As caixas de engrenagens planet\u00e1rias de precis\u00e3o da s\u00e9rie EP s\u00e3o utilizadas em unidades de acionamento de AGVs e AMRs em instala\u00e7\u00f5es de log\u00edstica, automotivas e de fabrica\u00e7\u00e3o eletr\u00f4nica na Coreia. A linha de quatro s\u00e9ries (ZDE, ZDF, ZDWF, ZDS) abrange toda a especifica\u00e7\u00e3o de acionamento de AGVs, desde AMRs leves com capacidade de carga de 50 kg at\u00e9 AGVs para empilhadeiras pesadas com capacidade de carga de 3.000 kg.
Veja as especifica\u00e7\u00f5es da s\u00e9rie EP \u2192<\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/p>\n\nFor\u00e7a axial devido ao peso do ve\u00edculo \u2014 a especifica\u00e7\u00e3o da caixa de engrenagens de AGV mais frequentemente violada<\/h2>\n
Quando o eixo de sa\u00edda da caixa de c\u00e2mbio \u00e9 o eixo de tra\u00e7\u00e3o \u2014 seja diretamente ou atrav\u00e9s de um acoplamento curto \u2014 o peso total do ve\u00edculo (carroceria mais carga \u00fatil m\u00e1xima) \u00e9 distribu\u00eddo entre as rodas motrizes. Cada rolamento de sa\u00edda da caixa de c\u00e2mbio da roda motriz suporta o peso est\u00e1tico da sua respectiva por\u00e7\u00e3o do ve\u00edculo como uma carga axial constante. Isso se soma a quaisquer for\u00e7as axiais din\u00e2micas provenientes de acelera\u00e7\u00e3o e desacelera\u00e7\u00e3o, subida de aclives ou impactos das rodas em irregularidades do piso.<\/p>\n
O c\u00e1lculo est\u00e1tico \u00e9: F_axial_por_roda = (m_ve\u00edculo + m_carga \u00fatil) \u00d7 g \/ n_rodas_motrizes. Adicione um fator din\u00e2mico de 1,3 a 1,5 para irregularidades do piso e transientes de acelera\u00e7\u00e3o antes de comparar com o limite de for\u00e7a axial nominal da caixa de engrenagens.<\/p>\n
\n
\n\n\n| Classe de ve\u00edculo<\/th>\n | Massa total \n(ve\u00edculo + carga \u00fatil)<\/th>\n | Dirigir \nRodas<\/th>\n | Est\u00e1tico Axial \nFor\u00e7a \/ Roda<\/th>\n | Com Din\u00e2mico \nFator \u00d71,4<\/th>\n | Limite EP-ZDE<\/th>\n | S\u00e9rie correta<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n |
\n\n| Rob\u00f4 colaborativo\/AMR leve<\/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 Lim\u00edtrofe<\/span><\/td>\n | EP-ZDE-120 \n(Limite de 1.050N)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n\n| AGV de plataforma plana (m\u00e9dio)<\/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: 3.000N \n\u274c Excedeu 600 kg<\/span><\/td>\n | EP-ZDS-115 \n(Limite de 12.000N)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n\n| AGV de plataforma plana (pesado)<\/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 | Todos os ZDE excederam<\/td>\n | EP-ZDS-115 \n(Limite de 12.000N)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n\n| AGV para empilhadeira<\/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 | Todos os ZDE excederam<\/td>\n | EP-ZDS-115\/142 \n(12.000\u201319.000N)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n\n| AGV para reboque pesado<\/td>\n | >3.500 kg<\/td>\n | 4<\/td>\n | >8.575 N<\/td>\n | >12.005 N<\/td>\n | Excede ZDS-115<\/td>\n | EP-ZDS-190 \n(Limite de 28.000N)<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\nO fator din\u00e2mico de 1,4 leva em considera\u00e7\u00e3o irregularidades do piso (solavancos, soleiras), paradas bruscas e frenagens de emerg\u00eancia. Para AGVs externos em superf\u00edcies irregulares, utilize um fator din\u00e2mico de 1,5 a 2,0. Limites de for\u00e7a axial do EP-ZDE: 80 N (frame de 40 mm), 225 N (frame de 60 mm), 450 N (frame de 80 mm), 1.050 N (frame de 120 mm), 3.000 N (frame de 160 mm). EP-ZDS: 12.000 N (frame de 115 mm), 19.000 N (frame de 142 mm), 28.000 N (frame de 190 mm).