1. Johdanto
Logistiikan automaatiolaitteiden alalla underride AGV-autoista (Automated Guided Vehicles) on tullut yksi laajimmin käytetyistä materiaalinkuljetusratkaisuista. Automaattivaunun käyttöjärjestelmällä on ratkaiseva rooli sen liikekyvyn, sovellusskenaarioiden, toiminnan tehokkuuden ja pitkän -huoltokustannusten määrittämisessä.
Tällä hetkellä alleajoissa{0}}ajetuissa AGV-autoissa käytetään yleisesti kahta pääkäyttökokoonpanoa:tasauspyörästön käyttöjaohjausvoima. Nämä kaksi lähestymistapaa eroavat merkittävästi rakenteellisesta suunnittelusta, liikkeenohjausperiaatteista, järjestelmäintegraatiosta ja teknisestä suorituskyvystä.
Tämä artikkeli tarjoaa teknisen analyysin molemmista käyttökokoonpanoista rakenteellisen koostumuksen, liikeperiaatteiden, tärkeimpien suorituskykyindikaattoreiden ja käytännön sovellusten rajoitusten näkökulmasta. Tavoitteena on tarjota hyödyllisiä referenssejä automaattitrukkijärjestelmien suunnitteluun, komponenttien valintaan ja suunnitteluun.
2. Kahden käyttöjärjestelmän rakenne ja liikeperiaatteet
2.1 Differentiaalikäyttöyksikkö: Modulaarinen liikearkkitehtuuri
Tasauspyörästön käyttöyksikkö koostuu tyypillisesti itsenäisistä ajomoduuleista, jotka luovat ajoneuvon liikkeen useiden pyörien koordinoidulla ohjauksella. Ohjaus saavutetaannopeusero vasemman ja oikean vetopyörän välillä, joka noudattaa klassista differentiaaliohjausperiaatetta, jota käytetään monissa mobiilirobottialustoissa.
Kun ayksi tasauspyörästön käyttöyksikkökäytetään, se koostuu yleensä parista vetopyöriä sekä vastaavaa moottoria, voimansiirtomekanismia ja rakennetukea. Koska tässä kokoonpanossa on suhteellisen suuri pyöräväli, automaattitrukki voi yleensä toimiaeteenpäin liikettä ja peruskääntöliikkeet, mutta liikekyky on rajallinen. Tätä kokoonpanoa käytetään siksi pääasiassa yksinkertaisissa yksisuuntaisissa{1}}materiaalin kuljetustehtävissä.
Kunkaksi tasauspyörästöäon asennettu AGV:hen, koordinoitu ohjaus etu- ja takamoduulien välillä mahdollistaa ajoneuvon saavuttamisenkaksisuuntainen liike ja kääntyminen. Ohjaus syntyy kuitenkin edelleen pyörien nopeuseroista, mikä tarkoittaa, että ajoneuvo seuraa aina akaareva lentorata. Tämän seurauksena sivuttaisliikettä tai ympärisuuntaista liikettä ei voida saavuttaa.
Tasauspyörästön pyörimiskäyttäytyminen määräytyy vasemman ja oikean pyörän lineaarisen nopeuden eron perusteella. Kiinteällä akselivälillä suurempi nopeusero johtaa pienempään kääntösäteeseen. Vaikka tämä periaate on yksinkertainen ja luotettava, se asettaa korkeampia vaatimuksia nopeudensäädön tarkkuudelle, erityisesti suuremmilla käyttönopeuksilla.
2.2 Ohjauksen käyttöyksikkö: Integroitu mekatroninen ratkaisu
Ohjauskoneisto yhdistää molemmatveto- ja ohjaustoiminnotyhdeksi mekatroniseksi moduuliksi. Toisin kuin tasauspyörästöjärjestelmät, ohjauksen käyttöyksiköt käyttävätitsenäiset moottorit ajamiseen ja ohjaamiseen, jolloin pyörän suuntaa voidaan ohjata aktiivisesti.
