การแนะนำ
ในระบบ AGV และ AMR สมัยใหม่ ล้อขับเคลื่อนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดที่กำหนดประสิทธิภาพของระบบ ความสามารถในการเร่งความเร็ว ความสามารถในการรับน้ำหนัก ความเสถียรในการหมุนและความน่าเชื่อถือในระยะยาว ล้วนได้รับอิทธิพลโดยตรงจากการออกแบบระบบขับเคลื่อน
ในโครงการวิศวกรรมหลายๆ โครงการ การเลือกมอเตอร์ยังคงขึ้นอยู่กับน้ำหนักของยานพาหนะหรือประสบการณ์เชิงประจักษ์ อย่างไรก็ตาม AGV ของล้อขับเคลื่อนเฟืองท้ายทำงานภายใต้สภาวะไดนามิกหลายสภาวะ และแต่ละสภาวะก็มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันในการจับคู่แรงบิดและความเฉื่อยของมอเตอร์
การออกแบบที่สมบูรณ์จะต้องพิจารณาถึงการเคลื่อนที่แนวตรง การเคลื่อนที่แบบโค้ง และการหมุนแบบอยู่กับที่ ท่ามกลางสภาวะการทำงานเหล่านี้ในการหมุนรอบตำแหน่งมักจะต้องใช้แรงบิดสูงสุดและกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดขนาดมอเตอร์
บทความนี้นำเสนอวิธีการทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติสำหรับการคำนวณแรงบิดและการจับคู่ความเฉื่อยสำหรับ AGV ของล้อขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลที่พัฒนาโดย Plutools และ Yikong Intelligent Equipment
โครงสร้างระบบขับเคลื่อนล้อเฟืองท้าย
โดยทั่วไปแล้ว AGV ไดรฟ์ดิฟเฟอเรนเชียลจะประกอบด้วยล้อขับเคลื่อนสองล้อและล้อล้อหลายล้อเพื่อรองรับ
การเคลื่อนที่ของรถจะถูกควบคุมโดยการปรับความเร็วที่แตกต่างกันระหว่างล้อขับเคลื่อนซ้ายและขวา
ความเร็วที่เท่ากันส่งผลให้เคลื่อนที่เป็นทางตรง
ความเร็วที่แตกต่างกันส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่แบบโค้ง
ทิศทางตรงกันข้ามส่งผลให้เกิดการหมุนของสถานที่
ArchiPLTture นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบลากจูง AGVs AMRs อุตสาหกรรมและแพลตฟอร์มการจัดการวัสดุอัตโนมัติ เนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและมีความน่าเชื่อถือสูง
แบบจำลองความต้านทานการเคลื่อนที่
แรงต้านทานในการขับขี่ทั้งหมดประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามประการ
ความต้านทานการหมุน
F_roll=(ม - m_drive) * g * mu
m คือมวลรถยนต์ทั้งหมด
m_drive รองรับการโหลดโดยล้อขับเคลื่อน
mu คือค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานการหมุนขึ้นอยู่กับสภาพพื้น
แรงเร่งความเร็ว
F_acc=ม. * ก
a คือความเร่งของรถ
นี่เป็นปัจจัยสำคัญในประสิทธิภาพไดนามิกโดยเฉพาะสำหรับการใช้งาน AMR ความเร็วสูง
ความต้านทานเกรด
F_grade=m * g * sin(ทีต้า)
ทีต้าคือมุมลาด
สำหรับการใช้งานภายในอาคารแบบเรียบ ค่านี้เป็นศูนย์
พลังขับเคลื่อนทั้งหมด
F_total=F_roll + F_acc + F_grade
ค่านี้ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณแรงบิดทั้งหมด
แรงบิดการทำงานแบบเส้นตรง
ในการเคลื่อนที่ทางตรง ล้อขับเคลื่อนทั้งสองล้อจะรับน้ำหนักเท่ากัน
แรงต่อล้อ
F_straight=F_รวม / 2
แรงบิดของล้อ
T_straight=F_ตรง * (D / 2)
D คือเส้นผ่านศูนย์กลางล้อขับเคลื่อน
สภาวะนี้ใช้เพื่อตรวจสอบความสามารถในการทำงานอย่างต่อเนื่องและความเสถียรทางความร้อนของระบบมอเตอร์
ในสภาวะวิกฤตของการหมุน
การหมุนแบบเข้าที่ถือเป็นสภาวะการทำงานที่มีความต้องการมากที่สุดสำหรับ AGV แบบล้อขับเคลื่อนแบบเฟืองท้าย
ในระหว่างการเคลื่อนไหวนี้ ล้อขับเคลื่อนล้อหนึ่งจะหมุนไปข้างหน้า ในขณะที่ล้ออีกล้อจะหมุนถอยหลัง
ล้อเลื่อนสร้างแรงต้านทานการบังคับเลี้ยวสูงสุด ซึ่งเพิ่มความต้องการแรงบิดอย่างมาก
การประมาณทางวิศวกรรมของความต้านทานการหมุน
F_หมุน=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W คือระยะห่างระหว่างล้อขับเคลื่อน
