasten stöds när drivkraften inte är tillgänglig.

Anta inte att en motorspecifikation passar varje axel bara för att alla tre använder ett 48 V-system. Bekräfta jobbet för varje motor innan du jämför ramstorlekar eller priser.^{[1, 3]}

Kontrollera batteriets räckvidd, inte bara dess etikett

En nominell batterispänning är inte en konstant spänning vid frekvensomriktarterminalerna. Kontrollera fulladdad spänning, lägsta tillåtna driftspänning och eventuellt fall vid krävande rörelser. Kombinationen av motordrift måste fortfarande ge den nödvändiga rörelsen över det området.

Den borstlösa servomotorn är inte ansluten direkt till batteriet. En kompatibel servodrivning omvandlar DC-matningen till kontrollerade motorfasströmmar. Både frekvensomriktarens ingångsgränser och motorns driftkrav måste kontrolleras.

Inbromsning förtjänar också uppmärksamhet. En motor kan återföra energi till DC-bussen samtidigt som den saktar ner en last. Huruvida batteriet kan acceptera den energin beror på batteriet, dess ledningssystem och drivarrangemanget. Bekräfta vad som händer när laddningen är begränsad eller om batteriet redan är fullt; anta inte att varje stopp kommer att ladda om det.^{[2, 4, 5]}

Utvärdera ett arbetsskift, inte en framgångsrik körning

Ett kort bänktest reproducerar inte upprepade belastade starter, långa körtider eller drift inuti ett slutet chassi. Testa den föreslagna motorn i en representativ installation och kontrollera temperatur och ström över förväntad driftcykel.

Batteridrifttid behöver också en kontroll på systemnivå. Motorström och batteriström är olika stora eftersom frekvensomriktaren omvandlar ström mellan dess ingång och utgång.

Till exempel listar 400 W-posten i Jiangnan Electrics 60B-katalogtabell 12,8 A märkmotorström. Det är inte en förutsägelse av genomsnittligt batteriförbrukning. Att dividera batterikapaciteten i amperetimmar med det antalet skulle inte fastställa robotens körtid. Använd uppmätt batteriförbrukning över en representativ rutt, inklusive robotens andra elektriska belastningar.^{[6, 7]}

Reservera plats för den kompletta monteringen

Motorkroppen är bara en del av installationshöljet. Lämna plats för växellåda, axelanslutning, broms, kopplingar och kabelböjar. Axel- och lagerarrangemanget måste också passa de mekaniska belastningarna; en standardmotoraxel ska inte automatiskt behandlas som en fordonshjulaxel.

60B monteringsritning ger ett användbart exempel. För 400 W-konfigurationen ändras den katalogiserade motorlängden från 124 mm utan broms till 165 mm med broms. Den skillnaden kan ha betydelse under ett lågprofilschassi, innan någon hänsyn tas till transmissionen eller kablarna.

Kontrollera bromsens avsedda funktion separat. En hållbroms är i första hand till för att hålla en axel stillastående, inte för upprepad färdbroms om den inte är särskilt klassad för det. Att välja en motor med broms fastställer inte i sig fordonets säkerhetsprestanda.^{[7, 8]}

Jiangnan lågspänningsservoalternativ att granska

Jiangnan Electrics servokatalog identifierar lågspännings B-serien för AGV-applikationer. Följande katalogkonfigurationer ger utgångspunkter för en teknisk granskning, snarare än kompletta hjuldrifts- eller fordonsspecifikationer.^[7]

Endast katalogexempel. De angivna elektriska och mekaniska klassificeringarna fastställer inte en AGV- eller AMR-nyttolastkapacitet.

60C tillhör sortimentet med medelhög tröghet, som katalogen positionerar för industri- och materialhanteringsrobotar. Det är ett separat alternativ för att granska var dess dimensioner och driftsegenskaper passar axeln, inte en direkt ersättning för en motor i B-serien.

Dessa hastigheter är motoraxelhastigheter, inte hjulhastigheter. Transmissionen och hjuldiametern bestämmer fortfarande fordonets körhastighet och hjulets vridmoment. Lämplighet för en viss AMR, styrenhet eller lyftmekanism måste bekräftas för den applikationen.

