Abstraktné

Pri vývoji AGV a AMR sa inžinieri zvyčajne zameriavajú na kritické komponenty, ako sú hnacie motory, reduktory, riadiace systémy a navigačné technológie. Jeden dôležitý mechanický faktor je však často podceňovaný - konštrukcia zavesenia systému hnacieho kolesa.

Pre štvorkolesové AGV vybavené štyrmi hnacími kolesami a funkciami riadenia nie je odpruženie iba voliteľným príslušenstvom. Zohráva kľúčovú úlohu pri udržiavaní vyváženého zaťaženia kolies, znižovaní odporu riadenia, predchádzaní nadmernému prúdu motora a zlepšovaní-dlhodobej spoľahlivosti systému.

Tento článok predstavuje skutočný prípad zákazníka zPlutoolsanalyzujú, ako nedostatok odpruženia spôsobil nerovnomerné zaťaženie kolies, abnormálny prúd v riadení a prehrievanie motora na štvorkolesovom AGV. Prostredníctvom-testovania na mieste a technickej analýzy bola identifikovaná skutočná príčina, ktorá poskytla cenné poznatky pre návrh podvozku AGV.

Pozadie projektu

Zákazník vyvinul ťažké{0}}vozidlo AGV s pohonom štyroch-kolesových kolies a štyroch-kolesových konštrukcií riadenia.

AGV bolo vybavené štyrmi súpravamiVertikálne hnacie kolesá Plutools PLT310 AGV. Vozidlo neobsahovalo pomocné kolesá a systém hnacích kolies bol navrhnutý bez závesného mechanizmu.

TheVertikálne hnacie koleso PLT310 AGVvyznačuje sa kompaktnou konštrukciou, vysokou nosnosťou, presným výkonom riadenia a vynikajúcou spoľahlivosťou. Je navrhnutý pre ťažké-aplikácie AGV, AMR a priemyselných mobilných robotov, ktoré vyžadujú stabilnú jazdu a presné polohovanie.

Počas počiatočnej fázy uvedenia do prevádzky AGV fungovalo v závode zákazníka hladko.

Keďže plocha na uvedenie do prevádzky mala relatívne rovnú podlahu, vozidlo preukázalo dobrý výkon riadenia. Na základe tohto prostredia sa zákazník domnieval, že závesný systém nie je potrebný.

Z technického hľadiska však odporúčame zachovať dizajn odpruženia, aby sa zlepšila prispôsobivosť skutočným-svetovým prevádzkovým podmienkam a zachovalo sa vyvážené zaťaženie kolies.

Hoci AGV fungovalo dobre počas testovania v továrni, po nasadení na mieste finálnej aplikácie sa vyskytli neočakávané problémy.

Problémy s riadením sa objavili na stránke koncového používateľa

Po inštalácii AGV na konečnom mieste zákazníka sa vyskytlo niekoľko problémov:

AGV malo problémy s výkonom-pri striedaní miest;

Riadiaci prúd často dosahoval 80A prúdové obmedzenie ovládača;

V určitých oblastiach nemohlo AGV dokončiť riadenie;

Motory riadenia boli po nepretržitej prevádzke extrémne horúce.

Na základe týchto príznakov mal zákazník spočiatku podozrenie, že v systéme riadenia chýba dostatočný krútiaci moment.

Verili, že riešenie bude vyžadovať:

Väčší motor riadenia;

Prevodovka s vyšším prevodovým pomerom.

Tento predpoklad bol pochopiteľný, pretože vysoký prúd a zlyhanie riadenia sú často spojené s nedostatočným krútiacim momentom motora.

Po analýze skutočných prevádzkových podmienok sa však inžinieri Plutools domnievali, že hlavná príčina nemusí súvisieť s výkonom motora.

Vyžadovalo sa podrobné{0}}vyšetrovanie na stránke a analýza údajov.

On-prešetrovanie stránok a analýza hlavných príčin

Inžinieri Plutools navštívili stránku koncového{0}}používateľa a vykonali komplexnú kontrolu podvozku AGV.

ŠtyriVertikálne hnacie kolesá PLT310 AGVboli nainštalované v štandardnej konfigurácii so štyrmi{0}}rohmi:

Koleso č.1 a Kolo č.4 tvorili jeden diagonálny pár;

Koleso č.2 a Koleso č.3 tvorili ďalšiu diagonálnu dvojicu.

