Tóm tắt

Trong quá trình phát triển AGV và AMR, các kỹ sư thường tập trung vào các bộ phận quan trọng như động cơ truyền động, bộ giảm tốc, hệ thống điều khiển và công nghệ định vị. Tuy nhiên, một yếu tố cơ học quan trọng thường bị đánh giá thấp - là thiết kế hệ thống treo của hệ thống bánh dẫn động.

Đối với AGV bốn bánh được trang bị bốn bánh dẫn động và chức năng lái, hệ thống treo không chỉ đơn giản là một phụ kiện tùy chọn. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tải trọng bánh xe cân bằng, giảm lực cản lái, ngăn dòng điện động cơ quá mức và cải thiện độ tin cậy lâu dài của hệ thống.

Bài viết này trình bày một trường hợp khách hàng thực tế từcông cụ, phân tích việc thiếu hệ thống treo đã gây ra tình trạng tải bánh xe không đồng đều, dòng lái bất thường và động cơ quá nóng trên AGV bốn bánh như thế nào. Thông qua-thử nghiệm tại chỗ và phân tích kỹ thuật, nguyên nhân thực tế đã được xác định, cung cấp thông tin chuyên sâu có giá trị cho thiết kế khung gầm AGV.

Bối cảnh dự án

Một khách hàng đã phát triển một chiếc AGV hạng nặng với cơ cấu dẫn động bốn bánh và hệ thống lái bốn{2}bánh.

AGV được trang bị bốn bộBánh xe dẫn động AGV dọc Plutools PLT310. Xe không có bánh phụ, hệ thống bánh dẫn động được thiết kế không có cơ cấu treo.

cácBánh xe dẫn động AGV dọc PLT310có cấu trúc nhỏ gọn, khả năng chịu tải cao, hiệu suất lái chính xác và độ tin cậy tuyệt vời. Nó được thiết kế cho các ứng dụng AGV, AMR, AMR hạng nặng và robot di động công nghiệp yêu cầu lái xe ổn định và định vị chính xác.

Trong giai đoạn vận hành ban đầu, AGV vận hành trơn tru tại nhà máy của khách hàng.

Do khu vực vận hành có điều kiện sàn tương đối bằng phẳng nên xe thể hiện khả năng lái tốt. Dựa trên môi trường này, khách hàng tin rằng hệ thống treo là không cần thiết.

Tuy nhiên, từ góc độ kỹ thuật, chúng tôi khuyên bạn nên giữ nguyên thiết kế hệ thống treo để cải thiện khả năng thích ứng với-điều kiện vận hành thực tế và duy trì tải trọng bánh xe cân bằng.

Mặc dù AGV hoạt động tốt trong quá trình thử nghiệm tại nhà máy nhưng vẫn xảy ra sự cố không mong muốn sau khi triển khai tại địa điểm ứng dụng cuối cùng.

Các vấn đề về chỉ đạo xuất hiện ở trang web của người dùng cuối

Sau khi AGV được lắp đặt tại địa điểm cuối cùng của khách hàng, một số vấn đề đã xảy ra:

AGV gặp khó khăn khi thực hiện-xoay địa điểm;

Dòng điều khiển thường xuyên đạt giới hạn dòng 80A của bộ điều khiển;

Ở một số khu vực nhất định, AGV không thể hoàn thành việc lái;

Động cơ lái trở nên cực kỳ nóng sau khi hoạt động liên tục.

Dựa trên những triệu chứng này, ban đầu khách hàng nghi ngờ hệ thống lái thiếu đủ mô-men xoắn.

Họ tin rằng giải pháp sẽ yêu cầu:

Động cơ lái lớn hơn;

Hộp số có tỷ số truyền cao hơn.

Giả định này có thể hiểu được vì dòng điện cao và hỏng hệ thống lái thường liên quan đến mô-men xoắn động cơ không đủ.

Tuy nhiên, sau khi phân tích điều kiện vận hành thực tế, các kỹ sư của Plutools tin rằng nguyên nhân sâu xa có thể không liên quan đến công suất động cơ.

Cần phải có-điều tra chi tiết tại chỗ và phân tích dữ liệu.

-Điều tra tại chỗ và phân tích nguyên nhân gốc rễ

Các kỹ sư của Plutools đã truy cập vào-trang web của người dùng cuối và tiến hành kiểm tra toàn diện khung AGV.

BốnBánh xe dẫn động AGV dọc PLT310đã được lắp đặt theo cấu hình bốn góc{0}}tiêu chuẩn:

Bánh xe số 1 và bánh xe số 4 tạo thành một cặp đường chéo;

Bánh xe số 2 và Bánh xe số 3 tạo thành một cặp đường chéo khác.