<\/p>\n \n O erro mais comum na sele\u00e7\u00e3o da caixa de engrenagens de AGVs na Coreia.<\/div>\n O modelo EP-ZDE-80 est\u00e1 dimensionado corretamente para o torque de acionamento de um AGV de plataforma plana de 200 kg com rela\u00e7\u00e3o de 8:1. O torque de sa\u00edda de 120 N\u00b7m est\u00e1 dentro do limite nominal de 50 N\u00b7m \u00d7 8 \u00d7 0,96 = 384 N\u00b7m. O engenheiro seleciona o EP-ZDE-80 \u2014 e a viola\u00e7\u00e3o da for\u00e7a axial passa completamente despercebida. A for\u00e7a axial est\u00e1tica por roda do ve\u00edculo de 200 kg \u00e9 de 981 N \u2014 mais que o dobro do limite axial de 450 N do EP-ZDE-80. Em menos de 2.000 horas, a pista do rolamento de sa\u00edda sofre fadiga e o retentor do eixo de sa\u00edda come\u00e7a a vazar graxa. A unidade correta \u00e9 o EP-ZDE-120 (limite axial de 1.050 N) ou o EP-ZDS-115 (12.000 N) se o ve\u00edculo estiver em um ambiente de lavagem.<\/p>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\n\nAn\u00e1lise da altura do chassi \u2014 Por que a entrada de \u00e2ngulo reto com flange quadrada EP-ZDWF \u00e9 a primeira escolha dos projetistas de AGVs<\/h2>\nA altura do chassi de um AGV determina como ele interage com a infraestrutura de carregamento \u2014 altura dos paletes, n\u00edveis das esteiras transportadoras e altura livre para passagem sob paletes. Instala\u00e7\u00f5es log\u00edsticas coreanas que operam com paletes europeus (150 mm de altura) exigem alturas de chassi de AGV de 80 a 120 mm para opera\u00e7\u00e3o sob paletes. Os AGVs utilizados em linhas de produ\u00e7\u00e3o de f\u00e1bricas automotivas coreanas t\u00eam como meta alturas de carroceria de 200 a 300 mm para otimizar a ergonomia de montagem. Cada mil\u00edmetro de redu\u00e7\u00e3o na altura do chassi geralmente representa horas de itera\u00e7\u00e3o de projeto em elementos estruturais que precisam ter espa\u00e7o livre para o conjunto de acionamento.<\/p>\n \n Compara\u00e7\u00e3o da altura do chassi \u2014 Altura do conjunto de transmiss\u00e3o acima da linha central do eixo da roda<\/div>\n \n \n EP-ZDE-80 Motor em linha<\/div>\n \n Caixa de engrenagens L1 = 144 mm<\/div>\n Corpo do motor de 400 W = 120 mm<\/div>\n Total acima do eixo: 264 mm<\/strong><\/div>\n<\/div>\nO motor fica posicionado verticalmente acima da caixa de c\u00e2mbio. O piso do chassi deve estar a pelo menos 264 mm acima da linha central do eixo.<\/p>\n<\/div>\n \n EP-ZDWF-80 \u00c2ngulo reto \u2605<\/div>\n \n Altura da caixa de c\u00e2mbio L12 = 119,5 mm<\/div>\n O motor sai para dentro da carroceria do chassi \u2192<\/div>\n Total acima do eixo: 119,5 mm<\/strong><\/div>\n<\/div>\nO motor passa horizontalmente dentro do chassi. Altura do piso do chassi acima do eixo: apenas 119,5 mm.<\/p>\n<\/div>\n \n Redu\u00e7\u00e3o da altura do chassi<\/div>\n 144,5 mm economizados<\/div>\n = 54,7% redu\u00e7\u00e3o na altura acima do eixo \nO piso de carga do AGV pode ficar 144,5 mm mais baixo. \nPermite o funcionamento sob paletes para a maioria das alturas de paletes padr\u00e3o.