Počas kontroly sme zistili, že rovinnosť podlahy na mieste finálnej aplikácie bola výrazne horšia ako prostredie pri uvedení do prevádzky u zákazníka.

Dôležitejšie je, že deformácia Kolesa č.1 a Kolesa č.4 bola výrazne väčšia ako u ostatných dvoch kolies.

To naznačovalo, že štyri hnacie kolesá nezdieľali hmotnosť vozidla rovnomerne.

V dôsledku nerovných terénnych podmienok jeden diagonálny pár hnacích kolies prenášal nadmerné vertikálne zaťaženie, zatiaľ čo druhý diagonálny pár niesol oveľa menšie zaťaženie.

V prípade štvorkolesového AGV bez odpruženia môže táto nevyváženosť výrazne zvýšiť odpor riadenia a spôsobiť abnormálne zaťaženie motora.

Test aktuálneho riadenia a overenie údajov

Na overenie našej analýzy vykonali inžinieri Plutools v reálnom čase-test monitorovania prúdu riadenia všetkých štyroch vertikálnych hnaných kolies PLT310 AGV.

Najprv bolo AGV testované v oblasti, kde došlo k poruche riadenia.

Počas testu jeden diagonálny pár hnacích kolies rýchlo dosiahol 80A prúdový limit ovládača, ale AGV stále nedokázalo dokončiť rotáciu.

To naznačovalo, že systém riadenia mal skôr nadmerný mechanický odpor ako nedostatočný výkon motora.

Potom sa AGV presunulo do oblasti, kde sa mohli plynulo otáčať všetky štyri hnacie kolesá. Znovu sa meral riadiaci prúd každého hnacieho kolesa.

Výsledky testu ukázali:

Koleso č. 1 a Koleso č. 4: približne 70 – 80 A riadiaci prúd;

Koleso č. 2 a Koleso č. 3: približne 5 – 15 A riadiaci prúd;

Celkový štartovací prúd štyroch riadiacich motorov: približne 170–180 A.

Tieto výsledky poskytli silný dôkaz.

Ak bola kapacita motora riadenia nedostatočná, všetky štyri motory riadenia by sa mali priblížiť k prúdovému obmedzeniu súčasne.

Skutočná situácia však bola úplne iná:

Len jeden diagonálny pár hnacích kolies pracoval pod vysokým zaťažením, zatiaľ čo druhý pár niesol podstatne menšie zaťaženie.

Problém teda nespôsobil nedostatočný krútiaci moment motora riadenia alebo kapacita prevodovky.

Skutočná príčina bolanerovnomerné rozloženie zaťaženia kolies spôsobené nedostatočnou kompenzáciou pruženia.

Prečo nedostatok odpruženia ovplyvňuje výkon riadenia AGV?

Mnohí inžinieri predpokladajú, že štvorkolesové AGV dokáže prirodzene rozložiť hmotnosť vozidla rovnomerne medzi všetky štyri kolesá.

Teoreticky to platí za ideálnych podmienok.

Skutočné priemyselné prostredia sú však zriedkavo dokonale ploché.

Aj malé rozdiely vo výške podlahy môžu spôsobiť nerovnomerné zaťaženie, keď podvozok AGV prechádza rôznymi oblasťami.

V prípade štvorkolesového AGV bez odpruženia nemôže podvozok účinne kompenzovať tieto odchýlky terénu.

V dôsledku toho môže nastať nasledujúca situácia:

Jeden diagonálny pár kolies nesie väčšinu hmotnosti vozidla;

Druhý diagonálny pár má znížený kontaktný tlak;

Preťažené kolesá majú väčšiu deformáciu pneumatík;

Odpor riadenia sa výrazne zvyšuje;

Prúd motora riadenia rýchlo stúpa;

Teplota motora sa zvyšuje;

AGV môže nakoniec zlyhať pri dokončení riadenia.

Preto skutočným problémom nie je to, že motor nedokáže generovať dostatočný krútiaci moment.

Skutočným problémom je, že nadmerný mechanický odpor vzniká nerovnomerným zaťažením kolesa.

Analýza rozloženia zaťaženia

Vzťah medzi riadiacou silou a prúdom motora možno považovať za približne proporcionálny.

