Abstract

Bij AGV- en AMR-ontwikkeling concentreren ingenieurs zich meestal op kritische componenten zoals aandrijfmotoren, reductoren, besturingssystemen en navigatietechnologieën. Eén belangrijke mechanische factor wordt echter vaak onderschat: het ophangingsontwerp van het aandrijfwielsysteem.

Voor AGV's met vier- wielen die zijn uitgerust met vier aandrijfwielen en stuurfuncties is vering niet zomaar een optioneel accessoire. Het speelt een cruciale rol bij het handhaven van een evenwichtige wielbelasting, het verminderen van de stuurweerstand, het voorkomen van overmatige motorstroom en het verbeteren van de systeembetrouwbaarheid op lange termijn.

Dit artikel presenteert een echte klantcase vanPlutools, waarin werd geanalyseerd hoe het gebrek aan vering een ongelijkmatige wielbelasting, abnormale stuurstroom en oververhitting van de motor veroorzaakte op een AGV met vier- wielen. Door middel van tests op locatie en technische analyse werd de werkelijke oorzaak geïdentificeerd, wat waardevolle inzichten opleverde voor het AGV-chassisontwerp.

Projectachtergrond

Een klant ontwikkelde een zware-AGV met vier- aandrijving en vier- wielbesturing.

De AGV was uitgerust met vier setsPlutools PLT310 verticale AGV-aandrijfwielen. Het voertuig had geen hulpwielen en het aandrijfwielsysteem was ontworpen zonder ophangmechanisme.

DePLT310 Verticaal AGV-aandrijfwielbeschikt over een compacte structuur, hoog laadvermogen, nauwkeurige stuurprestaties en uitstekende betrouwbaarheid. Het is ontworpen voor zware- AGV's, AMR's en industriële mobiele robottoepassingen die een stabiel rijgedrag en nauwkeurige positionering vereisen.

Tijdens de eerste inbedrijfstellingsfase functioneerde de AGV probleemloos in de fabriek van de klant.

Omdat de ingebruiknameruimte een relatief vlakke vloer had, vertoonde het voertuig goede stuurprestaties. Op basis van deze omgeving was de klant van mening dat een ophangsysteem niet nodig was.

Vanuit technisch perspectief raden we echter aan het ontwerp van de ophanging te behouden om het aanpassingsvermogen aan reële- bedrijfsomstandigheden te verbeteren en een evenwichtige wielbelasting te behouden.

Hoewel de AGV goed presteerde tijdens fabriekstests, deden zich onverwachte problemen voor na de implementatie op de uiteindelijke toepassingslocatie.

Er zijn besturingsproblemen opgetreden op de eindgebruikerssite

Nadat de AGV op de uiteindelijke locatie van de klant was geïnstalleerd, deden zich verschillende problemen voor:

De AGV had moeite met het uitvoeren van -plaatsrotatie;

De stuurstroom bereikte vaak de stroomlimiet van 80A van de controller;

Op bepaalde gebieden kon de AGV de besturing niet voltooien;

De stuurmotoren werden na continu gebruik extreem heet.

Op basis van deze klachten vermoedde de klant in eerste instantie dat het stuursysteem onvoldoende koppel had.

Ze geloofden dat de oplossing het volgende zou vereisen:

Een grotere stuurmotor;

Een versnellingsbak met een hogere overbrengingsverhouding.

Deze veronderstelling was begrijpelijk omdat hoge stroomsterkte en mislukte besturing vaak gepaard gaan met onvoldoende motorkoppel.

Na analyse van de werkelijke bedrijfsomstandigheden waren de ingenieurs van Plutools echter van mening dat de hoofdoorzaak mogelijk geen verband hield met het motorvermogen.

Er was een gedetailleerd onderzoek ter plaatse en gegevensanalyse nodig.

On-Onderzoek op locatie en analyse van de hoofdoorzaak

Ingenieurs van Plutools bezochten de eindgebruiker-site en voerden een uitgebreide inspectie uit van het AGV-chassis.

De vierPLT310 Verticale AGV-aandrijfwielenzijn geïnstalleerd in een standaardconfiguratie met vier-hoeken:

Wiel nr. 1 en wiel nr. 4 vormden één diagonaal paar;

Wiel nr. 2 en wiel nr. 3 vormden nog een diagonaal paar.

