Abstrakt

I AGV- og AMR-udvikling fokuserer ingeniører normalt på kritiske komponenter såsom drivmotorer, reduktionsgear, kontrolsystemer og navigationsteknologier. En vigtig mekanisk faktor er dog ofte undervurderet - affjedringen af ​​drivhjulssystemet.

Til fire- AGV'er udstyret med fire drivhjul og styrefunktioner er affjedring ikke blot et valgfrit tilbehør. Det spiller en afgørende rolle i at opretholde en afbalanceret hjulbelastning, reducere styremodstanden, forhindre overdreven motorstrøm og forbedre langsigtet systempålidelighed.

Denne artikel præsenterer en rigtig kundecase fraPlutools, der analyserer, hvordan manglen på affjedring forårsagede ujævn hjulbelastning, unormal styrestrøm og overophedning af motoren på en firehjulet AGV. Gennem-test på stedet og ingeniøranalyse blev den faktiske årsag identificeret, hvilket gav værdifuld indsigt til AGV-chassisdesign.

Projektets baggrund

En kunde udviklede en kraftig- AGV med fire-hjulstræk og fire-styringsstruktur.

AGV'en var udstyret med fire sætPlutools PLT310 Vertikale AGV drivhjul. Køretøjet inkluderede ikke hjælpehjul, og drivhjulssystemet var designet uden en affjedringsmekanisme.

DePLT310 Lodret AGV drivhjulhar en kompakt struktur, høj belastningskapacitet, præcis styreydelse og fremragende pålidelighed. Den er designet til tunge- AGV'er, AMR'er og industrielle mobile robotapplikationer, der kræver stabil kørsel og nøjagtig positionering.

I den indledende idriftsættelsesfase fungerede AGV problemfrit på kundens fabrik.

Da idriftsættelsesområdet havde en relativt flad gulvtilstand, udviste køretøjet god styreevne. På baggrund af dette miljø mente kunden, at et ophængssystem var unødvendigt.

Fra et ingeniørmæssigt perspektiv anbefalede vi dog at beholde affjedringsdesignet for at forbedre tilpasningsevnen til den virkelige-verdens driftsforhold og opretholde en afbalanceret hjulbelastning.

Selvom AGV'en klarede sig godt under fabrikstestning, opstod der uventede problemer efter installationen på det endelige applikationssted.

Styreproblemer dukkede op på slutbrugerwebstedet

Efter AGV'en blev installeret på kundens endelige sted, opstod der flere problemer:

AGV'en havde svært ved at udføre-placeret rotation;

Styrestrømmen nåede ofte 80A strømbegrænsningen for controlleren;

I visse områder kunne AGV'en ikke fuldføre styringen;

Styremotorerne blev ekstremt varme efter kontinuerlig drift.

På baggrund af disse symptomer havde kunden i første omgang mistanke om, at styresystemet manglede tilstrækkeligt moment.

De mente, at løsningen ville kræve:

En større styremotor;

En gearkasse med et højere reduktionsforhold.

Denne antagelse var forståelig, fordi høj strøm og mislykket styring ofte er forbundet med utilstrækkeligt motormoment.

Men efter at have analyseret de faktiske driftsforhold, mente Plutools ingeniører, at årsagen muligvis ikke var relateret til motorkraft.

En detaljeret-webstedsundersøgelse og dataanalyse var påkrævet.

On-Undersøgelse og rodårsagsanalyse

Plutools ingeniører besøgte slutbrugerens-websted og gennemførte en omfattende inspektion af AGV-chassiset.

De firePLT310 lodrette AGV drivhjulblev installeret i en standard fire-hjørnekonfiguration:

Hjul nr. 1 og hjul nr. 4 dannede et diagonalt par;

Hjul nr. 2 og hjul nr. 3 dannede endnu et diagonalt par.

Under inspektionen fandt vi, at gulvets planhed på det endelige påføringssted var væsentligt dårligere end kundens idriftsættelsesmiljø.

Endnu vigtigere var deformationen af ​​hjul nr. 1 og hjul nr. 4 mærkbart større end de to andre hjul.

Dette indikerede, at de fire drivhjul ikke delte køretøjets vægt ligeligt.

På grund af ujævne jordforhold bar det ene diagonale par drivhjul for stor lodret belastning, mens det andet diagonale par bar meget mindre belastning.

For en fire- AGV uden affjedring kan denne ubalance øge styremodstanden betydeligt og skabe unormal motorbelastning.

Styrestrømtest og dataverifikation

For at bekræfte vores analyse udførte Plutools ingeniører en overvågningstest i realtid af-styrestrømmen af ​​alle fire PLT310 vertikale AGV-drivhjul.

Først blev AGV'en testet i det område, hvor der opstod styrefejl.

Under testen nåede et diagonalt par drivhjul hurtigt controllerens 80A strømgrænse, men AGV'en kunne stadig ikke fuldføre rotationen.

Dette indikerede, at styresystemet oplevede overdreven mekanisk modstand i stedet for utilstrækkelig motorydelse.

Derefter blev AGV'en flyttet til et område, hvor alle fire drivhjul kunne rotere jævnt. Styrestrømmen for hvert drivhjul blev målt igen.

Testresultaterne viste:

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

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

Samlet startstrøm for de fire styremotorer: ca. 170–180A.

Disse resultater gav stærke beviser.

Hvis styremotorens kapacitet var utilstrækkelig, skulle alle fire styremotorer have nærmet sig strømbegrænsningen samtidigt.