Počas testu v teréne, keď AGV sotva dokázalo dokončiť riadenie, boli priemerné riadiace prúdy dvoch diagonálnych skupín kolies približne:

Skupina A: 10A;

Skupina B: 80A.

Na základe rozloženia prúdu možno vypočítať približné rozloženie zaťaženia:

Skupina A:

Celkové zaťaženie × 10 / (10 + 80)

≈ 11 % z celkového zaťaženia

Skupina B:

Celkové zaťaženie × 80 / (10 + 80)

≈ 89 % celkového zaťaženia

To znamená, že pomer zaťaženia medzi dvoma skupinami diagonálnych kolies bol blízky:

1 : 8

Inými slovami, jeden pár diagonálnych kolies niesol takmer osemkrát viac nákladu ako druhý pár.

Keď AGV dosiahlo viac nerovnomernú oblasť, kde riadenie úplne zlyhalo, nerovnováha zaťaženia sa ešte zhoršila.

Tento výpočet ďalej potvrdil, že kľúčovým problémom nebola výkonová kapacita systému hnacieho kolesa PLT310, ale nerovnomerné rozloženie mechanického zaťaženia.

Riešenie: Pridanie odpruženia k systému hnacieho kolesa PLT310

Po identifikácii základnej príčiny spoločnosť Plutools nevymenila motory riadenia ani neupravila konfiguráciu prevodovky.

Namiesto toho sa riešenie zameralo na zlepšenie mechanickej štruktúry:

Na všetky štyri vertikálne hnacie kolesá PLT310 bol pridaný závesný mechanizmus.

S nainštalovaným systémom odpruženia by každé hnacie koleso mohlo automaticky kompenzovať malé nerovnosti podlahy a udržiavať vyváženejší prítlačný tlak.

Po úprave:

AGV opäť nadobudlo plynulý{0}}výkon rotácie na mieste;

Riadiaci prúd bol výrazne znížený;

Teplota motora sa vrátila do normálneho rozsahu;

Vozidlo fungovalo na stránke koncového-používateľa spoľahlivo.

Tento prípad ukázal, že zlepšenie vyváženia mechanického zaťaženia môže byť efektívnejšie ako jednoduché zvýšenie výkonu motora.

Inžinierske zhrnutie

Mnoho projektov AGV funguje dobre počas testovania vo výrobe, ale po nasadení sa stretávajú s neočakávanými problémami.

Dôvodom často nie je nedostatočný výkon komponentov, ale rozdiel medzi prostredím spúšťania a skutočnými prevádzkovými podmienkami.

Pri štvorkolesových AGV{0}}závisí výkon riadenia nielen od krútiaceho momentu motora a výberu prevodovky, ale aj od vyváženia zaťaženia kolies.

Tento prípad ukazuje, že aj malé nerovnosti podlahy môžu spôsobiť silnú koncentráciu zaťaženia v štvorkolesovom AGV bez odpruženia, čo má za následok:

Zvýšený odpor riadenia;

Nadmerný prúd motora;

Vyššia teplota motora;

Znížená spoľahlivosť systému;

Možná porucha riadenia.

Pre štvorkolesovú konštrukciu podvozku AGV spoločnosť Plutools odporúča:

Hodnotenie požiadaviek na odpruženie na základe skutočných podmienok aplikácie, nielen prostredia pri uvádzaní do prevádzky;

berúc do úvahy najhoršie{0}}prípady prevádzkových podmienok počas návrhu podvozku;

Vykonanie analýzy rozloženia zaťaženia kolesa pred dokončením mechanickej konštrukcie;

Používanie riešení zavesených hnacích kolies pre ťažké-vozidlá AGV a aplikácie s nepretržitou prevádzkou.

Odpruženie nie je len dodatočný mechanický komponent.

Ide o dôležitý konštrukčný prvok, ktorý zabezpečuje stabilnú prevádzku, vyvážené zaťaženie a dlhodobú{0}}spoľahlivosť systémov pohonu AGV.

Vďaka profesionálnej technológii hnacích kolies a inžinierskym skúsenostiamPlutools naďalej poskytuje spoľahlivé riešenia mobility AGV pre globálne inteligentné výrobné a logistické aplikácie.