Tämä muotoilu eliminoi tarpeen ohjata pyörien nopeuserojen läpi. Sen sijaan pyörä itse pyörii haluttuun asentoon ennen kuin se tuottaa vetovoimaa. Tämän seurauksena liikkeen ohjauksesta tulee suorempi ja tarkempi.
Ohjausvetoiset AGV-järjestelmät noudattavat tyypillisesti tätäkolmen-pisteen tukiperiaate, joka varmistaa vakaan ajoneuvorakenteen ja kuorman jakautumisen. Useimmissa malleissa tämä kokoonpano poistaa ylimääräisten jousitusjärjestelmien tarpeen.
Kun ayksi ohjausyksikkökäytetään, AGV pystyy jo liikkumaan eteen- ja taaksepäin sekä kääntymään. Tasauspyörästöjärjestelmiin verrattuna ohjausvaste on suorempi, koska pyörän suuntaa ohjataan aktiivisesti sen sijaan, että se generoidaan passiivisesti nopeuserojen kautta.
Kunkaksi ohjausyksikköäon asennettu, pyörän suunnan ja nopeuden koordinoitu ohjaus mahdollistaa AGV:n suorituskyvynmonisuuntainen liike, mukaan lukien liike eteenpäin, taaksepäin, -paikoillaan pyöriminen ja sivuttaissiirto. Tämä parantaa huomattavasti ohjattavuutta kapeissa käytävissä ja suuren{2}}tiheyden varastoympäristöissä.
Tällaisten järjestelmien ohjaustarkkuus määräytyy tyypillisestikooderin resoluutio ja välityssuhdekäytetään ohjausmekanismissa. Tarkan anturin takaisinkytkennän ja mekaanisten vähennysjärjestelmien avulla voidaan saavuttaa korkea-tarkka ohjauskulman säätö, mikä parantaa merkittävästi AGV:n paikannustarkkuutta.
3. Teknisten ydinominaisuuksien vertailu
Insinöörin näkökulmasta tasauspyörästön ja ohjausvoiman käyttöjärjestelmissä on huomattavia eroja useissa keskeisissä suorituskyvyissä.
Mitä tuleerakenteellinen koko, tasauspyörästöjärjestelmät perustuvat useisiin itsenäisiin moduuleihin ja lisäasennusrakenteisiin, mikä yleensä johtaa suurempiin asennustilan tarpeisiin. Ohjauksen käyttöyksiköt puolestaan yhdistävät käyttömoottorin, ohjausmekanismin, vaihteiston ja pyöräkokoonpanon yhdeksi kompaktiksi moduuliksi, mikä johtaa kompaktimpaan kokonaisuuteen.
Mitä tuleekaksisuuntainen liikekyky, tasauspyörästöjärjestelmät vaativat usein kaksi käyttömoduulia mahdollistaakseen liikkeen eteenpäin ja taaksepäin tehokkaasti. Ohjauksen käyttöyksiköt saavuttavat tämän yksinkertaisesti vaihtamalla ajomoottorin pyörimissuuntaa, mikä yksinkertaistaa ohjausarkkitehtuuria.
vartenmonisuuntainen liike, tasauspyörästöjärjestelmiä rajoittaa luonnostaan niiden ohjausperiaate. Koska kääntyminen syntyy nopeuseroista, AGV:n on seurattava kaarevaa reittiä. Ohjauksen käyttöyksiköt voivat aktiivisesti muuttaa pyörän suuntaa, mikä mahdollistaa todellisen monisuuntaisen liikkeen, mukaan lukien sivuttaisliikkeet.
Kun harkitaanhuolto ja luotettavuus, differentiaalikäyttöjärjestelmät koostuvat useista mekaanisista ja sähköisistä moduuleista, jotka on yhdistetty toisiinsa. Mekaanisten liitäntöjen suurempi määrä voi lisätä kulumisen tai sähköliitäntäongelmien todennäköisyyttä ajan myötä. Ohjauksen käyttöjärjestelmät vähentävät komponenttien määrää integroidun suunnittelun ansiosta, mikä yleensä parantaa järjestelmän luotettavuutta ja yksinkertaistaa huoltoa.
