Abstrakt

I AGV- og AMR-utvikling fokuserer ingeniører vanligvis på kritiske komponenter som drivmotorer, reduksjonsgir, kontrollsystemer og navigasjonsteknologier. En viktig mekanisk faktor er imidlertid ofte undervurdert - fjæringsdesignet til drivhjulsystemet.

For fire- AGV-er utstyrt med fire drivhjul og styrefunksjoner er fjæring ikke bare et valgfritt tilbehør. Den spiller en avgjørende rolle for å opprettholde balansert hjulbelastning, redusere styremotstanden, forhindre overdreven motorstrøm og forbedre langsiktig-systempålitelighet.

Denne artikkelen presenterer en ekte kundecase fraPlutools, analyserer hvordan mangelen på fjæring forårsaket ujevn hjulbelastning, unormal styrestrøm og overoppheting av motoren på en firehjuls-AGV. Gjennom-testing på stedet og ingeniøranalyse ble den faktiske årsaken identifisert, noe som ga verdifull innsikt for AGV-chassisdesign.

Prosjektbakgrunn

En kunde utviklet en kraftig- AGV med fire-hjulsdrift og firehjulsstyring.

AGV var utstyrt med fire sett medPlutools PLT310 Vertikale AGV drivhjul. Kjøretøyet inkluderte ikke hjelpehjul, og drivhjulsystemet ble designet uten opphengsmekanisme.

DePLT310 vertikalt AGV drivhjulhar en kompakt struktur, høy lastekapasitet, presis styreytelse og utmerket pålitelighet. Den er designet for tunge- AGV-er, AMR-er og industrielle mobile robotapplikasjoner som krever stabil kjøring og nøyaktig posisjonering.

Under den første idriftsettelsesfasen fungerte AGV problemfritt på kundens fabrikk.

Siden igangkjøringsområdet hadde en relativt flat gulvtilstand, viste kjøretøyet god styreytelse. På bakgrunn av dette miljøet mente kunden at et opphengssystem var unødvendig.

Fra et ingeniørperspektiv anbefalte vi imidlertid å beholde fjæringsdesignet for å forbedre tilpasningsevnen til virkelige- driftsforhold og opprettholde balansert hjulbelastning.

Selv om AGV-en presterte bra under fabrikktesting, oppsto uventede problemer etter utplassering på det endelige applikasjonsstedet.

Styreproblemer dukket opp på sluttbrukersiden

Etter at AGV ble installert på kundens endelige sted, oppsto flere problemer:

AGV-en hadde problemer med å utføre-plassrotasjon;

Styrestrømmen nådde ofte 80A strømbegrensningen til kontrolleren;

I visse områder kunne AGV ikke fullføre styringen;

Styremotorene ble ekstremt varme etter kontinuerlig drift.

På bakgrunn av disse symptomene mistenkte kunden i utgangspunktet at styresystemet manglet tilstrekkelig dreiemoment.

De mente at løsningen ville kreve:

En større styremotor;

En girkasse med høyere reduksjonsforhold.

Denne antagelsen var forståelig fordi høy strøm og mislykket styring ofte er forbundet med utilstrekkelig motormoment.

Etter å ha analysert de faktiske driftsforholdene, trodde Plutools ingeniører imidlertid at grunnårsaken kanskje ikke var relatert til motorkraft.

Det var nødvendig med en detaljert-nettstedsundersøkelse og dataanalyse.

På-Undersøkelse og rotårsaksanalyse

Plutools-ingeniører besøkte sluttbrukernettstedet- og gjennomførte en omfattende inspeksjon av AGV-chassiset.

De firePLT310 vertikale AGV drivhjulble installert i en standard konfigurasjon med fire-hjørner:

Hjul nr. 1 og hjul nr. 4 utgjorde ett diagonalt par;

Hjul nr. 2 og hjul nr. 3 dannet et annet diagonalt par.

Under inspeksjon fant vi at gulvets flathet på det endelige påføringsstedet var betydelig dårligere enn kundens idriftsettelsesmiljø.

Enda viktigere, deformasjonen av hjul nr. 1 og hjul nr. 4 var merkbart større enn de to andre hjulene.

Dette indikerte at de fire drivhjulene ikke delte kjøretøyets vekt jevnt.

På grunn av ujevne grunnforhold, bar det ene diagonale paret drivhjul for stor vertikal belastning, mens det andre diagonale paret hadde mye mindre belastning.

For en fire- AGV uten fjæring kan denne ubalansen øke styremotstanden betydelig og skape unormal motorbelastning.

Styrestrømtest og dataverifisering

For å bekrefte analysen vår utførte Plutools-ingeniører en sann-tidsovervåkingstest på styrestrømmen til alle de fire PLT310 vertikale AGV-drivhjulene.

Først ble AGV-en testet i området der det oppstod styresvikt.

Under testen nådde ett diagonalt par drivhjul raskt kontrollerens 80A strømgrense, men AGV kunne fortsatt ikke fullføre rotasjonen.

Dette indikerte at styresystemet opplevde overdreven mekanisk motstand i stedet for utilstrekkelig motoreffekt.

Etter det ble AGV-en flyttet til et område hvor alle fire drivhjulene kunne rotere jevnt. Styrestrømmen til hvert drivhjul ble målt på nytt.

Testresultatene viste:

Hjul nr. 1 og hjul nr. 4: ca. 70–80A styrestrøm;

Hjul nr.2 og hjul nr.3: ca. 5–15A styrestrøm;

Total startstrøm for de fire styremotorene: ca. 170–180A.