Men den faktiske situation var en helt anden:

Kun det ene diagonale par drivhjul fungerede under høj belastning, mens det andet par bar betydeligt mindre belastning.

Derfor var problemet ikke forårsaget af utilstrækkeligt drejningsmoment eller gearkassekapacitet.

Den egentlige årsag varujævn hjulbelastningsfordeling forårsaget af manglende affjedringskompensation.

Hvorfor påvirker manglen på affjedring AGV styreydelse?

Mange ingeniører antager, at en firehjulet AGV naturligt kan fordele køretøjets vægt jævnt mellem alle fire hjul.

I teorien er dette sandt under ideelle forhold.

Imidlertid er rigtige industrielle miljøer sjældent helt flade.

Selv små forskelle i gulvhøjde kan skabe ujævn belastning, når AGV-chassiset passerer gennem forskellige områder.

For en fire- AGV uden affjedring kan chassiset ikke effektivt kompensere for disse terrænvariationer.

Som følge heraf kan følgende situation opstå:

Et diagonalt hjulpar bærer det meste af køretøjets vægt;

Det andet diagonale par har reduceret kontakttryk;

De overbelastede hjul oplever større dækdeformation;

Styremodstanden øges betydeligt;

Styremotorens strøm stiger hurtigt;

Motortemperaturen stiger;

AGV'en kan i sidste ende ikke fuldføre styringen.

Derfor er det faktiske problem ikke, at motoren ikke kan generere nok drejningsmoment.

Det virkelige problem er, at overdreven mekanisk modstand skabes af ujævn hjulbelastning.

Belastningsfordelingsanalyse

Forholdet mellem styrekraft og motorstrøm kan betragtes som nogenlunde proportionalt.

Under felttesten, hvor AGV'en næsten ikke kunne fuldføre styring, var de gennemsnitlige styrestrømme for de to diagonale hjulgrupper ca.

Gruppe A: 10A;

Gruppe B: 80A.

Baseret på strømfordelingen kan den omtrentlige belastningsfordeling beregnes:

Gruppe A:

Samlet belastning × 10/(10 + 80)

≈ 11 % af den samlede belastning

Gruppe B:

Samlet belastning × 80/(10 + 80)

≈ 89 % af den samlede belastning

Det betyder, at belastningsforholdet mellem de to diagonale hjulgrupper var tæt på:

1 : 8

Med andre ord, det ene par diagonale hjul bar næsten otte gange belastningen af ​​det andet par.

Da AGV'en nåede et mere ujævnt område, hvor styringen fejlede fuldstændig, blev lastubalancen endnu mere alvorlig.

Denne beregning bekræftede yderligere, at nøgleproblemet ikke var kraftkapaciteten af ​​PLT310-drivhjulssystemet, men den ujævne fordeling af mekanisk belastning.

Løsning: Tilføjelse af affjedring til PLT310 Drive Wheel System

Efter at have identificeret årsagen, erstattede Plutools ikke styremotorerne eller ændrede gearkassekonfigurationen.

I stedet fokuserede løsningen på at forbedre den mekaniske struktur:

En affjedringsmekanisme blev tilføjet til alle fire PLT310 vertikale AGV-drivhjul.

Med affjedringssystemet installeret kunne hvert drivhjul automatisk kompensere for små gulvuregelmæssigheder og opretholde et mere afbalanceret kontakttryk.

Efter ændringen:

AGV'en genvandt en jævn -rotationsydelse på stedet;

Styrestrømmen blev væsentligt reduceret;

Motortemperaturen vendte tilbage til et normalt område;

Køretøjet fungerede pålideligt på slutbrugerens-websted.

Denne sag viste, at forbedring af mekanisk belastningsbalance kan være mere effektiv end blot at øge motoreffekten.

Engineering Resumé

Mange AGV-projekter klarer sig godt under fabrikstest, men støder på uventede problemer efter implementering.

Årsagen er ofte ikke utilstrækkelig komponentydelse, men forskellen mellem idriftsættelsesmiljøet og de faktiske driftsforhold.

For fire-AGV'er afhænger styreydelsen ikke kun af motordrejningsmoment og gearkassevalg, men også af hjulbelastningsbalance.

Denne sag viser, at selv mindre ujævnheder i gulvet kan forårsage alvorlig belastningskoncentration i en firehjulet AGV uden affjedring, hvilket resulterer i:

Øget styremodstand;

Overdreven motorstrøm;

Højere motortemperatur;

Reduceret systempålidelighed;

Mulig styrefejl.

Til fire--AGV-chassisdesign anbefaler Plutools:

Evaluering af suspensionskrav baseret på reelle anvendelsesforhold, ikke kun idriftsættelsesmiljøer;

I betragtning af de værste-tilfælde af driftsforhold under chassisdesign;

Udførelse af hjulbelastningsfordelingsanalyse før færdiggørelse af den mekaniske struktur;

Brug af affjedrede drivhjulsløsninger til tunge- AGV'er og kontinuerlig drift.

Affjedring er ikke blot en ekstra mekanisk komponent.

Det er et vigtigt designelement, der sikrer stabil drift, afbalanceret belastning og langsigtet-pålidelighed af AGV-drivsystemer.

Gennem professionel drivhjulsteknologi og ingeniørerfaring,Plutools fortsætter med at levere pålidelige AGV-mobilitetsløsninger til globale intelligente fremstillings- og logistikapplikationer.