倉庫搬送および AS/RS システム用のサーボ モーターは、 繰り返しの位置決め、制御された加速、および協調動作をサポートできます。アプリケーションには、シャトルの移動、スタッカー クレーンの軸、伸縮式抽出装置、および搬送機構が含まれます。
ただし、これらの軸は 1 つのモーター仕様を共有しません。水平シャトルは移動抵抗を克服し、移動質量を加速する必要があります。ホイストは、重力、吊り荷、降下エネルギーも管理する必要があります。
正しい選択はメカニズムと動作サイクルから始まります。モーター出力、エンコーダー分解能、またはネットワーク速度だけでは、検索スループットや位置決めパフォーマンスを確立できません。
目次
自動保管および取り出しシステムは、機械装置、センシング、制御、および倉庫ソフトウェアを組み合わせたものです。駆動システムが移動を実行し、上位レベルのソフトウェアがタスクと在庫フローを管理します。
スループットは、移動、整定、荷役、キューイング、転送の可用性を含む完全な操作によって異なります。
軸とか機構とか |
主な任務 |
重要な選択入力 |
|---|---|---|
水平シャトル |
トートやキャリアを位置間で移動する |
移動質量、車輪またはプーリーの形状、抵抗、加速度、および牽引力 |
スタッカークレーンの移動 |
クレーンを通路に沿って設置する |
総移動質量、移動距離、伝達、マスト応答 |
垂直ホイスト |
キャリッジと積載物の昇降 |
重力荷重、カウンターバランス、加速、保持、回生エネルギー |
伸縮式抽出装置 |
荷重の挿入または取り出し |
拡張ジオメトリ、摩擦、荷重分布の変化、およびアライメント |
搬送コンベア |
隣接する機器と負荷を交換する |
ベルトまたはローラーの抵抗、インデックス距離、製品拘束、およびタイミング |
移動式倉庫ロボット |
移動と乗り換えポイントでのドッキング |
バッテリー航続距離、車輪荷重、トラクション、ステアリング、位置特定 |
すべての倉庫軸にサーボ制御が必要なわけではありません。連続コンベヤでは、適切な可変速ドライブを備えたギヤード モーターを使用する場合があります。ある程度の位置決め任務は、ステッパーまたは他のアクチュエーター システムによっても実行される場合があります。
必要な動作性能と完全な駆動装置の能力を比較してください。
「サーボ」とは、フィードバック制御による動作を指します。 「BLDC」は、ブラシレスモーターの構造と整流に関する用語を説明します。ブラシレス モーターは、適切なフィードバック、駆動電子機器、および制御と組み合わせることで、サーボ システムの一部を形成できます。
同様に、誘導モーターはフィードバック制御されたドライブで動作できます。基本的なコンベアの設置では速度制御が使用されることが多いため、単に位置決めが不可能であると説明すべきではありません。
タイガーモーションさん 標準サーボ モータ範囲には、 軸の仕様に照らして検討するためのオプションが用意されています。技術ラベルだけで選択するのではなく、選択したモーターの定格と互換性のあるドライブを確認してください。
各軸の移動質量、ペイロード範囲、移動距離、速度、加速度、滞留、サイクル周波数を文書化します。
必要に応じて、キャリッジ、フォーク、ケーブル、チェーン、その他の可動コンポーネントを含めます。吊り上げ機構の場合は、カウンターウェイトまたはカウンターバランスと両方向の力を考慮してください。
最も厳しい条件が最も重い積載量であるとは限りません。空のカウンターウェイト付きキャリッジは異なるピーク需要を生成する可能性があり、拡張エクストラクターは荷重分布と機械的剛性を変化させる可能性があります。
便利な回転軸の関係は次のとおりです。
必要なモーター トルク = 加速トルク + 抵抗トルク + 重力トルク (該当する場合)
加速トルクは、モーター軸を基準とした総慣性と角加速度によって決まります。抵抗には、適切に処理された伝達効率とともに、関連する摩擦力とプロセス力が含まれます。
チェック：
加速時、減速時、荷重移動時の最大トルク。
速度範囲全体で必要なトルク。
代表的なサイクルにわたる RMS トルク。
許容される過負荷期間。
駆動電流と供給能力。
保持期間と低速動作。
実際の設置条件における熱制限。
