Absztrakt
Az AGV és az AMR fejlesztése során a mérnökök általában olyan kritikus alkatrészekre összpontosítanak, mint a hajtómotorok, reduktorok, vezérlőrendszerek és navigációs technológiák. Egy fontos mechanikai tényezőt azonban gyakran alábecsülnek - a hajtókerékrendszer felfüggesztési kialakítását.
A négy hajtott kerékkel és kormányzási funkciókkal felszerelt négykerekű -AGV-k esetében a felfüggesztés nem egyszerűen opcionális tartozék. Kritikus szerepet játszik a kiegyensúlyozott kerékterhelés fenntartásában, a kormányzási ellenállás csökkentésében, a túlzott motoráram megelőzésében és a rendszer hosszú távú -megbízhatóságának javításában.
Ez a cikk egy valós ügyfélesetet mutat bePlutoolokelemzi, hogy a felfüggesztés hiánya hogyan okozott egyenetlen kerékterhelést, rendellenes kormányáramot és motor túlmelegedést egy négykerekű AGV-n. Helyszíni tesztelés és mérnöki elemzés során-a tényleges ok azonosításra került, és értékes betekintést nyert az AGV alváz tervezésébe.
Projekt Háttér
Egy ügyfél kifejlesztett egy nagy teherbírású-AGV-t négy-kerék-meghajtással és négykerék{2}}kormányszerkezettel.
Az AGV négy garnitúrával volt felszerelvePlutools PLT310 függőleges AGV hajtókerekek. A jármű nem tartalmazott segédkereket, a hajtókerékrendszert felfüggesztés nélkül tervezték.
APLT310 függőleges AGV hajtókerékkompakt szerkezettel, nagy teherbírással, precíz kormányzási teljesítménnyel és kiváló megbízhatósággal rendelkezik. Nagy teherbírású AGV-ekhez, AMR-ekhez és ipari mobil robotalkalmazásokhoz tervezték, amelyek stabil vezetést és pontos pozicionálást igényelnek.
A kezdeti üzembe helyezési szakaszban az AGV zavartalanul működött az ügyfél gyárában.
Mivel az üzembe helyezési terület padlója viszonylag sík volt, a jármű jó kormányzási teljesítményt mutatott. E környezet alapján az ügyfél úgy vélte, hogy szükségtelen a felfüggesztési rendszer.
Mérnöki szempontból azonban azt javasoltuk, hogy tartsák meg a felfüggesztés kialakítását, hogy javítsák a valós-üzemi körülményekhez való alkalmazkodást, és fenntartsák a kiegyensúlyozott kerékterhelést.
Bár az AGV jól teljesített a gyári tesztelés során, váratlan problémák léptek fel a telepítés után a végső alkalmazási helyen.
Kormányzási problémák jelentek meg a végfelhasználói oldalon
Miután az AGV-t az ügyfél végső telephelyére telepítették, több probléma is felmerült:
Az AGV-nek nehézségei voltak a helyben történő-forgás végrehajtása során;
A kormányáram gyakran elérte a vezérlő 80A-es áramkorlátját;
Bizonyos területeken az AGV nem tudta befejezni a kormányzást;
A kormánymotorok folyamatos működés után rendkívül felforrósodtak.
E tünetek alapján az ügyfél kezdetben azt gyanította, hogy a kormányrendszer nem rendelkezik megfelelő nyomatékkal.
Úgy gondolták, hogy a megoldáshoz:
Egy nagyobb kormánymotor;
Magasabb csökkentési arányú sebességváltó.
Ez a feltételezés érthető volt, mert a nagy áramerősség és a meghibásodott kormányzás gyakran összefüggésbe hozható az elégtelen motornyomatékkal.
A tényleges működési feltételek elemzése után azonban a Plutools mérnökei úgy vélték, hogy a kiváltó ok nem feltétlenül a motorteljesítményhez kapcsolódik.
Részletes helyszíni vizsgálatra és adatelemzésre volt{0}} szükség.
Helyszíni kivizsgálás és kiváltó ok elemzése
A Plutools mérnökei felkeresték a végfelhasználói webhelyet{0}}, és átfogó vizsgálatot végeztek az AGV alvázán.
