Аутоматизација хоризонталног транспорта у контејнерским терминалима и складиштењу великих размера довела је до фундаменталног преиспитивања онога што мењач са вучним погоном мора да пружи. Виљушкар којим управља човек толерише мање варијације брзине између својих погонских точкова јер оператер може да осети и компензује у реалном времену. Аутоматски вођено возило нема такву повратну спрегу — његов систем контроле положаја у потпуности зависи од математичког односа између броја енкодера мотора и обртаја точкова, што значи било какав зазор, клизање или недоследност односа у планетарни мењач погона на точкове директно се преводи у акумулацију грешака позиционирања на даљину. Кореа Евер-Пауер испоручује планетарне мењаче са погоном на точкове за комплетан спектар АГВ-а — од складишних АМР-ова носивости 500 кг који користе ЗЛ01 јединице до АГВ-ова лука са носивошћу 70 тона који користе тешке погоне серије ЕП-ВД — са планетарним степенима са малим зазором, интерфејсима мотора компатибилним са енкодером и заштитом ИП67 као стандардним спецификацијама.

Категорије АГВ-а и њихови захтеви за вучни погон

Термин „AGV“ покрива широк спектар типова аутоматизованих возила, од којих свако има различите захтеве за погон. Разумевање разлика између категорија је први корак у упаривању исправне спецификације планетарног погона са применом:

Складишни AMR и лаки AGV-ови (корисна носивост 100 кг – 2.000 кг): Аутономни мобилни роботи и лака аутоматизовано вођена возила у центрима за испуњење поруџбина електронске трговине, фармацеутским складиштима и погонима за производњу електронике. Ова возила се аутономно крећу користећи ЛИДАР, системе вида или магнетно вођење пута брзинама од 1,5 до 2,5 м/с. Захтеви за обртним моментом погонских точкова су скромни — 200 до 2.000 Nm по точку — али су захтеви за тачношћу позиционирања високи: типична поновљивост тачака путање од ±5 mm при брзинама до 1,5 м/с. Планетарни мењач серије ZL01 са главчином, са својим ултракомпактним оквиром, преносним односима од 3,48:1 до 2.702:1 и директном компатибилношћу са прирубницама серво мотора, је стандардна спецификација за ову категорију. Планетарни степен без зазора омогућава контролу положаја у затвореној петљи без љуљања или осцилација на тачкама путање.

AGV-ови средњег оптерећења (корисна носивост 2.000 кг – 15.000 кг): Аутоматизовани тегљачи, АГВ-ови за тешке палете и аутоматизовани носачи на монтажним линијама у аутомобилским и тешким производним погонима. Ова возила се крећу брзинама од 0,5 до 1,5 м/с на већим удаљеностима — аутоматизованиЛиније за монтажу возила могу бити дугачке од 400 до 800 метара — и морају одржавати прецизно усклађивање брзине између тегљача АГВ-а и било којих приколица у возу. Излазни обртни моменти погонских точкова крећу се од 2.000 до 15.000 Nm. Серија ZL02 пружа прави опсег обртног момента и флексибилност преносног односа за ову категорију, са додатном могућношћу избора више преносних односа унутар једног кућишта како би се прилагодила различитим нагибима површине фабрике и опсезима корисног оптерећења без промене спецификација мотора или точкова.

AGV-ови лучких терминала (корисни терет 20.000 кг – 70.000 кг): Аутоматизована возила за транспорт контејнера која раде између дизалице за превоз бродова од обале поред кеја и дизалице за слагање у дворишту у потпуно аутоматизованим контејнерским терминалима. Лучка АГВ возила превозе контејнере од 20 и 40 стопа — сваки контејнер тежине до 30 тона — брзином кретања од 5 до 6 м/с преко асфалтираних површина терминала, покривајући удаљености од 200 до 600 метара између места пријема и спуштања дизалице. Излазни обртни моменти погонских точкова достижу 50.000 до 120.000 Nm по погонском точку. Серије ZL24 и EP-WD-80 служе овој примени, са FKM заптивкама поморског квалитета и премазима отпорним на корозију који су стандардни за окружење поред кеја.

