Быстро развивающиеся складские операции требуют обширной автоматизации, которая немыслима без микромоторов. Фаульхабер рассказывает о роботах intralogistics и о том, как возможности приводных систем влияют на их конструкцию.

Современные технологии интралогистики предъявляют высокие требования к приводным системам. Во многих случаях приводы должны прилагать огромное усилие в ограниченных пространствах и выполнять задачи точного позиционирования в непрерывном режиме или при остановке и движении. Скорость также важна, так как ежедневно необходимо обрабатывать многие тысячи заказов.

Чтобы ускорить работу складов, автоматические машины для хранения и извлечения товаров, транспортные системы без водителя и интеллектуальные логистические роботы берут на себя все большее число операций по хранению, извлечению и подготовке товаров к отправке. Гибкие системы, которые надежно работают круглосуточно, обеспечивают экономичное выполнение операций и часто приводятся в действие высокопроизводительными микромоторами. Небольшие двигатели имеют решающее значение для управления движениями роботов, позволяя им ориентироваться в окружающей среде, манипулировать объектами и выполнять различные задачи. Примеры использования двигателей в складских роботах включают:

“Роботы Intralogistics работают в динамичных средах, где они должны распознавать препятствия и избегать их, а также обеспечивать безопасное сотрудничество с другими роботами и работниками-людьми. Они должны быть гибкими и адаптироваться к меняющимся процессам и товарам, с которыми они работают”, — сказал Кевин Мозер, менеджер по развитию бизнеса Faulhaber.

Инженеры Faulhaber решают проблемы, с которыми сталкиваются современные склады, разрабатывая приводные системы в соответствии с сокращающимися потребностями отрасли — потребностью в более компактных и мощных компонентах управления движением, которые снижают вес и повышают скорость.

Автономные роботы-логистики имеют решающее значение для “Интралогистики 4.0”. Они используются для хранения, вывоза и подготовки к отправке, чтобы оптимизировать материальный поток, разгрузить сотрудников и заменить обычные подъемники или тележки для паллет.

Например, автономные роботы-подборщики позволяют точно обрабатывать отдельные объекты. Типичный робот—подборщик состоит из подъемной колонны, захвата и приводного устройства — возможно, бесщеточного серводвигателя постоянного тока серии Faulhaber BX4 со встроенным контроллером движения и планетарной передачей. При использовании в захвате эта комбинация обеспечивает точное позиционирование при хранении или извлечении, и все это во время непрерывной работы с постоянными изменениями нагрузки. При этом приводной блок в сборе весит всего около 300 г и не требует противовеса даже при полном выдвижении захвата.

Бесщеточные серводвигатели постоянного тока компактны, их диаметр составляет всего 32 мм, а длина — 85,4 мм. Такой небольшой размер позволяет сконструировать очень плоский захват, который может поднимать упаковки, хранящиеся непосредственно над землей, оптимально используя дорогостоящие складские помещения. Благодаря бесщеточной системе коммутации двигатели долговечны, развивают высокие крутящие моменты и работают бесшумно благодаря сбалансированному ротору. Встроенный регулятор тока ограничивает требования к крутящему моменту и защищает привод от перегрузки.

“Конструкция робота должна быть надежной, легкой и очень компактной, что обеспечивает низкие затраты на техническое обслуживание, низкое энергопотребление, но высокую эффективность для увеличения срока службы батареи и минимального времени простоя”, — сказал Мозер. “Модульность также важна: по мере расширения операций в модульной системе легко добавлять дополнительных роботов”.

Микродвигатели постоянного тока серии CXR с графитовой коммутацией в сочетании с соответствующими зубчатыми головками также хорошо зарекомендовали себя при выполнении задач. Их система коммутации хорошо подходит для динамичных, высокопроизводительных применений с быстрыми операциями запуска-остановки, необходимыми во многих системах обработки грузов и автоматической сортировки, например, там, где переключатели используются для изменения маршрутов на транспортных путях.

Благодаря своим линейным характеристикам двигатели постоянного тока просты в управлении. В сочетании с датчиками высокого разрешения они идеально подходят для задач точного позиционирования. Высококачественные неодимовые магниты и обмотка Фаульхабера обеспечивают высокую плотность мощности при компактной конструкции. Двигатели могут устанавливаться непосредственно в подъемных элементах и поднимать значительный вес, несмотря на их небольшие размеры.

“По мере повышения степени автоматизации внутрилогистических процессов по всей цепочке создания стоимости роботы должны быть более автономными, интеллектуальными и взаимосвязанными. Требования, предъявляемые к быстродействию и динамике систем, также возрастают. Это требует, чтобы роботы обладали надежными, безопасными и интеллектуальными датчиками и приводными системами, позволяющими адаптироваться к этим изменяющимся условиям”, — сказал Мозер.

Склады часто выбирают автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV) для гибкой транспортировки внутри объекта. Доступность, скорость, гибкость и небольшие габариты являются основными требованиями к приводам этих транспортных систем. Потребляемый ток также играет определенную роль в обеспечении максимально длительного срока службы AGV-аккумуляторов. Например, бесщеточные серводвигатели постоянного тока серии BP4 компании Faulhaber приводят в движение колеса, при этом мощность двигателя передается на колеса через планетарные редукторы и приводные ремни. Высокоэффективные двигатели с инновационной технологией намотки обеспечивают высокое содержание меди, что сводит к минимуму потери.

Энкодеры серии IE3-1024 встроены непосредственно в серводвигатели для точного определения положения. Магнитные инкрементные энкодеры оснащены индексирующим каналом для привязки к обороту приводного вала и стандартизированным электронным интерфейсом энкодера. Разрешение, направление вращения, ширина указателя и положение указателя могут быть адаптированы к конкретному приложению, а серводвигателями управляет контроллер движения. Такие приводные системы также используются для мобильных роботизированных платформ, которые автономно перемещаются по объектам без предустановленных систем наведения.

Складские роботы постоянно становятся более автономными в навигации по сложным средам, адаптируясь к динамичному окружению и принимая решения в режиме реального времени. Усовершенствованные системы управления движением и датчиков, усовершенствованные алгоритмы и искусственный интеллект повышают их независимость, повышая эффективность и продуктивность. И по мере того, как растет тенденция к микроприводу, растет спрос на еще более компактные, но мощные приводные системы.

Например, плоские двигатели с высоким крутящим моментом серии BXT полезны для колесных приводов, когда пространство для установки ограничено в осевом направлении. Эти двигатели имеют длину 14, 16 и 21 мм, но обеспечивают крутящий момент до 134 мН-м при диаметрах 22, 32 и 42 мм соответственно. Для точного регулирования скорости или строгих требований к точности позиционирования магнитные датчики или регуляторы скорости, соответствующие диаметру, полностью интегрируются в варианты двигателей с корпусом, расширяя привод всего на 6,2 мм.

“Ключевыми факторами будут высокая эффективность, высокая удельная мощность и способность к перегрузкам”, — сказал Мозер. “Чем компактнее приводная система, тем больше места остается для аккумуляторной системы, а высочайшее соотношение мощности к весу позволяет увеличить вес полезной нагрузки на шаттл”.

Фаульхабер
faulhaber.com/logistics-robot/en