AGV および AMR 用サーボ モーター: 48V を超えて確認すべきこと

荷物を積んで出発し、減速して旋回してステーションに停泊し、次の作業に戻る倉庫ロボットを考えてみましょう。一部のバージョンでは、ラックを持ち上げたり、別のステアリング モジュールを回転したりすることもできます。これらの動きは、同じバッテリーを共有している場合でも、モーターに異なる要求を課します。

無人搬送車 (AGV) や自律移動ロボット (AMR) のメーカーにとって、48 V サーボ モーターは実用的な出発点となります。有益な質問は、モーター、ドライブ、トランスミッションが稼働日を通して意図した仕事を処理できるかどうかです。^[2]

最初に動作軸を特定する

トラクションモーターが車両を動かします。それらの要件は、ロボットの総動作質量、車輪の直径、移動速度、加速度、勾配、転がり抵抗によって異なります。ペイロードだけではそれらを選択するのに十分ではありません。

独立したステアリング軸を備えた車両では、モーターはシャーシを継続的に推進するのではなく、ホイール アセンブリの位置を調整するという異なるタスクを実行します。昇降機構には、駆動力が利用できない場合に負荷をどのようにサポートするかなど、別の一連の要件が伴います。

3 つすべてが 48 V システムを使用しているからといって、1 つのモーター仕様がすべての軸に適合するとは考えないでください。フレームサイズや価格を比較する前に、各モーターの働きを確認してください。^[1、3]

ラベルだけでなく、バ​​ッテリーの動作範囲も確認してください

公称バッテリ電圧は、駆動端子における一定の電圧ではありません。完全に充電された電圧、最低許容動作電圧、および要求の厳しい動作中の電圧降下を確認してください。モーターとドライブの組み合わせは、その範囲にわたって必要な動作を提供する必要があります。

ブラシレスサーボモーターはバッテリーに直接接続されていません。互換性のあるサーボドライブは、DC 電源を制御されたモーター相電流に変換します。ドライブの入力制限とモーターの動作要件の両方を確認する必要があります。

減速も注目に値する。モーターは、負荷を減速させながらエネルギーを DC バスに戻すことができます。バッテリーがそのエネルギーを受け入れることができるかどうかは、バッテリー、その管理システム、および駆動装置によって異なります。充電が制限されている場合、またはバッテリーがすでにいっぱいの場合に何が起こるかを確認します。停車するたびに充電されるとは考えないでください。^[2、4、5]

1 回の成功ではなく、勤務シフトを評価する

短いベンチテストでは、繰り返しの負荷をかけた始動、長い移動期間、密閉されたシャーシ内での動作は再現されません。提案されたモーターを代表的な設置環境でテストし、予想されるデューティ サイクルにわたる温度と電流を確認します。

バッテリーの実行時間もシステムレベルのチェックが必要です。ドライブは入力と出力の間で電力を変換するため、モーター電流とバッテリー電流は異なる量になります。

たとえば、Jiangnan Electric の 60B カタログ表の 400 W のエントリには、定格モータ電流 12.8 A がリストされています。これは平均的なバッテリー消費量を予測するものではありません。アンペア時単位のバッテリー容量をその数値で割っても、ロボットの実行時間は確立されません。ロボットの他の電気負荷を含む、代表的なルートで測定されたバッテリー側の消費量を使用します。^[6、7]

完全なアセンブリのためのスペースを確保する

モーター本体は設置範囲の一部にすぎません。ギアボックス、シャフト接続、ブレーキ、コネクタ、ケーブルの曲がりのためのスペースを確保してください。シャフトとベアリングの配置も機械的負荷に適合する必要があります。標準的なモーター シャフトを自動的に車両の車輪軸として扱うべきではありません。

60B の取り付け図は有用な例を示しています。 400 W 構成の場合、カタログ上のモーター長さの寸法は、ブレーキなしの 124 mm からブレーキありの 165 mm に変わります。この違いは、薄型シャーシの下では、伝送やケーブルの余裕が考慮される前に重要になる可能性があります。

ブレーキの意図された役割を別途確認してください。保持ブレーキは主に軸を静止状態に保つためのものであり、特別に評価されていない限り、繰り返しのサービスブレーキ用ではありません。ブレーキ付モータを選択することだけでは、車両の安全性能が決まるわけではありません。^[7、8]

検討すべき江南低電圧サーボのオプション

Jiangnan Electric のサーボ カタログには、AGV アプリケーション用の低電圧 B シリーズが記載されています。次のカタログ構成は、完全な車輪駆動または車両の仕様ではなく、エンジニアリング レビューの出発点を提供します。^[7]