Trong quá trình kiểm tra, chúng tôi nhận thấy độ phẳng của sàn tại địa điểm ứng dụng cuối cùng kém hơn đáng kể so với môi trường vận hành thử của khách hàng.

Quan trọng hơn, độ biến dạng của Bánh số 1 và Bánh số 4 lớn hơn rõ rệt so với hai bánh còn lại.

Điều này cho thấy bốn bánh dẫn động không chia đều trọng lượng của xe.

Do điều kiện mặt đất không bằng phẳng, một cặp bánh dẫn động chéo đã chịu tải trọng thẳng đứng quá mức, trong khi cặp bánh chéo còn lại chịu tải trọng ít hơn nhiều.

Đối với AGV bốn bánh không có hệ thống treo, sự mất cân bằng này có thể làm tăng đáng kể lực cản lái và tạo ra tải động cơ bất thường.

Kiểm tra hiện tại và xác minh dữ liệu

Để xác minh phân tích của chúng tôi, các kỹ sư của Plutools đã thực hiện-kiểm tra giám sát theo thời gian thực về dòng lái của cả bốn Bánh dẫn động AGV dọc PLT310.

Đầu tiên, AGV được thử nghiệm tại khu vực xảy ra lỗi lái.

Trong quá trình thử nghiệm, một cặp bánh dẫn động chéo nhanh chóng đạt đến giới hạn dòng điện 80A của bộ điều khiển, nhưng AGV vẫn không thể hoàn thành vòng quay.

Điều này cho thấy hệ thống lái đang gặp phải lực cản cơ học quá mức chứ không phải công suất động cơ không đủ.

Sau đó, AGV được chuyển đến khu vực mà cả 4 bánh dẫn động đều có thể quay trơn tru. Dòng lái của mỗi bánh dẫn động được đo lại.

Kết quả thử nghiệm cho thấy:

Bánh xe số 1 và bánh xe số 4: dòng điện lái khoảng 70–80A;

Bánh xe số 2 và bánh xe số 3: dòng điện lái khoảng 5–15A;

Tổng dòng khởi động của 4 động cơ lái: khoảng 170–180A.

Những kết quả này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ.

Nếu công suất động cơ lái không đủ thì cả bốn động cơ lái phải đồng thời đạt đến giới hạn dòng điện.

Tuy nhiên, tình hình thực tế lại hoàn toàn khác:

Chỉ có một cặp bánh dẫn động chéo hoạt động dưới tải trọng cao, trong khi cặp còn lại chịu tải trọng ít hơn đáng kể.

Vì vậy, vấn đề không phải do mô-men xoắn động cơ lái hoặc công suất hộp số không đủ.

Nguyên nhân thực sự làPhân bố tải trọng bánh xe không đồng đều do thiếu hệ thống treo bù.

Tại sao việc thiếu hệ thống treo ảnh hưởng đến hiệu suất lái của AGV?

Nhiều kỹ sư cho rằng AGV bốn bánh có thể phân bổ trọng lượng xe đồng đều cho cả bốn bánh một cách tự nhiên.

Về lý thuyết, điều này đúng trong điều kiện lý tưởng.

Tuy nhiên, môi trường công nghiệp thực tế hiếm khi bằng phẳng hoàn hảo.

Ngay cả những khác biệt nhỏ về chiều cao sàn cũng có thể tạo ra tải trọng không đồng đều khi khung xe AGV đi qua các khu vực khác nhau.

Đối với AGV bốn bánh không có hệ thống treo, khung gầm không thể bù đắp hiệu quả cho những biến đổi trên mặt đất này.

Kết quả là có thể xảy ra tình huống sau:

Một cặp bánh chéo chịu phần lớn trọng lượng của xe;

Cặp đường chéo còn lại có lực tiếp xúc giảm;

Bánh xe chở quá tải sẽ bị biến dạng lốp nhiều hơn;

Lực cản lái tăng đáng kể;

Dòng điện động cơ lái tăng nhanh;

Nhiệt độ động cơ tăng;

AGV cuối cùng có thể không hoàn thành việc lái.

Vì vậy, vấn đề thực tế không phải là động cơ không thể tạo ra đủ mô-men xoắn.

Vấn đề thực sự là lực cản cơ học quá mức được tạo ra do bánh xe tải không đều.

Phân tích phân phối tải

Mối quan hệ giữa lực lái và dòng điện động cơ có thể được coi là tỷ lệ gần đúng.