Контрола зазора: Кључна разлика између AGV-а и стандардних индустријских погона

Зазор — угаони слободни зазор између улаза и излаза мењача када се смер обртног момента промени — је најважнија спецификација за било који погон који се користи у аутоматизованим возилима са контролом положаја. Код конвенционалног индустријског мењача, зазор од 20 до 40 лучних минута је прихватљив јер се мењач користи у апликацијама са контролом брзине где тачност положаја није критична. Код вучног погона AGV-а, чак и 15 лучних минута зазора ствара мерљиве грешке позиционирања:

Размотрите складишни аутоматски мењач (AMR) са погонским точком пречника 250 мм и преносним односом мењача од 20:1. На излазном вратилу, 15 лучних минута зазора одговара ротацији точка од 15/60 степени = 0,25 степени. Са пречником точка од 250 мм, ово одговара линеарној грешци позиционирања од (0,25/360) x (π x 250) = 0,545 мм у тачки обрта обртног момента. Ако се AMR заустави и промени смер 50 пута током циклуса прикупљања, а систем за позиционирање са рачунањем не компензује овај изгубљени покрет, акумулирана грешка позиционирања након 50 промена смера је потенцијално 27 мм — далеко изван поновљивости од ±5 мм која је типично потребна за поуздано прикупљање контејнера на челу складишног регала.

Како Korea Ever-Power постиже низак негативан утицај: Примарни извор зазора у планетарном мењачу је зазор између зубаца планетарног зупчаника и профила зубаца сунчевог и венчастог зупчаника. Korea Ever-Power постиже спецификацију зазора испод 8 лучних минута за ZL01 и ZL02 AGV погоне кроз три контроле производње: (1) брушење са уском толеранцијом дебљине зубаца — сви сунчеви и планетарни зупчаници се бруше до толеранције дебљине зубаца DIN 5, а не DIN 7 или DIN 8 које се користе за стандардне индустријске мењаче; (2) склапање упарених планетарних зупчаника — дебљина зубаца се мери и склапа у упарене сетове тако да сва три планете у носачу истовремено улазе у захват са минималним зазором; (3) толеранција положаја осовине носача планете — положаји отвора осовине планете се обрађују на толеранцију положаја ±0,005 мм како би се осигурала једнака расподела оптерећења између планета и елиминисао диференцијални зазор који настаје када се једна планета оптерети пре осталих.

Повратни удар наспрам претходног оптерећења — компромис између AGV-а: Неки произвођачи прецизних мењача у потпуности елиминишу зазор применом претходног опруге између планетарних степеница — стварајући нулти зазор по цену континуираног губитка трења и убрзаног хабања зубаца. Корејски Ever-Power AGV погони користе контролисани дизајн са малим зазором, а не са претходно оптерећењем и нултим зазором, јер приступ претходног оптерећења намеће константан паразитски губитак обртног момента од 3 до 8% номиналног обртног момента, што директно смањује време рада батерије код AMR-ова на батерије. За флоту од 100 AMR-ова који раде 20 сати дневно, ова разлика у ефикасности се претвара у значајне годишње трошкове енергије и учесталост замене батерија.

Интерфејс мотора и енкодера: Интеграција серво, BLDC и корачног мотора

Диференцијално управљање и конфигурације свесмерног погона

Модерна AGV возила користе три основне архитектуре управљања, а спецификација мењача са погоном на точкове мора бити усклађена са приступом управљању:

Диференцијални погон (два точка): Најчешћа конфигурација за складишне аутономне моторне возила (АМР) — два независно покретана точка на заједничкој оси, са пасивним точковима напред и позади. Окретање се постиже покретањем два точка различитим брзинама: једнаке и супротне брзине производе ротацију на лицу места, док пропорционалне разлике у брзини производе окретање по радијусу. Ова конфигурација захтева апсолутно усклађене преносне односе мењача између леве и десне погонске јединице — свака разлика у преносном односу доводи до скретања возила са предвиђене путање током праволинијског кретања, акумулирајући грешку у смеровима која на крају покреће корекцију навигације и тренутно заустављање. Кореа Евер-Повер испоручује усклађене парове ЗЛ01 и ЗЛ02 за АМР са диференцијалним погоном, при чему су лева и десна јединица верификоване на подударање преносног односа ±0,031ТП3Т на прецизној ротационој клупи пре испоруке.