トルク速度分析の代わりに定格出力を使用しないでください。駆動、供給電圧、巻線、および動作条件は、使用可能な性能範囲に影響を与えます。
負荷慣性は実際のトランスミッションを通じて反映される必要があります。理想的な減速ギアボックスの背後にある回転負荷の場合、反射慣性は減速比の 2 乗で減少します。
すべてのウェアハウス軸が安定するかどうかを決定する普遍的な 5:1 または 10:1 の要件はありません。機械的剛性、コンプライアンス、制御帯域幅、および必要な整定時間も重要です。
ギアボックスは出力トルクを増加させ、モーター速度を調整できますが、損失、バックラッシュ、機械的制限が追加されます。ギアボックスのピークデューティ、出力ベアリング負荷、潤滑、およびサービス要件を確認します。
タイガーモーションさん サーボ一体型ギアモータは、 機構に適したギア配置で評価できます。提案された製品にギアボックスのみが含まれているのか、それとも駆動電子機器も含まれているのかを確認します。
加速度が高くなると、構造の振動や荷重の移動が増加する一方で、移動時間が短縮される可能性があります。
背の高いスタッカー クレーンの場合、マストのたわみや振動が荷物挿入までの時間に影響を与える可能性があります。シャトルの場合、車輪の牽引力や荷重の制限によって、モーターの能力が発揮される前に使用可能な加速度が制限される可能性があります。
完全な移動と決済の間隔を評価します。適切な加速度およびジャーク プロファイルにより機械的励起を軽減できますが、代表的な負荷でテストする必要があります。
モーター エンコーダーはモーター シャフトの位置を測定します。シャフトと負荷の間のすべての誤差を直接測定するわけではありません。
ホイールのスリップ、ギアボックスのバックラッシュ、ベルトの伸び、ラックの位置合わせ、マストのたわみ、フォークの曲がりなどが、最終的な搬送位置に影響を与える可能性があります。
したがって、一部の設計では追加の位置測定またはドッキング センサーを使用します。荷重ハンドリングポイントでの位置決め精度、再現性、位置合わせ要件を定義します。
エンコーダの解像度が高くても、自動的にラック クリアランスが狭くなるわけではありません。クリアランスの設計では、ラックの公差、荷重の寸法、たわみ、および位置の不確実性も考慮する必要があります。
絶対フィードバックにより参照が簡素化される可能性がありますが、シングルターンとマルチターンの動作は異なります。位置保持はエンコーダとシステム構成によって異なります。
停電後、モーターの位置だけでは、負荷、ベルト、ホイール、または機構が予期した状態を維持していることを証明できない場合があります。
再起動チェック、参照要件、負荷存在検出、および中断された抽出からの回復を定義します。アブソリュートエンコーダによってホーミングや検査の手順がすべて不要になるとは考えないでください。
サーボは、動作限界内で、電力が供給されている間、保持トルクを生成できます。これは、トルクが利用できないときに吊り荷が下降するのを防ぐ機械的配置と同等ではありません。
ホイストの場合、最大荷重、トランスミッションの動作、ブレーキ容量、係合と解放のタイミング、および故障状態を評価します。保持ブレーキは、繰り返しの動的停止に適していると想定すべきではありません。
ドライブの安全機能もアプリケーションに適合する必要があります。安全トルクオフは、電気的な絶縁を提供したり、重力による動きを停止したりすることはありません。安全停止 1 は、制御された停止とその後のトルク除去を組み合わせますが、安全停止 2 は監視された動作停止に移行します。
これらの機能自体は、完全な負荷保持ソリューションを確立するものではありません。マシンのリスク評価を通じて、必要なアーキテクチャとコンポーネントの機能を確認します。
ホイストの下降と軸の減速により、エネルギーを電気システムに戻すことができます。
釣り合い重りのない荷重の場合、重力位置エネルギーの変化は次の式から推定できます。
エネルギー = 質量 × 重力加速度 × 高さの変化
実際の電気エネルギーは、機構、バランス、損失、動作シーケンスによって異なります。
考えられる配置には、制動抵抗器、互換性のある共有 DC バス、および回生電源が含まれます。エネルギーを施設の供給に戻すには、適切な機器が必要です。すべてのサーボ ドライブの機能ではありません。