A négyPLT310 függőleges AGV hajtókerekekszabványos négysarok{0}}konfigurációban lettek telepítve:
Az 1-es és a 4-es kerék egy átlós párt alkotott;
A 2-es és a 3-as kerék egy másik átlós párt alkotott.
Az ellenőrzés során megállapítottuk, hogy a padló síksága a végső alkalmazási helyen lényegesen rosszabb volt, mint a megrendelő üzembe helyezési környezete.
Ennél is fontosabb, hogy az 1-es és a 4-es kerék deformációja észrevehetően nagyobb volt, mint a másik két keréké.
Ez azt jelezte, hogy a négy hajtott kerék nem osztja meg egyenletesen a jármű tömegét.
Az egyenetlen talajviszonyok miatt az egyik átlós kerékpár túlzott függőleges terhelést, míg a másik átlós pár sokkal kisebb terhelést.
A felfüggesztés nélküli négykerekű -AGV esetében ez az egyensúlyhiány jelentősen megnövelheti a kormányzási ellenállást, és rendellenes motorterhelést okozhat.
Kormányzóáram-teszt és adatellenőrzés
Elemzésünk igazolása érdekében a Plutools mérnökei valós idejű{0}}figyelési tesztet végeztek mind a négy PLT310 függőleges AGV hajtott kerék kormányáramára vonatkozóan.
Először az AGV-t azon a területen tesztelték, ahol a kormányzás meghibásodott.
A teszt során az egyik átlós hajtókerékpár gyorsan elérte a vezérlő 80A-es áramkorlátját, de az AGV továbbra sem tudta befejezni a forgást.
Ez azt jelzi, hogy a kormányrendszer túlzott mechanikai ellenállást tapasztal, nem pedig elégtelen motorteljesítményt.
Ezt követően az AGV-t egy olyan területre helyezték át, ahol mind a négy hajtókerék simán foroghatott. Az egyes hajtott kerekek kormányáramát ismét megmértük.
A teszt eredményei a következőket mutatták:
1-es és 4-es kerék: kb. 70–80A kormányáram;
2-es és 3-as kerék: körülbelül 5–15A kormányáram;
A négy kormánymotor teljes indítóárama: kb. 170-180A.
Ezek az eredmények erős bizonyítékot szolgáltattak.
Ha a kormánymotor teljesítménye nem volt elegendő, mind a négy kormánymotornak egyszerre kellett volna megközelítenie az áramkorlátozást.
A tényleges helyzet azonban teljesen más volt:
Csak az egyik átlós hajtókerékpár működött nagy terhelés mellett, míg a másik pár lényegesen kisebb terhelést viselt.
Ezért a problémát nem a kormánymotor elégtelen nyomatéka vagy a sebességváltó kapacitása okozta.
A valódi ok az volta kerékterhelés egyenetlen eloszlása a felfüggesztés kompenzációjának hiánya miatt.
Miért befolyásolja a felfüggesztés hiánya az AGV kormányzási teljesítményét?
Sok mérnök azt feltételezi, hogy a négykerekű{0}}AGV természetes módon képes egyenletesen elosztani a jármű tömegét mind a négy kerék között.
Elméletileg ez ideális körülmények között igaz.
A valódi ipari környezet azonban ritkán tökéletesen sík.
Még a kis padlómagasság-különbségek is egyenetlen terhelést eredményezhetnek, amikor az AGV alváz különböző területeken halad át.
A felfüggesztés nélküli négykerekű -AGV esetében az alváz nem tudja hatékonyan kompenzálni ezeket a talajváltozásokat.
Ennek eredményeként a következő helyzet fordulhat elő:
Egy átlós kerékpár hordozza a jármű tömegének nagy részét;
A másik átlós pár csökkentett érintkezési nyomással rendelkezik;
A túlterhelt kerekeken nagyobb a gumiabroncs deformációja;
A kormányzás ellenállása jelentősen megnő;
A kormánymotor árama gyorsan emelkedik;
A motor hőmérséklete emelkedik;
Előfordulhat, hogy az AGV végül nem tudja befejezni a kormányzást.
Ezért a tényleges probléma nem az, hogy a motor nem tud elegendő nyomatékot generálni.
Az igazi probléma az, hogy a túlzott mechanikai ellenállást a kerekek egyenetlen terhelése hozza létre.
Terheléseloszlás elemzése
A kormányerő és a motoráram közötti összefüggés megközelítőleg arányosnak tekinthető.