Управљани једноточак са погоном: Уобичајено за АГВ-ове са великим теретом и тегљаче — један погонски и управљани точак у средини возила обезбеђује и вучу и управљање, са пасивним теретним точковима у угловима. Мењач монтиран на главчину ротира се са стубом управљача, тако да кабл мотора и било који кабл енкодера морају да приме ротацију управљача од 360 степени кроз клизни прстен кабла. Корејске Евер-Повер ВД јединице за примене са управљаним погонским точковима испоручују се без фиксних припрема за усмеравање кабла, са кућиштем дизајнираним за причвршћивање носача клизног прстена на интерфејсу стуба управљача.

Механум и омнидирекциони точкови: Врхунски AMR-ови и аутоматизовани монтажни носачи користе меканум точкове — сваки точак има ваљке под углом од 45 степени који, у комбинацији са независном контролом брзине и правца четири точка, омогућавају возилу да се креће у било ком смеру без ротације. Сваки меканум точак захтева сопствени планетарни мењач монтиран на главчину и серво мотор. Спецификација мењача за меканум погон је идентична стандардном диференцијалном погону — мали зазор, интерфејс серво мотора, усклађени преносни однос — али четири јединице морају бити усклађене са још мањом толеранцијом преносног односа од ±0,02% како би се избегло нежељено бочно померање током команди за чисто бочно кретање.

AGV-ови лучких терминала: велика носивост, висок циклус, рад у морском окружењу

Ефикасност мењача и његов утицај на време рада батерије АГВ-а

Код AGV-а на батерије, механичка ефикасност мењача је директан фактор оперативних трошкова. Возни парк од 100 аутоматских моторних возила (AMR), од којих сваки троши просечну вучну снагу од 2 kW током 20 сати дневно, акумулира 4.000 kWh дневне потрошње енергије само за вучу. Мењач са механичком ефикасношћу 92% троши 320 kWh дневно на топлоту; мењач са ефикасношћу 96% троши само 160 kWh дневно — што је уштеда од 58.400 kWh годишње у возном парку ове величине, што је еквивалентно приближно 58 тона CO₂ на просечном тржишту електричне енергије у електричној мрежи.

Кореа Евер-Пауер постиже механичку ефикасност од 95 до 971ТП3Т у серијама погона ЗЛ01 и ЗЛ02 АГВ кроз четири избора дизајна: спирални планетарни зупчаници уместо праволинијских зупчаника (смањење буке захватања зубаца и трења клизања); прецизно брушени профили зубаца зупчаника (минимизирање грешке облика профила која повећава трење током захватања); синтетичко уље за зупчанике предвиђено за рад са ниском вискозношћу у целом опсегу радних температура од -20°C до +80°C (смањење губитака од мешања, посебно при хладном старту); и угаони контактни куглични лежајеви на улазном вратилу сунчаног зупчаника уместо лежајева са дубоким жлебом (смањење обртног момента отпора лежаја у фази великог обртаја где је најзначајнији у смислу ефикасности).

Предност ефикасности се удружује са регенеративним кочењем. Погон ZL01 који преноси обртни момент регенеративног кочења са точка на мотор са ефикасношћу од 96% враћа 96% расположиве кинетичке енергије на једносмерну магистралу контролера мотора. Упоредив погон са ефикасношћу од 92% враћа само 92% — разлику од 4 процентна поена која, током високоцикличног AMR-а који изводи 500 циклуса покретања и заустављања по смени, значајно продужава интервал између опортунитетних пуњења.

Зашто AGV интегратори и оператери возних паркова бирају Korea Ever-Power

За AGV интеграторе који пројектују платформе за више производа — исту каросерију возила опремљену различитим преносним односима мењача за различите циклусе рада купаца — Korea Ever-Power нуди програме складиштења са више преносних односа. Једно ZL01 кућиште може се саставити са различитим носачем планетарних зупчаника и комплетима сунчаних зупчаника како би се добили преносни односи од 5:1 до 2.702:1, што омогућава интегратору да одржава једне залихе резервних делова за више модела возила. За додатне информације о комплетној породици планетарних погона са главчином, погледајте наш асортиман планетарних мењача са погоном на точкове, укључујући моделе за доње слагаче, RTG дизалице и тешке виљушкаре у истом терминалном окружењу.

Изменио Cxm