Trong quá trình thử nghiệm hiện trường, khi AGV hầu như không thể hoàn thành việc đánh lái, dòng điện lái trung bình của hai nhóm bánh chéo xấp xỉ:

Nhóm A: 10A;

Nhóm B: 80A.

Dựa trên phân bố hiện tại, có thể tính toán phân bổ tải gần đúng:

Nhóm A:

Tổng tải × 10 / (10 + 80)

≈ 11% tổng tải

Nhóm B:

Tổng tải × 80 / (10 + 80)

≈ 89% tổng tải

Điều này có nghĩa là tỷ số tải giữa hai nhóm bánh chéo gần bằng:

1 : 8

Nói cách khác, một cặp bánh xe chéo đang chở tải trọng gần gấp tám lần cặp bánh kia.

Khi AGV đi đến khu vực không bằng phẳng hơn, nơi tay lái hoàn toàn bị hỏng, tình trạng mất cân bằng tải càng trở nên nghiêm trọng hơn.

Tính toán này càng khẳng định vấn đề mấu chốt không phải là công suất công suất của hệ thống bánh dẫn động PLT310 mà là sự phân bổ tải trọng cơ học không đồng đều.

Giải pháp: Thêm hệ thống treo vào Hệ thống bánh dẫn động PLT310

Sau khi xác định được nguyên nhân gốc rễ, Plutools không thay thế động cơ lái hay sửa đổi cấu hình hộp số.

Thay vào đó, giải pháp tập trung vào việc cải thiện kết cấu cơ khí:

Một cơ cấu treo đã được thêm vào cả bốn Bánh dẫn động AGV dọc PLT310.

Với hệ thống treo được lắp đặt, mỗi bánh dẫn động có thể tự động bù đắp những bất thường nhỏ trên sàn và duy trì áp lực tiếp xúc cân bằng hơn.

Sau khi sửa đổi:

AGV đã lấy lại được hiệu suất xoay-tại chỗ mượt mà;

Dòng lái giảm đáng kể;

Nhiệt độ động cơ trở lại mức bình thường;

Phương tiện vận hành đáng tin cậy tại địa điểm-của người dùng cuối.

Trường hợp này chứng minh rằng việc cải thiện cân bằng tải cơ học có thể hiệu quả hơn việc chỉ tăng công suất động cơ.

Tóm tắt kỹ thuật

Nhiều dự án AGV hoạt động tốt trong quá trình thử nghiệm tại nhà máy nhưng gặp phải sự cố không mong muốn sau khi triển khai.

Lý do thường không phải là hiệu suất của các bộ phận không đủ mà là do sự khác biệt giữa môi trường vận hành và điều kiện vận hành thực tế.

Đối với AGV bốn bánh, hiệu suất lái không chỉ phụ thuộc vào mô-men xoắn của động cơ và lựa chọn hộp số mà còn phụ thuộc vào sự cân bằng tải trọng của bánh xe.

Trường hợp này cho thấy rằng ngay cả những bất thường nhỏ trên sàn cũng có thể gây ra sự tập trung tải trọng nghiêm trọng trên AGV bốn bánh không có hệ thống treo, dẫn đến:

Tăng lực cản lái;

Dòng động cơ quá mức;

Nhiệt độ động cơ cao hơn;

Giảm độ tin cậy của hệ thống;

Có thể hỏng tay lái.

Đối với thiết kế khung gầm AGV bốn bánh, Plutools khuyến nghị:

Đánh giá các yêu cầu tạm dừng dựa trên điều kiện ứng dụng thực tế, không chỉ dựa trên môi trường vận hành thử;

Xem xét các điều kiện vận hành trong trường hợp xấu nhất{0}}trong quá trình thiết kế khung gầm;

Thực hiện phân tích phân bố tải trọng bánh xe trước khi hoàn thiện kết cấu cơ khí;

Sử dụng giải pháp bánh dẫn động treo cho AGV-hạng nặng và các ứng dụng hoạt động liên tục.

Hệ thống treo không chỉ đơn giản là một bộ phận cơ khí bổ sung.

Đây là thành phần thiết kế quan trọng đảm bảo hoạt động ổn định, tải cân bằng và độ tin cậy lâu dài-của hệ thống truyền động AGV.

Thông qua công nghệ bánh xe truyền động chuyên nghiệp và kinh nghiệm kỹ thuật,Plutools tiếp tục cung cấp các giải pháp di động AGV đáng tin cậy cho các ứng dụng hậu cần và sản xuất thông minh toàn cầu.