B-Series 80-produktsidan på Jiangnans webbplats tillhandahåller en relaterad produktreferens. För beställning, använd den godkända konfigurationsritningen och motordata istället för att behandla ett efternamn som en komplett specifikation.^{[7, 9]}

Håll motoråterkoppling och fordonskontroll åtskilda

Motorns givare måste fungera med den valda servodrivningen. Kommunikation mellan den enheten och fordonsstyrenheten är ett separat gränssnitt för att bekräfta.

Att välja en speciell pulsgivare ger inte automatiskt motorn CANopen, EtherCAT eller en navigeringsfunktion. På samma sätt garanterar inte exakt axelåterkoppling en exakt dockning i sig. Fordonets mekanik, dragkraft, sensorer och styrsystem påverkar också resultatet.

Bekräfta vilken leverantör som tillhandahåller funktionerna motor, drivning, växellåda, broms och styrning. Tydliga leveransgränser hjälper till att förhindra att saknade komponenter och inkompatibla gränssnitt dyker upp under monteringen.^{[1, 3, 7]}

Skicka fordonslayouten med motorförfrågan

För en första recension, skicka Jiangnan Electric axelfunktionen, batterispänningsområdet och drivmodellen, tillsammans med tillgängligt monteringsutrymme. För en dragaxel, inkludera total fordonsmassa med nyttolast, hjuldiameter, målhastighet, maximal lutning och utväxlingsförhållande, om det redan är valt.

En beskrivning av arbetscykeln är lika användbar: hur ofta roboten startar, hur långt den färdas under belastning och om den också lyfter eller styr. Lägg till bromskravet och eventuella axelbelastningar eller miljömässiga begränsningar.

Innan du går från prov till produktion, kom överens om den exakta motorkonfigurationen och en valideringsplan på fordonsnivå. Ett prov som passar och roterar är bara början; det valda arrangemanget måste uppfylla robotens driftkrav under hela dess avsedda batteriområde och arbetscykel.

Källanteckningar

[1]maxon - Drivsystem för mobila logistikrobotar
Allmänt tillämpningssammanhang: dragkraft, integration, installationsbegränsningar och validering på fordonsnivå. Inte bevis på Jiangnan-kapacitet.

[2]Kollmorgen - AKM2G & AKM lågspänningslikströmsservomotorer
Branschexempel på lågspänningsservoplattformar för batteridrivna mobila robotar. Ingen kompatibilitet mellan varumärken antyds.

[3]Kollmorgen - AC7 och DC7 motorstyrenheter
Separerar styrning/traktionskontroll, motorgränssnitt och fordonskommunikation.

[4]Novanta Motion - Strömförsörjning och motorkraft (Capitan XCR)
Frekvensomriktarens matningsgränser och spänningshöjd för regenerering. Numeriska drivgränser från denna källa tillämpas inte på Jiangnan-produkter.

[5]Novanta Motion - Skydd
Regenerativ energi och batteriacceptansvillkor.

[6]maxon Support - EPOS4 / IDX: Kontroll av motorströmförbrukningen
Motorströmmen är inte samma mängd som styrenhetens matningsström.

[7] Engelsk servokatalog tillhandahållen av företag
Källfil: Kampanjsida för servomotor (engelska) (1).pdf. PDF s.10 (tryckt s.01): B-seriens ansökningsutlåtande. PDF s.29–30 (tryckt s.20–21): 60B elektriska data och broms-/no-broms dimensions. PDF s.34 (tryckt s.25): 80B data. PDF s.36–38 (tryckt s.27–29): C-seriens applikationer och 60C-data/dimensioner.

[8]Kollmorgen - Hållbroms
Allmän skillnad mellan stillastående och upprepad bromsning; fordonssäkerhet behöver separat bedömning.

[9]Jiangnan Electric - B Series 80 Ram Permanent Magnet Servomotorer
Offentlig produktreferens för 48 VB-serien. Använd den godkända konfigurationen för slutlig beställning; se avvikelseanteckningen i Publiceringsanteckningar.

Ansvarsfriskrivning

Informationen i den här artikeln tillhandahålls endast för allmän referens. Produktspecifikationer, prestanda, konfigurationsmöjligheter och lämplighet måste utvärderas i detalj för den avsedda användningen och faktiska driftförhållanden. Innan du väljer, köper eller använder en produkt, vänligen bekräfta relevant information med Jiangnan Electric och hänvisa till tillämplig teknisk dokumentation och överenskomna specifikationer. Den här artikeln ersätter inte produktspecifika instruktioner eller en professionell teknisk bedömning.