カタログサンプルのみ。記載されている電気的および機械的定格は、AGV または AMR のペイロード容量を確立するものではありません。

60C は、カタログで産業用およびマテリアルハンドリングロボット向けに位置付けられている中慣性範囲に属します。これは、軸に適合する寸法と動作特性を検討するための別のオプションであり、B シリーズ モーターの直接の代替品ではありません。

これらの速度はモーターシャフトの速度であり、車輪の速度ではありません。トランスミッションと車輪の直径によって、車両の走行速度と車輪のトルクが決まります。特定の AMR、ステアリング ユニット、または昇降機構への適合性は、その用途について確認する必要があります。

Jiangnan の Web サイトの B シリーズ 80 製品ページには、関連製品のリファレンスが記載されています。注文の際は、ファミリ名を完全な仕様として扱うのではなく、承認された構成図とモータのデータを使用してください。^[7、9]

モーターのフィードバックと車両制御を分離する

モーターのエンコーダーは、選択したサーボ ドライブで動作する必要があります。そのドライブと車両コントローラーの間の通信は、確認するための別のインターフェイスです。

特定のエンコーダを選択しても、モータに CANopen、EtherCAT、またはナビゲーション機能が自動的に与えられるわけではありません。同様に、正確なシャフトのフィードバックだけでは正確なドッキングが保証されません。車両の機構、トラクション、センサー、制御システムも結果に影響します。

モーター、ドライブ、ギアボックス、ブレーキ、制御機能を提供しているサプライヤーを確認してください。明確な供給境界は、組み立て中に部品の欠落や互換性のないインターフェースの発生を防ぐのに役立ちます。^[1、3、7]

モーターの問い合わせとともに車両レイアウトを送信する

最初のレビューとして、軸機能、バッテリ電圧範囲、駆動モデル、および利用可能な取り付けスペースを Jiangnan Electric に送信してください。牽引軸の場合は、積載量を含む車両の総質量、車輪の直径、目標速度、最大勾配、およびトランスミッション比（すでに選択されている場合）を含めます。

作業サイクルの説明も同様に役立ちます。ロボットが始動する頻度、負荷がかかった状態で移動する距離、持ち上げたり操縦したりするかどうかです。ブレーキ要件とシャフト負荷または環境制約を追加します。

サンプルから生産に移行する前に、正確なモーター構成と車両レベルの検証計画について合意します。適合して回転するサンプルは始まりにすぎません。選択された配置は、意図されたバッテリー範囲と作業サイクル全体にわたってロボットの動作要件を満たす必要があります。

ソースノート

[1]maxon - 移動物流ロボット用の駆動システム
一般的なアプリケーションのコンテキスト: 牽引義務、統合、設置上の制約、車両レベルの検証。江南の能力を証明するものではない。

[2]Kollmorgen - AKM2G および AKM 低電圧 DC サーボ モーター
バッテリー駆動の移動ロボット用の低電圧サーボ プラットフォームの業界例。ブランド間の互換性は示唆されていません。

[3]Kollmorgen - AC7 および DC7 モーター コントローラー
ステアリング/トラクションコントロール、モーターインターフェース、車両通信を分離します。

[4]Novanta Motion - 電源とモーター電源 (Capitan XCR)
駆動電源の制限と回生のための電圧ヘッドルーム。この情報源からの数値駆動制限は江南製品には適用されません。

[5]Novanta Motion - 保護機能
回生エネルギーとバッテリーの受け入れ条件。

[6]maxon サポート - EPOS4 / IDX: モーターの消費電流の確認
モーター電流はコントローラーの供給電流と同じ量ではありません。

[7] 当社提供の英語サーボカタログ
ソースファイル：サーボモータープロモーションページ（英語）(1).pdf。 PDF p.10 (印刷版 p.01): B シリーズ アプリケーション ステートメント。 PDF pp.29–30 (印刷物 pp.20–21): 60B 電気データおよびブレーキ/ブレーキなしの寸法。 PDF p.34 (印刷物 p.25): 80B データ。 PDF pp.36–38 (印刷物 pp.27–29): C シリーズ アプリケーションおよび 60C データ/寸法。

[8]コルモーゲン - 保持ブレーキ
停止保持と反復作動ブレーキの一般的な区別。車両の安全性については別途評価が必要です。

[9]Jiangnan Electric - B シリーズ 80 フレーム永久磁石サーボ モーター
48 VB シリーズの公開製品リファレンス。最終的な注文には承認された構成を使用します。公開ノートの矛盾に関する注記を参照してください。

免責事項

この記事の情報は、一般的な参考のためにのみ提供されています。製品の仕様、性能、構成オプション、適合性は、意図された用途と実際の動作条件に対して詳細に評価する必要があります。製品を選択、購入、または使用する前に、江南電気に関連する詳細を確認し、該当する技術文書および合意された仕様を参照してください。この記事は、製品固有の説明書や専門的な技術評価に代わるものではありません。