A terepi teszt során, amikor az AGV alig tudta befejezni a kormányzást, a két átlós kerékcsoport átlagos kormányáramoi körülbelül:
A csoport: 10A;
B csoport: 80A.
Az árameloszlás alapján a hozzávetőleges terheléseloszlás kiszámítható:
A csoport:
Teljes terhelés × 10 / (10 + 80)
≈ a teljes terhelés 11%-a
B csoport:
Teljes terhelés × 80 / (10 + 80)
≈ a teljes terhelés 89%-a
Ez azt jelenti, hogy a két átlós kerékcsoport közötti terhelési arány közel volt:
1 : 8
Más szóval, az egyik átlós kerékpár közel nyolcszor nagyobb terhet hordozott, mint a másik pár.
Amikor az AGV elért egy egyenetlenebb területet, ahol a kormányzás teljesen meghibásodott, a terhelési egyensúlyhiány még súlyosabbá vált.
Ez a számítás tovább erősítette, hogy a kulcskérdés nem a PLT310 hajtókerékrendszer teljesítménye, hanem a mechanikai terhelés egyenetlen eloszlása.
Megoldás: Felfüggesztés hozzáadása a PLT310 hajtókerékrendszerhez
A kiváltó ok azonosítása után a Plutools nem cserélte ki a kormánymotorokat, és nem módosította a sebességváltó konfigurációját.
Ehelyett a megoldás a mechanikai szerkezet javítására összpontosított:
Mind a négy PLT310 függőleges AGV hajtókerékhez felfüggesztési mechanizmus került.
A beépített felfüggesztési rendszerrel minden egyes hajtókerék automatikusan kompenzálni tudja a padló kis egyenetlenségeit, és kiegyensúlyozottabb érintkezési nyomást tart fenn.
A módosítás után:
Az AGV visszanyerte a zökkenőmentes{0}}helyi forgási teljesítményt;
A kormányáram jelentősen csökkent;
A motor hőmérséklete visszatért a normál tartományba;
A jármű a végfelhasználói oldalon{0}}megbízhatóan működött.
Ez az eset bebizonyította, hogy a mechanikai terhelési egyensúly javítása hatékonyabb lehet, mint egyszerűen a motor teljesítményének növelése.
Mérnöki összefoglaló
Sok AGV-projekt jól teljesít a gyári tesztelés során, de a telepítés után váratlan problémákba ütközik.
Ennek oka gyakran nem az alkatrészek elégtelen teljesítménye, hanem az üzembe helyezési környezet és a tényleges működési feltételek közötti különbség.
A négykerekű -AGV-k kormányzási teljesítménye nemcsak a motor nyomatékától és a sebességváltó-választástól függ, hanem a kerékterhelés egyensúlyától is.
Ez az eset azt mutatja, hogy még a kisebb padló egyenetlenségei is komoly terheléskoncentrációt okozhatnak egy felfüggesztés nélküli négykerekű{0}}AGV-ben, ami a következőket eredményezi:
Megnövelt kormányzási ellenállás;
Túlzott motoráram;
Magasabb motorhőmérséklet;
Csökkentett rendszermegbízhatóság;
Lehetséges kormányhiba.
A négykerekű{0}}AGV alváz kialakításához a Plutools a következőket ajánlja:
A felfüggesztési követelmények értékelése valós alkalmazási feltételek, nem csak üzembe helyezési környezetek alapján;
Figyelembe véve a legrosszabb-eseti működési feltételeket az alváz tervezése során;
Kerékterhelés-eloszlás elemzése a mechanikai szerkezet véglegesítése előtt;
Függesztett meghajtókerekes megoldások használata nagy teherbírású AGV-ekhez és folyamatos üzemű alkalmazásokhoz.
A felfüggesztés nem egyszerűen egy kiegészítő mechanikai alkatrész.
Ez egy fontos tervezési elem, amely biztosítja az AGV hajtásrendszerek stabil működését, kiegyensúlyozott terhelését és hosszú távú megbízhatóságát-.
Professzionális hajtókerék-technológiának és mérnöki tapasztalatnak köszönhetőenA Plutools továbbra is megbízható AGV mobilitási megoldásokat kínál globális intelligens gyártási és logisztikai alkalmazásokhoz.