共有バスは接続された軸間でエネルギーを交換できますが、複数の軸が同時に再生される可能性があります。関連する用途に応じて吸収経路または戻り経路のサイズを決定し、メーカーの接続要件に従ってください。
倉庫管理および実行ソフトウェアは通常、システムの制御階層を通じてタスクを発行します。マシンコントローラーとドライブが軸の動きを実行します。
コントローラーの互換性、ドライブの動作モード、モーション機能、および障害応答を確認します。 EtherCAT、PROFINET、または EtherNet/IP のサポートだけでは、同一の同期機能は確立されません。
また、どのような診断情報が利用可能か、またそれが保守システムにどのように届くかについても定義します。モーター電流の増加は機械抵抗の変化を示している可能性がありますが、摩耗を診断する前に負荷の変化と動作条件を考慮する必要があります。
集中ドライブレイアウトにより、電子機器へのアクセスが簡素化されます。分散配置により、一部のモーター接続を短縮し、モジュール式機器をサポートできます。
両方を冷却、環境への曝露、移動質量、サービス アクセス、配電と比較します。
モーター一体型ドライブには、自動的に特定の IP 定格が割り当てられるわけではありません。シングルケーブルテクノロジーは配線を簡素化できますが、ケーブルの疲労が解消されるわけではありません。フレックス定格、曲げ半径、ねじれ、コネクタ、交換アクセスを確認してください。
バッテリー駆動のシャトル設計の場合は、バッテリーの動作範囲、ピーク電流、電圧降下、回生エネルギーの受け入れを含めます。
モーター周囲の実際の周囲条件を測定または指定します。密閉されたシャーシ、空気の流れの制限、ほこり、および冷蔵室の結露の場合は、別の対策が必要になる場合があります。
床レベルとラック上部レベルの間に一定の温度差があると想定しないでください。選択したモーターの冷却要件と負荷軽減要件に照らして設置を検証します。
標準フランジ サイズは調達に役立ちますが、ドロップイン交換を保証するものではありません。シャフトの形状、フィードバック プロトコル、巻線データ、コネクタ、ブレーキの詳細、ドライブの互換性、パラメータも一致する必要があります。
受け入れテストには、最小および最大荷重、代表的な移動距離、繰り返しサイクル、および意図した搬送シーケンスを含める必要があります。
記録：
関連する保管位置での移動と定着の時間。
位置決めと荷重伝達の再現性。
モーターとドライブの温度。
ピーク電流とバス電圧の動作。
ホイストの保持とブレーキのシーケンス。
障害、停電、再起動の応答。
ケーブルの動きと機械的干渉。
測定結果を使用してスループットとライフサイクルコストを評価します。モーターのアップグレードは軸が目標を達成するのに役立ちますが、ボトルネックがシステム内の他の場所にある場合、より多くの取得を保証することはできません。
トルク、速度、熱、トランスミッション、および制御の完全な要件から選択します。モーターを選択したり安全な位置決めを確立するには、パレットの質量だけでは不十分です。
おそらくですが、各義務は個別に計算する必要があります。昇降軸により、重力、保持、ブレーキシーケンス、降下エネルギーの要件が追加されます。
必ずしもそうとは限りません。参照は簡単になるかもしれませんが、機械的伝達、位置保持、負荷状態、および回復手順については依然として検証が必要です。
いいえ。制動抵抗器を介して過剰なエネルギーを放散するものもありますが、共有バスや回生電源をサポートするものもあります。選択したドライブと電源アーキテクチャを確認します。
軸のタイプ、機構、移動質量と可搬質量、移動量、動作プロファイル、サイクルレート、トランスミッション、供給、コントローラ、位置決めターゲット、環境、および保持要件を提供します。
シャトルの移動、巻き上げ、取り出し、または荷重移動用のモーターを選択しますか?軸レイアウト、負荷範囲、生産サイクル、トランスミッションの詳細、コントローラー要件を Tiger Motion と共有します。
Tiger Motion にお問い合わせください。 モーターのオプションについて話したり、モデル固有の技術情報をリクエストするには、 ブレーキ、フィードバック、環境、および設置要件を含めて、提案された構成を意図された任務に照らしてレビューできるようにします。