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n EP-ZDWF-80: L1=184,5 mm (profundidade axial), L12=119,5 mm (altura perpendicular ao eixo de sa\u00edda). O motor sai a 90\u00b0 do eixo de sa\u00edda no plano horizontal do chassi. Valores de L12: ZDWF-60=93 mm, ZDWF-80=119,5 mm, ZDWF-120=167,5 mm, ZDWF-160=229 mm.<\/p>\n<\/div>\n \n \n Por que usar EP-ZDWF (flange quadrada) em vez de EP-ZDWE (flange redonda)?<\/div>\n As placas do chassi de AGVs s\u00e3o normalmente chapas de a\u00e7o ou alum\u00ednio cortadas a laser. O corte a laser produz placas planas com padr\u00f5es precisos de furos para parafusos, mas n\u00e3o consegue produzir furos circulares precisos para montagem de flanges redondas sem uma opera\u00e7\u00e3o de usinagem adicional. O flange quadrado EP-ZDWF \u00e9 montado diretamente em uma placa plana com quatro parafusos, eliminando a etapa de usinagem do furo. Na produ\u00e7\u00e3o de AGVs, onde o mesmo projeto de chassi \u00e9 fabricado em quantidades de 50 a 500 unidades por ano, a elimina\u00e7\u00e3o de uma opera\u00e7\u00e3o de usinagem por unidade proporciona uma redu\u00e7\u00e3o significativa de custos.<\/p>\n<\/div>\n \n Quando escolher o EP-ZDE em linha, apesar da penalidade de altura<\/div>\n Se o projeto do chassi do AGV permitir o empilhamento vertical dos motores (com altura livre suficiente), o motor EP-ZDE em linha oferece melhor efici\u00eancia (96% vs 94% para ZDWF), folga menor (<8 vs <25\u201330 minutos de arco) e um layout mec\u00e2nico mais simples. Para AGVs externos, AGVs grandes e robustos e qualquer aplica\u00e7\u00e3o em que a altura do chassi n\u00e3o seja a principal restri\u00e7\u00e3o de projeto, o motor EP-ZDE-120 ou EP-ZDS-115 em linha (com IP65) \u00e9 a especifica\u00e7\u00e3o preferida e mais econ\u00f4mica.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\n\nRela\u00e7\u00f5es de In\u00e9rcia de AGVs \u2014 Por que a meta padr\u00e3o de 3:1 n\u00e3o pode ser alcan\u00e7ada e o que fazer em vez disso.<\/h2>\nPara a maioria das aplica\u00e7\u00f5es de servoautoma\u00e7\u00e3o, o objetivo do c\u00e1lculo de correspond\u00eancia de in\u00e9rcia \u00e9 selecionar uma rela\u00e7\u00e3o de engrenagem que reduza a rela\u00e7\u00e3o de in\u00e9rcia refletida para menos de 3:1. Para rodas motrizes de AGVs e AMRs, essa meta \u00e9 estruturalmente inating\u00edvel para qualquer ve\u00edculo com peso superior a aproximadamente 30\u201340 kg, independentemente da rela\u00e7\u00e3o de engrenagem selecionada. A massa do ve\u00edculo domina a in\u00e9rcia refletida total em uma propor\u00e7\u00e3o de 50:1 a 300:1 ou mais.<\/p>\n \n Por que as taxas de in\u00e9rcia dos AGVs s\u00e3o irremediavelmente altas?<\/div>\n \n Exemplo: AGV de 500 kg no total, roda de \u03a6200 mm, motor de 400 W (J_motor = 0,00080 kg\u00b7m\u00b2)<\/div>\n J_roda = \u00bd \u00d7 2kg \u00d7 0,10\u00b2 = 0,010 kg\u00b7m\u00b2<\/div>\n J_ve\u00edculo\/roda = (500\/2) \u00d7 0,10\u00b2 = 2,500 kg\u00b7m\u00b2<\/div>\n J_total = 2,510 kg\u00b7m\u00b2<\/div>\n i_\u00f3timo = \u221a(2,510 \/ 0,00080) = 56:1 \u2190 excede todas as propor\u00e7\u00f5es de unidade \u00fanica EP<\/div>\n Em i=16: J_ref = 2,510\/256 = 0,0098 kg\u00b7m\u00b2 \u2192 raz\u00e3o = 12,3:1 \u2190 ainda alta<\/div>\n Em i=20: J_ref = 2,510\/400 = 0,0063 kg\u00b7m\u00b2 \u2192 rela\u00e7\u00e3o = 7,9:1 \u2190 melhor, mas n_motor=2.865 rpm<\/div>\n Em i=25: J_ref = 2,510\/625 = 0,0040 kg\u00b7m\u00b2 \u2192 rela\u00e7\u00e3o = 5,0:1 \u2705 mas n_motor=3.581 rpm \u26a0\ufe0f<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n