Disse resultatene ga sterke bevis.

Hvis styremotorkapasiteten var utilstrekkelig, burde alle fire styremotorene ha nærmet seg strømbegrensningen samtidig.

Imidlertid var den faktiske situasjonen en helt annen:

Bare ett diagonalt par med drivhjul opererte under høy belastning, mens det andre paret hadde betydelig mindre belastning.

Derfor var problemet ikke forårsaket av utilstrekkelig styremotormoment eller girkassekapasitet.

Den faktiske årsaken varujevn hjullastfordeling forårsaket av manglende fjæringskompensasjon.

Hvorfor påvirker mangelen på fjæring AGV-styringsytelsen?

Mange ingeniører antar at en firehjuls-AGV naturlig kan fordele kjøretøyets vekt jevnt mellom alle fire hjulene.

I teorien er dette sant under ideelle forhold.

Ekte industrimiljøer er imidlertid sjelden helt flate.

Selv små forskjeller i gulvhøyde kan skape ujevn belastning når AGV-chassiset passerer gjennom ulike områder.

For en fire- AGV uten fjæring kan ikke chassiset effektivt kompensere for disse bakkevariasjonene.

Som et resultat kan følgende situasjon oppstå:

Ett diagonalt hjulpar bærer det meste av kjøretøyets vekt;

Det andre diagonalparet har redusert kontakttrykk;

De overbelastede hjulene opplever større dekkdeformasjon;

Styremotstanden øker betydelig;

Styremotorstrømmen stiger raskt;

Motortemperaturen øker;

AGV kan til slutt mislykkes i å fullføre styringen.

Derfor er det faktiske problemet ikke at motoren ikke kan generere nok dreiemoment.

Det virkelige problemet er at overdreven mekanisk motstand skapes av ujevn hjulbelastning.

Lastfordelingsanalyse

Forholdet mellom styrekraft og motorstrøm kan betraktes som tilnærmet proporsjonalt.

Under felttesten, da AGV-en knapt kunne fullføre styringen, var de gjennomsnittlige styrestrømmene til de to diagonale hjulgruppene omtrent:

Gruppe A: 10A;

Gruppe B: 80A.

Basert på dagens fordeling kan den omtrentlige lastfordelingen beregnes:

Gruppe A:

Total belastning × 10 / (10 + 80)

≈ 11 % av total belastning

Gruppe B:

Total belastning × 80 / (10 + 80)

≈ 89 % av total belastning

Dette betyr at belastningsforholdet mellom de to diagonale hjulgruppene var nær:

1 : 8

Med andre ord, det ene paret diagonale hjul bar nesten åtte ganger så mye som det andre paret.

Da AGV nådde et mer ujevnt område hvor styringen sviktet totalt, ble lastubalansen enda mer alvorlig.

Denne beregningen bekreftet videre at nøkkelspørsmålet ikke var kraftkapasiteten til PLT310-drivhjulsystemet, men den ujevne fordelingen av mekanisk belastning.

Løsning: Legge til fjæring til PLT310 Drive Wheel System

Etter å ha identifisert rotårsaken, erstattet ikke Plutools styremotorene eller endret girkassekonfigurasjonen.

I stedet fokuserte løsningen på å forbedre den mekaniske strukturen:

En opphengsmekanisme ble lagt til alle fire PLT310 vertikale AGV-drivhjul.

Med fjæringssystemet installert, kunne hvert drivhjul automatisk kompensere for små gulvuregelmessigheter og opprettholde mer balansert kontakttrykk.

Etter endringen:

AGV-en gjenvunnet jevn -rotasjonsytelse på stedet;

Styrestrømmen ble betydelig redusert;

Motortemperaturen gikk tilbake til et normalt område;

Kjøretøyet fungerte pålitelig på sluttbrukerens nettsted.-

Denne saken viste at forbedring av mekanisk lastbalanse kan være mer effektivt enn å bare øke motorkraften.

Teknisk sammendrag

Mange AGV-prosjekter fungerer bra under fabrikktesting, men møter uventede problemer etter utplassering.

Årsaken er ofte ikke utilstrekkelig komponentytelse, men forskjellen mellom idriftsettelsesmiljøet og de faktiske driftsforholdene.

For fire-AGV-er avhenger styreytelsen ikke bare av motormoment og valg av girkasse, men også av hjulbelastningsbalansen.

Denne saken viser at selv mindre ujevnheter i gulvet kan forårsake alvorlige belastningskonsentrasjoner i en fire- AGV uten fjæring, noe som resulterer i:

Økt styremotstand;

Overdreven motorstrøm;

Høyere motortemperatur;

Redusert systempålitelighet;

Mulig styresvikt.

For fire- AGV-chassisdesign anbefaler Plutools:

Evaluering av suspensjonskrav basert på reelle bruksforhold, ikke bare idriftsettelsesmiljøer;

Tatt i betraktning de verste-driftsforholdene under chassisdesign;

Utføre hjullastfordelingsanalyse før den mekaniske strukturen ferdigstilles;

Bruk av hengende drivhjulsløsninger for tunge- AGV-er og kontinuerlig drift.

Suspensjon er ikke bare en ekstra mekanisk komponent.

Det er et viktig designelement som sikrer stabil drift, balansert belastning og langsiktig-pålitelighet for AGV-drivsystemer.

Gjennom profesjonell drivhjulsteknologi og ingeniørerfaring,Plutools fortsetter å tilby pålitelige AGV-mobilitetsløsninger for globale intelligente produksjons- og logistikkapplikasjoner.