Mitä tuleepaikannustarkkuus, tasauspyörästövetoisiin AGV-autoihin vaikuttavat kumulatiiviset pyörien nopeusvirheet ja vaihteistojärjestelmän mekaaninen välys. Ohjauksen käyttöjärjestelmät käyttävät anturipalautetta sekä ajo- että ohjausmoottoreille, mikä mahdollistaa suljetun-silmukan ohjauksen ja paremman paikannustarkkuuden.
vartenvetoteho, differentiaalikäyttöjärjestelmät jakavat tehon useiden moduulien kesken, mikä voi aiheuttaa lähetyshäviöitä. Ohjauksen vetoyksiköt käyttävät keskitettyä vetorakennetta, mikä mahdollistaa tehokkaamman voimansiirron ja suuremman kantavuuden.
Lopuksi, mitä tuleesuurin ajonopeus, tasauspyörästöjärjestelmät voivat kohdata vakaushaasteita suuremmilla nopeuksilla, koska ne ovat riippuvaisia tarkasta pyörien nopeuden säädöstä. Ohjausjärjestelmä ylläpitää vakaata liikettä myös suuremmilla nopeuksilla, koska ohjausta ja pitoa ohjataan itsenäisesti.
4. Under-Ride AGV-autojen ajojärjestelmien sovellustila
4.1 Tasauspyörästö perinteisenä valtavirran ratkaisuna
Historiallisesta näkökulmasta tarkasteltuna monet Kiinassa käytetyt varhaiset alleajettavat automaattitrukit tuotiin Japanista, jossa tasauspyörästö on pitkään ollut AGV-autojen hallitseva käyttökokoonpano.
Lisäksi autoteollisuuden varhaiset automaattitrukkisovellukset luottivat voimakkaasti tasauspyörästötekniikkaan. Tämä historiallinen kehitys loi alalle vahvan riippuvuuden teknologisesta polusta, mikä johti tasauspyörästön laajamittaiseen käyttöön alleajettavissa AGV-autoissa.
Vaikka ohjausjärjestelmiä käytetään laajalti SIASUNin kaltaisten yritysten kehittämissä raskaissa{0}}ajoneuvoautoissa, nämä alustat yleensä kohdistuvatsuuret{0}}hyötykuormat teollisuusajoneuvot, jotka eroavat merkittävästimatalan-profiilin ja kevyen suunnittelun vaatimuksetalleajettavista AGV-autoista.
4.2 Ohjauskäytön käyttöönoton rajoitukset
Suorituskyvyn eduistaan huolimatta ohjausvoimajärjestelmät kohtasivat historiallisesti useita esteitä alleajossa{0}}ajettavassa AGV-sovelluksissa.
Ensimmäinen rajoitus onfyysinen koko. Perinteiset ohjausyksiköt suunniteltiin ensisijaisesti raskaisiin-ajoneuvoajoneuvoihin, ja siksi niiden asennuskorkeudet olivat suhteellisen suuret. Underride AGV:t vaativat kuitenkin tyypillisesti erittäin alhaiset alustakorkeudet, mikä tekee varhaisen ohjauksen ajotuotteiden integroimisesta vaikeaa.
Toinen rajoitus onmaksaa. Aiemmin tehokkaat-ohjausyksiköt olivat pääasiassa tuontituotteita, joiden hinnat olivat huomattavasti korkeammat kuin modulaariset tasauspyörästöjärjestelmät. Suuria määriä käytettävien kevyt-autotrukkien kustannuserot vaikuttivat suuresti taloudelliseen kannattavuuteen.
Kolmas tekijä onalan käsitys. Tasauspyörästöjen{1}}pitkän aikavälin hallitsevan aseman vuoksi monet AGV-valmistajat olettivat alun perin, että tasauspyörästö oli sopivin ratkaisu alle-kuljettaviin AGV-autoihin, mikä hidasti ohjausvoimatekniikan käyttöönottoa.