Como a meta de rela\u00e7\u00e3o de in\u00e9rcia n\u00e3o pode ser atingida apenas pela sele\u00e7\u00e3o da rela\u00e7\u00e3o, o sistema de transmiss\u00e3o do AGV deve ser ajustado para funcionar corretamente em altas rela\u00e7\u00f5es de in\u00e9rcia. Quatro solu\u00e7\u00f5es de engenharia tornam isso vi\u00e1vel:<\/p>\n \n \n \u2460 Perfil de acelera\u00e7\u00e3o em forma de S<\/div>\n Substitua as rampas de acelera\u00e7\u00e3o linear por perfis suaves em forma de S (com limita\u00e7\u00e3o de solavanco) no controlador de movimento do AGV. A acelera\u00e7\u00e3o em forma de S reduz a demanda de torque de pico durante as transi\u00e7\u00f5es de velocidade em 30\u201350%, diminuindo efetivamente a carga de in\u00e9rcia din\u00e2mica no rolamento da caixa de engrenagens durante os transientes de acelera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<\/div>\n \n \u2461 Ganho de servo Kv reduzido<\/div>\n Ajuste o ganho do la\u00e7o de velocidade do servo (Kv) para aproximadamente 0,5 a 0,7 vezes o valor que seria usado com uma rela\u00e7\u00e3o de in\u00e9rcia de 3:1. Isso reduz a largura de banda do servo e torna a resposta mais lenta, mas evita a excita\u00e7\u00e3o da baixa frequ\u00eancia de resson\u00e2ncia resultante de uma grande discrep\u00e2ncia de in\u00e9rcia. Aplica\u00e7\u00f5es de AGV n\u00e3o exigem a mesma largura de banda dos eixos servo CNC.<\/p>\n<\/div>\n \n \u2462 Maior rigidez torsional \u2014 EP-ZDS<\/div>\n Para a mesma rela\u00e7\u00e3o de in\u00e9rcia e carga, uma caixa de engrenagens com um Ct mais alto apresenta uma frequ\u00eancia de resson\u00e2ncia mec\u00e2nica mais elevada. A EP-ZDS-190 (Ct = 130 N\u00b7m\/arcmin) eleva a frequ\u00eancia de resson\u00e2ncia em 1,8 vezes em compara\u00e7\u00e3o com a EP-ZDE-160 (Ct = 38) sob a mesma carga. Isso permite um Kv mais alto antes da excita\u00e7\u00e3o da resson\u00e2ncia, compensando parcialmente a alta rela\u00e7\u00e3o de in\u00e9rcia.<\/p>\n<\/div>\n \n \u2463 Limitar a acelera\u00e7\u00e3o m\u00e1xima<\/div>\n As taxas de acelera\u00e7\u00e3o dos AGVs s\u00e3o tipicamente de 0,3 a 0,8 m\/s\u00b2 \u2014 muito abaixo dos requisitos de acelera\u00e7\u00e3o de rob\u00f4s industriais ou m\u00e1quinas-ferramenta. Nessas taxas de acelera\u00e7\u00e3o moderadas, o torque din\u00e2mico proveniente da alta in\u00e9rcia \u00e9 gerenci\u00e1vel dentro do fator de servi\u00e7o da caixa de engrenagens, sem a necessidade de otimiza\u00e7\u00e3o da rela\u00e7\u00e3o de in\u00e9rcia. O fator de servi\u00e7o (FS=2,0) ainda deve levar em considera\u00e7\u00e3o essas cargas din\u00e2micas.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\n \n Al\u00e9m das rodas motrizes diferenciais, as plataformas AGV e AMR tamb\u00e9m utilizam caixas de engrenagens planet\u00e1rias de precis\u00e3o em mecanismos de dire\u00e7\u00e3o pinh\u00e3o-cremalheira, acionamentos de torre rotativa e atuadores de coluna de eleva\u00e7\u00e3o. A s\u00e9rie EP-AP de acionamento por cremalheira e as unidades padr\u00e3o EP-ZDE\/ZDS da Korea Ever-Power abrangem toda a especifica\u00e7\u00e3o do trem de for\u00e7a de um AGV.