Tijdens de inspectie ontdekten we dat de vlakheid van de vloer op de uiteindelijke toepassingslocatie aanzienlijk slechter was dan in de inbedrijfstellingsomgeving van de klant.

Belangrijker nog was dat de vervorming van wiel nr. 1 en wiel nr. 4 merkbaar groter was dan die van de andere twee wielen.

Dit gaf aan dat de vier aandrijfwielen het voertuiggewicht niet gelijkmatig verdeelden.

Als gevolg van oneffenheden in de grond droeg één diagonaal paar aandrijfwielen een overmatige verticale belasting, terwijl het andere diagonale paar veel minder last droeg.

Voor een AGV met vier wielen zonder vering kan deze onbalans de stuurweerstand aanzienlijk vergroten en een abnormale motorbelasting veroorzaken.

Stuurstroomtest en gegevensverificatie

Om onze analyse te verifiëren, voerden de technici van Plutools een realtime monitoringtest uit op de stuurstroom van alle vier de PLT310 verticale AGV-aandrijfwielen.

Eerst werd de AGV getest in het gebied waar stuurstoring optrad.

Tijdens de test bereikte één diagonaal paar aandrijfwielen snel de stroomlimiet van 80 A van de controller, maar de AGV kon de rotatie nog steeds niet voltooien.

Dit gaf aan dat het stuursysteem overmatige mechanische weerstand ondervond in plaats van onvoldoende motorvermogen.

Daarna werd de AGV verplaatst naar een ruimte waar alle vier de aandrijfwielen soepel konden draaien. Van elk aandrijfwiel werd opnieuw de stuurstroom gemeten.

De testresultaten lieten zien:

Stuur nr. 1 en stuur nr. 4: ongeveer 70–80 A stuurstroom;

Stuur nr. 2 en stuur nr. 3: ongeveer 5–15 A stuurstroom;

Totale startstroom van de vier stuurmotoren: circa 170–180A.

Deze resultaten leverden sterk bewijs.

Als het vermogen van de stuurmotor onvoldoende was, hadden alle vier de stuurmotoren tegelijkertijd de stroomlimiet moeten naderen.

De werkelijke situatie was echter totaal anders:

Slechts één diagonaal paar aandrijfwielen functioneerde onder hoge belasting, terwijl het andere paar aanzienlijk minder belasting droeg.

Het probleem werd dus niet veroorzaakt door onvoldoende stuurmotorkoppel of versnellingsbakvermogen.

De werkelijke oorzaak wasongelijkmatige verdeling van de wiellast veroorzaakt door het ontbreken van compensatie van de ophanging.

Waarom heeft het gebrek aan vering invloed op de stuurprestaties van AGV's?

Veel ingenieurs gaan ervan uit dat een AGV met vier- wielen het voertuiggewicht op natuurlijke wijze gelijkmatig over alle vier de wielen kan verdelen.

In theorie is dit waar onder ideale omstandigheden.

Echte industriële omgevingen zijn echter zelden perfect vlak.

Zelfs kleine verschillen in vloerhoogte kunnen een ongelijkmatige belasting veroorzaken wanneer het AGV-chassis door verschillende gebieden rijdt.

Bij een vierwielige AGV zonder vering kan het chassis deze bodemvariaties niet effectief compenseren.

Als gevolg hiervan kan de volgende situatie optreden:

Eén diagonaal paar wielen draagt ​​het grootste deel van het voertuiggewicht;

Het andere diagonale paar heeft een verminderde contactdruk;

De overbelaste wielen ondergaan een grotere vervorming van de banden;

De stuurweerstand neemt aanzienlijk toe;

De stroom van de stuurmotor stijgt snel;

Motortemperatuur stijgt;

Het kan zijn dat de AGV er uiteindelijk niet in slaagt de besturing te voltooien.

Het eigenlijke probleem is dus niet dat de motor niet genoeg koppel kan genereren.

Het echte probleem is dat overmatige mechanische weerstand ontstaat door ongelijkmatige wielbelasting.

Analyse van de belastingverdeling

De relatie tussen stuurkracht en motorstroom kan als bij benadering proportioneel worden beschouwd.

Tijdens de veldtest, toen de AGV nauwelijks kon sturen, waren de gemiddelde stuurstromen van de twee diagonale wielgroepen ongeveer:

Groep A: 10A;

Groep B: 80A.

Op basis van de stroomverdeling kan de geschatte belastingverdeling worden berekend:

Groep A:

Totale belasting × 10 / (10 + 80)

≈ 11% van de totale belasting

Groep B:

Totale belasting × 80 / (10 + 80)

≈ 89% van de totale belasting

Dit betekent dat de belastingsverhouding tussen de twee diagonale wielgroepen dichtbij was:

1 : 8

Met andere woorden: één paar diagonale wielen droeg bijna acht keer de belasting van het andere paar.

Toen de AGV een oneffener gebied bereikte waar de besturing volledig mislukte, werd de onbalans van de lading nog ernstiger.

Deze berekening bevestigde verder dat het belangrijkste probleem niet de vermogenscapaciteit van het PLT310-aandrijfwielsysteem was, maar de ongelijke verdeling van de mechanische belasting.

Oplossing: vering toevoegen aan het PLT310 aandrijfwielsysteem

Na het identificeren van de oorzaak heeft Plutools de stuurmotoren niet vervangen of de versnellingsbakconfiguratie aangepast.

In plaats daarvan concentreerde de oplossing zich op het verbeteren van de mechanische structuur:

Aan alle vier de PLT310 verticale AGV-aandrijfwielen is een ophangmechanisme toegevoegd.

Als het veersysteem was geïnstalleerd, kon elk aandrijfwiel automatisch kleine oneffenheden in de vloer compenseren en een meer evenwichtige contactdruk behouden.

Na de wijziging:

De AGV kreeg weer soepele rotatieprestaties ter plaatse;

De stuurstroom werd aanzienlijk verminderd;

De motortemperatuur keerde terug naar een normaal bereik;

Het voertuig functioneerde betrouwbaar op de -eindgebruikerslocatie.

Deze casus toonde aan dat het verbeteren van de mechanische belastingsbalans effectiever kan zijn dan simpelweg het motorvermogen vergroten.

Technische samenvatting

Veel AGV-projecten presteren goed tijdens fabriekstests, maar stuiten na de implementatie op onverwachte problemen.

De reden hiervoor is vaak niet de onvoldoende prestatie van de componenten, maar het verschil tussen de inbedrijfstellingsomgeving en de werkelijke bedrijfsomstandigheden.

Bij AGV's met vier- wielen zijn de stuurprestaties niet alleen afhankelijk van het motorkoppel en de versnellingsbakkeuze, maar ook van de wielbelastingsbalans.

Dit geval laat zien dat zelfs kleine oneffenheden in de vloer ernstige belastingconcentratie kunnen veroorzaken in een AGV met vier- wielen zonder vering, wat resulteert in:

Verhoogde stuurweerstand;

Overmatige motorstroom;

Hogere motortemperatuur;

Verminderde systeembetrouwbaarheid;

Mogelijke stuurfout.

Voor een AGV-chassis met vier- wielen raadt Plutools het volgende aan:

Het evalueren van ophangingsvereisten op basis van reële toepassingsomstandigheden, niet alleen in de inbedrijfstellingsomgeving;

Rekening houdend met de slechtste- bedrijfsomstandigheden tijdens het chassisontwerp;

Het uitvoeren van een analyse van de wiellastverdeling voordat de mechanische structuur wordt voltooid;

Het gebruik van oplossingen met geveerde aandrijfwielen voor zware- AGV's en toepassingen voor continu gebruik.

De ophanging is niet simpelweg een extra mechanisch onderdeel.

Het is een belangrijk ontwerpelement dat zorgt voor een stabiele werking, evenwichtige belasting en betrouwbaarheid op de lange- termijn van AGV-aandrijfsystemen.

Door professionele aandrijfwieltechnologie en technische ervaring,Plutools blijft betrouwbare AGV-mobiliteitsoplossingen bieden voor wereldwijde intelligente productie- en logistieke toepassingen.