5. Ohjauskäyttöjärjestelmien uudet sovellustrendit
Automaattitrukkiteollisuuden jatkuvan teknologisen kehityksen ja kotimaisten vetokomponenttien nopean kehityksen myötä ohjausvoimajärjestelmät ovat vähitellen käytännöllisempiä alleajettaville AGV-autoille.
Yksi tärkeä läpimurto on kehittäminenmatalaprofiiliset{0}}ohjausyksiköt. Tuotteet, kutenPlutools PLT120 vaakasuuntainen ohjauspyöräedustavat uutta sukupolvea kompakteja ohjausratkaisuja, jotka on suunniteltu erityisesti matalan{0}}korkeuden AGV-alustoille.
PLT120:ssa on kompakti integroitu rakenne, joka on optimoitu alleajettaviin AGV-sovelluksiin. Moduuli yhdistää vetomoottorin, ohjausmekanismin, vaihteiston, pyöräkokoonpanon ja anturijärjestelmän yhdeksi kompaktiksi yksiköksi säilyttäen samalla korkean vetokyvyn ja tarkan liikkeenhallinnan.
Tämän rakenteen ansiosta yksi ohjausyksikkö voi jo tukea eteenpäin-, taaksepäin- ja kääntymistoimintoja alle{0}}ajettavan AGV:n kohdalla. Kun kaksi yksikköä on asennettu, automaattitrukki voi saavuttaa täyden ympärisuuntaisen liikkuvuuden, mukaan lukien sivuttaisliikkeen ja paikalla{2}}rottamisen, mikä parantaa merkittävästi toiminnan joustavuutta tiheissä varastoympäristöissä.
Samaan aikaan monet automaattitrukkien valmistajat ovat vahvistaneet omaa toimintaansaitsenäiset suunnitteluominaisuudet, jonka avulla he voivat integroida ohjausvoimajärjestelmät tehokkaammin matalan profiilin{0}}AGV-alustoille ja kehittää optimoituja liikkeenohjausalgoritmeja.
Tämän seurauksena ohjausvoimatekniikka on vähitellen voittanut aiemmat kokoon ja hintaan liittyvät rajoitukset.
6. Tekninen yhteenveto
Differentiaalikäyttö- ja ohjausvoimajärjestelmät edustavat kahta erilaista suunnittelutapaa AGV-liikejärjestelmiin:modulaarisen aseman arkkitehtuurijaintegroitu mekatroninen käyttöarkkitehtuuri.
Tasauspyörästön käyttö on edelleen laajalti käytetty ratkaisu teknologisen kypsyyden ja pitkän teollisen käyttöhistoriansa ansiosta. Kuitenkin sen rajoitukset liikkeen joustavuuden, paikannustarkkuuden ja järjestelmäintegroinnin suhteen tekevät siitä vähemmän sopivan erittäin dynaamisiin logistiikkaympäristöihin.
Ohjausjärjestelmät tarjoavat etuja, kuten integroidun suunnittelun, monisuuntaisen liikkuvuuden, paremman paikannustarkkuuden ja alhaisemmat{0}}pitkäaikaiset huoltovaatimukset. Kompaktien tuotteiden, kuten esimPlutools PLT120 vaakasuuntainen ohjauspyörä, aiempia asennuskorkeuteen ja -kustannuksiin liittyviä esteitä poistetaan vähitellen.
Automaattivaunujen kehittäjien ja järjestelmäintegraattoreiden vetotekniikan valinnan tulee perustua toimintaympäristön, hyötykuormavaatimusten, tilarajoitusten ja taloudellisten näkökohtien kattavaan arviointiin. Tasauspyörästön käyttö saattaa säilyä sopivana yksinkertaisiin kuljetustehtäviin, kun taas ohjausvoimajärjestelmät tarjoavat selkeitä etuja sovelluksissa, jotka vaativat suurta ohjattavuutta, tiiviitä asetteluja ja joustavaa toimintaa.
Jatkuvan teknologisen kehityksen myötä ohjauskäyttöratkaisuilla odotetaan olevan yhä tärkeämpi rooli seuraavan sukupolven logistiikkaautomaatiolaitteistoissa.