<\/div>\n<\/div>\n <\/p>\n\nPrecis\u00e3o de navega\u00e7\u00e3o em dire\u00e7\u00e3o diferencial \u2014 Por que a folga esquerda e direita devem ser iguais<\/h2>\nOs AGVs com tra\u00e7\u00e3o diferencial \u2014 a arquitetura dominante nas instala\u00e7\u00f5es log\u00edsticas coreanas \u2014 n\u00e3o possuem volante separado. Eles se orientam comandando velocidades diferentes para os motores de acionamento esquerdo e direito. O sistema de navega\u00e7\u00e3o assume rela\u00e7\u00f5es de engrenagem e folgas id\u00eanticas para ambos os motores. Qualquer diferen\u00e7a na folga entre as duas unidades cria um erro sistem\u00e1tico de dire\u00e7\u00e3o na invers\u00e3o de dire\u00e7\u00e3o \u2014 o sintoma cl\u00e1ssico \u00e9 um AGV que desvia gradualmente para a esquerda ou para a direita quando comandado a seguir em linha reta ap\u00f3s uma mudan\u00e7a de dire\u00e7\u00e3o.<\/p>\n \n \n\n\n| Especifica\u00e7\u00e3o de folga<\/th>\n | T\u00edpico da esquerda para a direita \nDiferen\u00e7a BL<\/th>\n | Erro no cabe\u00e7alho \n(Dist\u00e2ncia entre eixos de 500 mm)<\/th>\n | Posi\u00e7\u00e3o lateral \nErro \/ 10m<\/th>\n | Posi\u00e7\u00e3o lateral \nErro \/ 100m<\/th>\n | Corredor estreito \nEncaixe \u00b15mm<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n | \n\n| <8 minutos de arco (EP-ZDE\/ZDS)<\/td>\n | 0,8 minutos de arco<\/td>\n | 0.16′<\/td>\n | 0,5 mm<\/td>\n | 5 mm<\/td>\n | \u2705 Atende \u00e0s especifica\u00e7\u00f5es<\/td>\n<\/tr>\n | \n| <12 minutos de arco (ZDE-40 2 est\u00e1gios)<\/td>\n | 1,2 minutos de arco<\/td>\n | 0.24′<\/td>\n | 0,7 mm<\/td>\n | 7 mm<\/td>\n | \u26a0 Marginal<\/td>\n<\/tr>\n | \n| <25 minutos de arco (ZDWE\/ZDWF)<\/td>\n | 2,5 minutos de arco<\/td>\n | 0.50′<\/td>\n | 1,5 mm<\/td>\n | 15 mm<\/td>\n | \u274c Falhas<\/td>\n<\/tr>\n | \n| <30 minutos de arco (ZDWE-60)<\/td>\n | 3,0 minutos de arco<\/td>\n | 0.60′<\/td>\n | 1,8 mm<\/td>\n | 18 mm<\/td>\n | \u274c Falha miseravelmente<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n Diferen\u00e7a de BL assumida em 10% do m\u00e1ximo especificado \u2014 varia\u00e7\u00e3o t\u00edpica de toler\u00e2ncia de fabrica\u00e7\u00e3o dentro de um lote. Dist\u00e2ncia entre eixos = 500 mm. O erro de posi\u00e7\u00e3o \u00e9 a deriva cumulativa da diferen\u00e7a de folga em cada mudan\u00e7a de dire\u00e7\u00e3o. Especifica\u00e7\u00e3o de acoplamento em corredor estreito \u00b15 mm t\u00edpica para sistemas automatizados de armazenamento em estantes.<\/p>\n \n Por que o EP-ZDWF (\u00e2ngulo reto, <25\u201330 minutos de arco) N\u00c3O \u00e9 adequado para rodas principais de AGVs com acionamento diferencial<\/div>\n As s\u00e9ries EP-ZDWE e ZDWF apresentam folga inferior a 25\u201330 minutos de arco devido ao est\u00e1gio de entrada da engrenagem c\u00f4nica. Nesse n\u00edvel de folga, mesmo uma varia\u00e7\u00e3o entre unidades do modelo 10% produz um desvio lateral de 15 mm a cada 100 m \u2014 o que n\u00e3o atende aos requisitos de atraca\u00e7\u00e3o em corredores estreitos. O modelo EP-ZDWF \u00e9 adequado como solu\u00e7\u00e3o para economia de altura do chassi somente quando a navega\u00e7\u00e3o \u00e9 fornecida por localiza\u00e7\u00e3o externa (LIDAR, c\u00f3digos QR, fita magn\u00e9tica) que corrige a dire\u00e7\u00e3o independentemente da folga da transmiss\u00e3o, e o AGV opera em corredores largos onde uma toler\u00e2ncia de navega\u00e7\u00e3o de \u00b115\u201320 mm \u00e9 aceit\u00e1vel. Para qualquer aplica\u00e7\u00e3o que exija precis\u00e3o de atraca\u00e7\u00e3o de \u00b110 mm ou melhor com dire\u00e7\u00e3o diferencial, especifique as s\u00e9ries EP-ZDE ou EP-ZDS em linha com folga inferior a 8 minutos de arco.<\/p>\n<\/div>\n<\/section>\n <\/p>\n | | | | | |