L คือความยาวตัวถังรถ
แรงบิดที่ต้องการ
T_สปิน=F_สปิน * (D / 2)
ในการใช้งาน AGV ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ แรงบิดในการหมุนโดยทั่วไปจะสูงกว่าแรงบิดแบบเส้นตรงสองถึงห้าเท่า
เงื่อนไขนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงหลักสำหรับการเลือกมอเตอร์ในโครงการส่วนใหญ่
สภาพการเคลื่อนไหวโค้ง
ในสภาพแวดล้อมการทำงานจริง AGV ใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการเคลื่อนที่แบบโค้ง
ความเร็วล้อจะแตกต่างกันและล้อเลื่อนจะทำให้เกิดแรงต้านการบังคับเลี้ยว
ความสัมพันธ์ของแรงบิด
T_straight < T_curve < T_spin
การเคลื่อนที่แบบโค้งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตรวจสอบความเสถียรของการเคลื่อนไหวและการปรับแต่งระบบควบคุม
โหลดความเฉื่อยและการจับคู่อัตราทดเกียร์
การจับคู่ความเฉื่อยมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวและเสถียรภาพในการควบคุม
ความเฉื่อยโหลดเท่ากันที่ด้านข้างล้อ
J_โหลด=(ม. / 2) * (D / 2) * (D / 2)
ความเฉื่อยด้านมอเตอร์หลังการลดเกียร์
J_motor=J_load / (i * i)
ฉันคืออัตราทดเกียร์
แนวทางอัตราส่วนความเฉื่อยที่แนะนำ
ระบบเซอร์โวต่ำกว่า 5 ต่อ 1
ระบบ Stepper ต่ำกว่า 10 ต่อ 1
การจับคู่ความเฉื่อยที่เหมาะสมช่วยเพิ่มความแม่นยำของตำแหน่งการตอบสนองการเร่งความเร็วและความเสถียรของระบบ
ข้อพิจารณาทางวิศวกรรมสำหรับการเลือกล้อขับเคลื่อน
ในการออกแบบระบบ AGV จริง การคำนวณแรงบิดเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ
ต้องพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้ด้วย
ประสิทธิภาพการยึดเกาะระหว่างล้อกับพื้น
อายุการใช้งานของกระปุกเกียร์และพฤติกรรมทางความร้อน
ความสามารถในการปฏิบัติหน้าที่อย่างต่อเนื่อง
การเปลี่ยนแปลงสภาพพื้น
การกระจายน้ำหนักและการเปลี่ยนจุดศูนย์ถ่วง
การเพิกเฉยต่อปัจจัยเหล่านี้อาจทำให้ล้อเกิดความร้อนสูงเกินไปหรือการควบคุมการเคลื่อนไหวไม่เสถียร
โซลูชันล้อขับเคลื่อนเฟืองท้ายซีรีส์ PLT
Plutools และ Yikong Intelligent Equipment นำเสนอระบบล้อขับเคลื่อนเฟืองท้ายซีรีส์ PLT เพื่อเป็นโซลูชั่นครบวงจรสำหรับผู้ผลิต AGV
ซีรีส์ PLT รวมกระปุกเกียร์ที่แม่นยำของเซอร์โวมอเตอร์แรงดันต่ำและล้อขับเคลื่อนระดับอุตสาหกรรมไว้ในระบบโมดูลาร์ขนาดกะทัดรัด
รุ่นทั่วไป ได้แก่ PLT85 PLT240 และ PLT550 ครอบคลุมความสามารถในการรับน้ำหนักที่หลากหลายสำหรับการใช้งาน AGV ที่แตกต่างกัน
ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน
AGV ของคลังสินค้า
หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ
รถลากจูง AGV
แพลตฟอร์มมือถืออุตสาหกรรม
ระบบโลจิสติกส์สำหรับงานหนัก
ด้วยการใช้โซลูชันล้อขับเคลื่อนแบบบูรณาการ ผู้ผลิตสามารถลดความซับซ้อนในการพัฒนาได้อย่างมาก ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ และลดวงจรการพัฒนาโครงการให้สั้นลง
บทสรุป
ขนาดของมอเตอร์ AGV ของล้อขับเคลื่อนแบบเฟืองท้ายต้องเป็นไปตามแบบจำลองทางวิศวกรรมหลายเงื่อนไขที่สมบูรณ์ แทนที่จะประมาณค่าน้ำหนักแบบง่าย
การเคลื่อนที่ทางตรงจะกำหนดความต้องการแรงบิดอย่างต่อเนื่อง
การเคลื่อนที่แบบโค้งจะตรวจสอบความเสถียรของระบบ
การหมุนในตำแหน่งที่กำหนดความต้องการแรงบิดสูงสุด
ด้วยการรวมการจับคู่ความเฉื่อยในการคำนวณแรงบิดและข้อจำกัดทางวิศวกรรมที่ใช้งานได้จริง นักพัฒนา AGV จึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพของระบบที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้อย่างมีเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม
