Die Pr\u00e4zisionsplanetengetriebe der EP-Serie werden in AGV- und AMR-Antriebseinheiten in koreanischen Logistik-, Automobil- und Elektronikfertigungsanlagen eingesetzt. Die vier Baureihen (ZDE, ZDF, ZDWF, ZDS) decken die gesamte Bandbreite an AGV-Antriebsspezifikationen ab \u2013 von leichten AMRs mit 50 kg Nutzlast bis hin zu schweren Gabelstapler-AGVs mit 3.000 kg.
Spezifikationen der EP-Serie ansehen \u2192<\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/p>\n\nAxialkraft durch Fahrzeuggewicht \u2013 Die am h\u00e4ufigsten verletzte Spezifikation f\u00fcr AGV-Getriebe<\/h2>\n
Wenn die Getriebeausgangswelle die Antriebsachse bildet \u2013 entweder direkt oder \u00fcber eine kurze Kupplung \u2013 verteilt sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs (Fahrzeugaufbau plus maximale Nutzlast) auf die Antriebsr\u00e4der. Jedes Getriebeausgangslager eines Antriebsrads tr\u00e4gt das statische Gewicht seines Fahrzeugteils als dauerhafte axiale Last. Hinzu kommen dynamische axiale Kr\u00e4fte, die durch Beschleunigung und Verz\u00f6gerung, Steigungen oder Radaufprall auf unebenem Untergrund entstehen.<\/p>\n
Die statische Berechnung lautet: F_axial_pro_Rad = (m_Fahrzeug + m_Nutzlast) \u00d7 g \/ n_Antriebsr\u00e4der. Vor dem Vergleich mit der Nenn-Axialkraftgrenze des Getriebes ist ein dynamischer Faktor von 1,3\u20131,5 f\u00fcr Bodenunebenheiten und Beschleunigungsspitzen zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n
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\n\n\n| Fahrzeugklasse<\/th>\n | Gesamtmasse \n(Fahrzeug + Nutzlast)<\/th>\n | Fahren \nR\u00e4der<\/th>\n | Statische Axial \nKraft \/ Rad<\/th>\n | Mit Dynamic \nFaktor \u00d71,4<\/th>\n | EP-ZDE-Grenze<\/th>\n | Korrekte Serie<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n |
\n\n| Light AMR \/ Cobot<\/td>\n | 80\u2013120 kg<\/td>\n | 2<\/td>\n | 390\u2013590 N<\/td>\n | 546\u2013826 N<\/td>\n | ZDE-80: 450N \n\u26a0 grenzwertig<\/span><\/td>\n | EP-ZDE-120 \n(1.050 N Grenze)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n\n| Flachbett-AGV (mittel)<\/td>\n | 400\u2013600 kg<\/td>\n | 2<\/td>\n | 1.960\u20132.940 N<\/td>\n | 2.744\u20134.116 N<\/td>\n | ZDE-160: 3.000 N \n\u274c bei 600 kg \u00fcberschritten<\/span><\/td>\n | EP-ZDS-115 \n(12.000 N Grenze)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n\n| Flachbett-AGV (schwer)<\/td>\n | 800\u20131.500 kg<\/td>\n | 2\u20134<\/td>\n | 1.960\u20137.350 N<\/td>\n | 2.744\u201310.290 N<\/td>\n | Alle ZDE-Werte \u00fcberschritten<\/td>\n | EP-ZDS-115 \n(12.000 N Grenze)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n\n| Gabelstapler AGV<\/td>\n | 2.000\u20133.500 kg<\/td>\n | 4<\/td>\n | 4.900\u20138.580 N<\/td>\n | 6.860\u201312.012 N<\/td>\n | Alle ZDE-Werte \u00fcberschritten<\/td>\n | EP-ZDS-115\/142 \n(12.000\u201319.000 N)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n\n| Schwerlast-AGV<\/td>\n | >3.500 kg<\/td>\n | 4<\/td>\n | >8.575 N<\/td>\n | >12.005 N<\/td>\n | \u00dcbertrifft ZDS-115<\/td>\n | EP-ZDS-190 \n(28.000 N Grenze)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\nDer dynamische Faktor von 1,4 ber\u00fccksichtigt Bodenunebenheiten (Bodenplatten, Schwellen), abrupte Stopps und Notbremsungen. F\u00fcr AGVs im Au\u00dfenbereich auf unebenen Oberfl\u00e4chen ist ein dynamischer Faktor von 1,5\u20132,0 zu verwenden. Grenzwerte der axialen Kraft f\u00fcr EP-ZDE: 80 N (40er-Rahmen), 225 N (60er-Rahmen), 450 N (80er-Rahmen), 1.050 N (120er-Rahmen), 3.000 N (160er-Rahmen). EP-ZDS: 12.000 N (115er-Rahmen), 19.000 N (142er-Rahmen), 28.000 N (190er-Rahmen).<\/p>\n \n Der h\u00e4ufigste Fehler bei der Auswahl des AGV-Getriebes in Korea<\/div>\n Ein EP-ZDE-80 ist f\u00fcr das Antriebsdrehmoment eines 200 kg schweren, fahrbaren Transporters mit Pritsche und einem \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis von 8:1 korrekt dimensioniert. Das Ausgangsdrehmoment von 120 Nm liegt innerhalb des zul\u00e4ssigen Grenzwerts von 50 Nm \u00d7 8 \u00d7 0,96 = 384 Nm. Der Ingenieur w\u00e4hlt den EP-ZDE-80 \u2013 und die \u00dcberschreitung der zul\u00e4ssigen Axialkraft wird v\u00f6llig \u00fcbersehen. Die statische Axialkraft pro Rad des 200 kg schweren Fahrzeugs betr\u00e4gt 981 N \u2013 mehr als das Doppelte des zul\u00e4ssigen Grenzwerts von 450 N f\u00fcr die Axialkraft des EP-ZDE-80. Innerhalb von 2.000 Betriebsstunden erm\u00fcdet der Lagerring des Abtriebslagers, und die Abtriebswellenabdichtung beginnt, Fett zu verlieren. Das korrekte Getriebe ist der EP-ZDE-120 (zul\u00e4ssiger Grenzwert f\u00fcr die Axialkraft: 1.050 N) oder, falls das Fahrzeug in einer Nassreinigungsanlage eingesetzt wird, der EP-ZDS-115 (12.000 N).<\/p>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\n\nChassish\u00f6henanalyse \u2013 Warum der EP-ZDWF-Rechteckanschluss mit Vierkantflansch die erste Wahl f\u00fcr AGV-Konstrukteure ist<\/h2>\nDie Chassish\u00f6he eines AGV bestimmt dessen Interaktion mit der Ladeinfrastruktur \u2013 Palettenh\u00f6hen, F\u00f6rderbandebenen und Durchfahrtsh\u00f6hen. Koreanische Logistikzentren, die mit europ\u00e4ischen Paletten (150 mm H\u00f6he) arbeiten, ben\u00f6tigen f\u00fcr den Betrieb unter Paletten eine AGV-Chassish\u00f6he von 80\u2013120 mm. In koreanischen Automobilwerken werden f\u00fcr AGVs an der Produktionslinie Chassish\u00f6hen von 200\u2013300 mm angestrebt, um die Montageergonomie zu optimieren. Jeder Millimeter Reduzierung der Chassish\u00f6he bedeutet in der Regel stundenlange Designiterationen an den Strukturelementen, die den Antriebsstrang freigeben m\u00fcssen.<\/p>\n \n Vergleich der Fahrgestellh\u00f6he \u2013 H\u00f6he der Antriebseinheit \u00fcber der Radachsenmittellinie<\/div>\n \n \n EP-ZDE-80 Inline + Motor<\/div>\n \n Getriebe L1 = 144 mm<\/div>\n 400-W-Motorgeh\u00e4use = 120 mm<\/div>\n Gesamtsumme \u00fcber der Achse: 264 mm<\/strong><\/div>\n<\/div>\nDie Motoren sind senkrecht \u00fcber dem Getriebe angeordnet. Der Chassisboden muss mindestens 264 mm \u00fcber der Achsmittellinie liegen.<\/p>\n<\/div>\n \n EP-ZDWF-80 Rechtwinklig \u2605<\/div>\n \n H\u00f6he des Getriebes L12 = 119,5 mm<\/div>\n Der Motor tritt in die Chassis-Karosserie aus \u2192<\/div>\n Gesamtsumme \u00fcber der Achse: 119,5 mm<\/strong><\/div>\n<\/div>\nDer Motor verl\u00e4uft horizontal im Chassis. Die H\u00f6he des Chassisbodens \u00fcber der Achse betr\u00e4gt nur 119,5 mm.<\/p>\n<\/div>\n \n Chassish\u00f6heneinsparung<\/div>\n 144,5 mm eingespart<\/div>\n = 54,7% Reduzierung der H\u00f6he \u00fcber der Achse \nDer Ladeboden des AGV kann um 144,5 mm tiefer liegen. \nErm\u00f6glicht den Unterpalettenbetrieb f\u00fcr die meisten Standardpalettenh\u00f6hen.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n EP-ZDWF-80: L1 = 184,5 mm (axiale Tiefe), L12 = 119,5 mm (H\u00f6he senkrecht zur Abtriebswelle). Der Motor tritt im 90\u00b0-Winkel zur Abtriebsachse in die horizontale Chassis-Ebene aus. L12-Werte: ZDWF-60 = 93 mm, ZDWF-80 = 119,5 mm, ZDWF-120 = 167,5 mm, ZDWF-160 = 229 mm.<\/p>\n<\/div>\n \n \n Warum EP-ZDWF (Vierkantflansch) statt EP-ZDWE (Rundflansch)?<\/div>\n Die Chassisplatten von AGVs bestehen \u00fcblicherweise aus lasergeschnittenem Stahl- oder Aluminiumblech. Laserschneiden erzeugt flache Platten mit pr\u00e4zisen Lochmustern f\u00fcr die Schrauben \u2013 jedoch keine pr\u00e4zisen Kreisbohrungen f\u00fcr die Montage von Rundflanschen ohne zus\u00e4tzlichen Bearbeitungsschritt. Der Vierkantflansch EP-ZDWF wird mit vier Schrauben direkt auf einer flachen Platte befestigt, wodurch der Bearbeitungsschritt f\u00fcr die Bohrung entf\u00e4llt. In der Serienfertigung von AGVs, bei denen das gleiche Chassisdesign in St\u00fcckzahlen von 50 bis 500 Einheiten pro Jahr hergestellt wird, f\u00fchrt der Wegfall eines Bearbeitungsschritts pro Einheit zu einer signifikanten Kostenreduzierung.<\/p>\n<\/div>\n \n Wann sollte man sich trotz des H\u00f6henverlusts f\u00fcr EP-ZDE Inline entscheiden?<\/div>\n Wenn die Chassiskonstruktion des AGV eine vertikale Motoranordnung (ausreichende Bauh\u00f6he) zul\u00e4sst, bietet der Inline-Motor EP-ZDE eine h\u00f6here Effizienz (96% gegen\u00fcber 94% beim ZDWF), ein geringeres Spiel (<8\u00b0 gegen\u00fcber <25\u201330\u00b0 Bogenminuten) und eine einfachere mechanische Anordnung. F\u00fcr AGVs im Au\u00dfenbereich, gro\u00dfe Schwerlast-AGVs und alle Anwendungen, bei denen die Chassish\u00f6he nicht die entscheidende Konstruktionsvorgabe darstellt, ist der Inline-Motor EP-ZDE-120 oder EP-ZDS-115 (mit IP65) die bevorzugte und kosteng\u00fcnstigere L\u00f6sung.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\n\nTr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnisse von AGVs \u2013 Warum das Standardziel von 3:1 nicht erreicht werden kann und was stattdessen zu tun ist<\/h2>\nBei den meisten Anwendungen der Servoautomatisierung besteht das Ziel der Tr\u00e4gheitsanpassungsberechnung darin, ein \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis zu w\u00e4hlen, das das reflektierte Tr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnis unter 3:1 senkt. F\u00fcr die Antriebsr\u00e4der von AGVs und AMRs ist dieses Ziel strukturell f\u00fcr jedes Fahrzeug mit einem Gewicht von \u00fcber ca. 30\u201340 kg nicht erreichbar, unabh\u00e4ngig vom gew\u00e4hlten \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis. Die Fahrzeugmasse dominiert das gesamte reflektierte Tr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnis um das 50- bis 300-Fache oder mehr.<\/p>\n \n Warum die Tr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnisse von AGVs unwiderruflich hoch sind<\/div>\n \n Beispiel: 500 kg AGV gesamt, \u03a6200 mm Rad, 400 W Motor (J_Motor=0,00080 kg\u00b7m\u00b2)<\/div>\n J_Rad = \u00bd \u00d7 2 kg \u00d7 0,10\u00b2 = 0,010 kg\u00b7m\u00b2<\/div>\n J_Fahrzeug\/Rad = (500\/2) \u00d7 0,10\u00b2 = 2,500 kg\u00b7m\u00b2<\/div>\n J_total = 2,510 kg\u00b7m\u00b2<\/div>\n i_optimal = \u221a(2,510 \/ 0,00080) = 56:1 \u2190 \u00fcbertrifft alle EP-Einzel-Einheitsverh\u00e4ltnisse<\/div>\n Bei i=16: J_ref = 2,510\/256 = 0,0098 kg\u00b7m\u00b2 \u2192 Verh\u00e4ltnis = 12,3:1 \u2190 immer noch hoch<\/div>\n Bei i=20: J_ref = 2,510\/400 = 0,0063 kg\u00b7m\u00b2 \u2192 Verh\u00e4ltnis = 7,9:1 \u2190 besser, aber n_motor=2865 U\/min<\/div>\n Bei i=25: J_ref = 2,510\/625 = 0,0040 kg\u00b7m\u00b2 \u2192 Verh\u00e4ltnis = 5,0:1 \u2705 aber n_motor=3.581 U\/min \u26a0\ufe0f<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n Da das angestrebte Tr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnis nicht allein durch die Wahl des Verh\u00e4ltnisses erreicht werden kann, muss der Antriebsstrang des AGV so abgestimmt werden, dass er bei hohen Tr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnissen korrekt funktioniert. Vier technische Ma\u00dfnahmen erm\u00f6glichen dies:<\/p>\n \n \n \u2460 S-Kurven-Beschleunigungsprofil<\/div>\n Ersetzen Sie lineare Beschleunigungsrampen im AGV-Bewegungsregler durch sanfte S-Kurven (ruckbegrenzte Profile). Die S-Kurven-Beschleunigung reduziert den maximalen Drehmomentbedarf bei Geschwindigkeits\u00fcberg\u00e4ngen um 30\u2013501 TP3T und senkt so effektiv die dynamische Massentr\u00e4gheitsbelastung des Getriebelagers w\u00e4hrend Beschleunigungstransienten.<\/p>\n<\/div>\n \n \u2461 Reduzierte Kv-Servoverst\u00e4rkung<\/div>\n Die Verst\u00e4rkung (Kv) der Servo-Drehzahlregelung sollte auf etwa 0,5\u20130,7 \u00d7 des Wertes eingestellt werden, der bei einem Tr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnis von 3:1 verwendet w\u00fcrde. Dies reduziert die Bandbreite der Servoregelung und verlangsamt die Ansprechzeit, verhindert aber die Anregung der niedrigen Resonanzfrequenz, die durch eine hohe Tr\u00e4gheitsfehlanpassung entsteht. AGV-Anwendungen ben\u00f6tigen nicht die Bandbreite von CNC-Servoachsen.<\/p>\n<\/div>\n \n \u2462 H\u00f6here Torsionssteifigkeit \u2014 EP-ZDS<\/div>\n Bei gleichem Tr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnis und gleicher Belastung weist ein Getriebe mit h\u00f6herem Ct-Wert eine h\u00f6here mechanische Resonanzfrequenz auf. Das EP-ZDS-190 (Ct = 130 N\u00b7m\/arcmin) erh\u00f6ht die Resonanzfrequenz im Vergleich zum EP-ZDE-160 (Ct = 38) bei gleicher Belastung um das 1,8-Fache. Dies erm\u00f6glicht einen h\u00f6heren Kv-Wert vor dem Einsetzen der Resonanz \u2013 und kompensiert so teilweise das hohe Tr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnis.<\/p>\n<\/div>\n \n \u2463 Maximale Beschleunigung begrenzen<\/div>\n Die Beschleunigungsraten von AGVs liegen typischerweise zwischen 0,3 und 0,8 m\/s\u00b2 \u2013 weit unterhalb der Beschleunigungsanforderungen von Industrierobotern oder Werkzeugmaschinen. Bei diesen moderaten Beschleunigungsraten ist das dynamische Drehmoment aufgrund der hohen Massentr\u00e4gheit innerhalb des Getriebe-Betriebsfaktors beherrschbar, ohne dass eine Optimierung des Massentr\u00e4gheitsverh\u00e4ltnisses erforderlich ist. Der Betriebsfaktor (SF = 2,0) muss diese dynamischen Lasten dennoch ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\n \n Neben Differenzialantriebsr\u00e4dern verwenden AGV- und AMR-Plattformen auch Pr\u00e4zisionsplanetengetriebe in Zahnstangenlenkungen, Drehkranzantrieben und Hubs\u00e4ulenantrieben. Die Zahnstangenantriebsserie EP-AP und die Standardaggregate EP-ZDE\/ZDS von Korea Ever-Power decken die gesamte Antriebsspezifikation f\u00fcr AGVs ab.<\/div>\n<\/div>\n <\/p>\n\nGenauigkeit der Differenziallenkung \u2013 Warum das linke und rechte Lenkspiel \u00fcbereinstimmen m\u00fcssen<\/h2>\nDifferenzialgetriebene AGVs \u2013 die in koreanischen Logistikanlagen vorherrschende Architektur \u2013 besitzen kein separates Lenkrad. Sie lenken, indem sie den linken und rechten Antriebsmotoren unterschiedliche Drehzahlen zuweisen. Das Navigationssystem geht von identischen \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnissen und Zahnflankenspielwerten f\u00fcr beide Antriebe aus. Jede Abweichung im Zahnflankenspiel zwischen den beiden Einheiten f\u00fchrt bei Richtungswechseln zu einem systematischen Kursfehler \u2013 ein typisches Symptom ist ein AGV, das nach einem Richtungswechsel beim Befehl zur Geradeausfahrt allm\u00e4hlich nach links oder rechts abdriftet.<\/p>\n \n \n\n\n| Spielspezifikation<\/th>\n | Typische L\u2013R-Gesichtsrichtung \nBL-Differenz<\/th>\n | \u00dcberschriftenfehler \n(500 mm Radstand)<\/th>\n | Seitliche Position \nFehler \/ 10m<\/th>\n | Seitliche Position \nFehler \/ 100 m<\/th>\n | Schmalgang \nAndocken \u00b15 mm<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n | \n\n| <8 Bogenminuten (EP-ZDE\/ZDS)<\/td>\n | 0,8 Bogenminuten<\/td>\n | 0.16′<\/td>\n | 0,5 mm<\/td>\n | 5 mm<\/td>\n | \u2705 Entspricht den Spezifikationen<\/td>\n<\/tr>\n | \n| <12 Bogenminuten (ZDE-40 2-stufig)<\/td>\n | 1,2 Bogenminuten<\/td>\n | 0.24′<\/td>\n | 0,7 mm<\/td>\n | 7 mm<\/td>\n | \u26a0 Marginal<\/td>\n<\/tr>\n | \n| <25 Bogenminuten (ZDWE\/ZDWF)<\/td>\n | 2,5 Bogenminuten<\/td>\n | 0.50′<\/td>\n | 1,5 mm<\/td>\n | 15 mm<\/td>\n | \u274c Fehlgeschlagen<\/td>\n<\/tr>\n | \n| <30 Bogenminuten (ZDWE-60)<\/td>\n | 3,0 Bogenminuten<\/td>\n | 0.60′<\/td>\n | 1,8 mm<\/td>\n | 18 mm<\/td>\n | \u274c Scheitert kl\u00e4glich<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n Die Abweichung der Radstandabweichung von 10% entspricht dem spezifizierten Maximalwert \u2013 typische Fertigungstoleranzabweichung innerhalb einer Charge. Radstand = 500 mm. Der Positionsfehler ergibt sich aus der kumulativen Abweichung aufgrund der Spieldifferenz bei jedem Richtungswechsel. Die Spezifikation f\u00fcr das Andocken in Schmalgangregalen betr\u00e4gt typischerweise \u00b15 mm f\u00fcr automatisierte Regallagersysteme.<\/p>\n | | | | | |