抽象的な

AGV および AMR の開発では、エンジニアは通常、駆動モーター、減速機、制御システム、ナビゲーション テクノロジーなどの重要なコンポーネントに焦点を当てます。しかし、重要な機械的要素の 1 つが過小評価されがちです - 駆動輪システムのサスペンション設計です。

4 つの駆動輪とステアリング機能を備えた 4 輪 AGV の場合、サスペンションは単なるオプションのアクセサリではありません。-これは、車輪荷重のバランスを維持し、ステアリング抵抗を軽減し、過剰なモーター電流を防止し、システムの長期的な信頼性を向上させる上で重要な役割を果たします。-

この記事では、実際のお客様の事例を紹介します。プルツールサスペンションの欠如が、4 輪 AGV で不均一な車輪荷重、異常なステアリング電流、モーターの過熱をどのように引き起こしたかを分析しました。- -現場でのテストとエンジニアリング分析を通じて実際の原因が特定され、AGV シャーシ設計に貴重な洞察が得られました。

プロジェクトの背景

お客様は、四輪駆動と四輪操舵構造を備えた頑丈な AGV を開発しました。{{0}

AGV には 4 台のPlutools PLT310 垂直 AGV 駆動ホイール。この車両には補助輪がなく、駆動輪系もサスペンション機構を持たない設計となっていた。

のPLT310 垂直 AGV 駆動ホイールコンパクトな構造、高い耐荷重性、正確なステアリング性能、優れた信頼性を備えています。これは、安定した駆動と正確な位置決めを必要とする頑丈な AGV、AMR、産業用モバイル ロボット アプリケーション向けに設計されています。-

初期試運転段階では、AGV は顧客の工場でスムーズに動作しました。

試運転エリアは床面が比較的平坦な状態であったため、車両は良好な操舵性能を発揮しました。このような環境から、お客様はサスペンションシステムは不要であると考えられました。

ただし、エンジニアリングの観点からは、実際の動作条件への適応性を高め、車輪荷重のバランスを維持するために、サスペンションの設計を維持することをお勧めします。{0}

AGV は工場でのテストでは良好に動作しましたが、最終アプリケーション サイトでの展開後に予期しない問題が発生しました。

エンドユーザーサイトで発生したステアリングの問題

AGV が顧客の最終サイトに設置された後、いくつかの問題が発生しました。

AGV はその場回転を実行するのが困難でした。-

ステアリング電流がコントローラーの電流制限 80A に頻繁に達しました。

特定のエリアでは、AGV がステアリングを完了できませんでした。

連続運転後、ステアリングモーターが非常に熱くなります。

これらの症状に基づいて、お客様は当初、ステアリング システムのトルクが不足しているのではないかと疑っていました。

彼らは、解決策には次のことが必要であると信じていました。

ステアリングモーターの大型化。

減速比を高めたギヤボックスです。

高電流とステアリングの失敗は、モーターのトルク不足に関連していることが多いため、この仮定は理解できます。

しかし、実際の動作条件を分析した後、Plutools のエンジニアは、根本的な原因はモーターの出力に関係していない可能性があると考えました。

詳細な現地調査とデータ分析が必要でした。-

-現場調査と根本原因分析

Plutools のエンジニアはエンドユーザー サイトを訪問し、AGV シャーシの包括的な検査を実施しました。{0}

4人PLT310 垂直 AGV 駆動ホイール標準的な 4 コーナー構成で設置されました。-

ホイール No.1 とホイール No.4 は 1 つの対角ペアを形成しました。

ホイール No.2 とホイール No.3 は、別の対角線のペアを形成しました。

検査中に、最終適用現場の床の平坦度がお客様の試運転環境よりも大幅に悪いことが判明しました。

さらに重要なことは、ホイール No.1 とホイール No.4 の変形が他の 2 つのホイールに比べて著しく大きかったことです。

これは、4 つの駆動輪が車両重量を均等に分担していないことを示しています。

地面の状態が平らでないため、一方の対角線上の駆動輪には過度の垂直荷重がかかっていましたが、もう一方の対角線上の駆動輪にははるかに小さな荷重がかかっていました。

サスペンションのない 4 輪 AGV の場合、このアンバランスによりステアリング抵抗が大幅に増加し、異常なモーター負荷が発生する可能性があります。-

ステアリング電流テストとデータ検証

分析を検証するために、Plutools のエンジニアは、4 つの PLT310 垂直 AGV 駆動ホイールすべてのステアリング電流に対してリアルタイム モニタリング テストを実行しました。{0}

まず、AGV はステアリングの故障が発生した領域でテストされました。

テスト中、1 対の対角の駆動輪はすぐにコントローラーの 80A 電流制限に達しましたが、AGV はまだ回転を完了できませんでした。

これは、モーター出力が不十分ではなく、ステアリング システムに過剰な機械抵抗が発生していることを示しています。

その後、AGV を 4 つの駆動輪すべてがスムーズに回転できる場所に移動しました。各駆動輪の操舵電流を再度測定した。

テスト結果は次のことを示しました。

ホイール No.1 およびホイール No.4: 約 70 ～ 80A のステアリング電流。

ホイール No.2 およびホイール No.3: 約 5 ～ 15A のステアリング電流。

4 つのステアリング モーターの合計始動電流: 約 170 ～ 180A。

これらの結果は強力な証拠を提供しました。

ステアリング モーターの容量が不十分な場合、4 つのステアリング モーターすべてが同時に電流制限に近づいているはずです。

しかし、実際の状況はまったく異なりました。

駆動輪の対角の 1 対のみが高負荷で動作し、もう 1 対の駆動輪の負荷は大幅に減少していました。

したがって、ステアリングモーターのトルクやギアボックスの容量不足が原因ではありません。

本当の原因は、サスペンション補償の欠如によって引き起こされる不均一な輪荷重分布。

サスペンションの欠如が AGV のステアリング性能に影響を与えるのはなぜですか?

多くのエンジニアは、4 輪 AGV は車両の重量を 4 つの車輪すべてに自然に均等に分散できると考えています。-

理論的には、これは理想的な条件下では当てはまります。

ただし、実際の産業環境が完全にフラットであることはほとんどありません。

床の高さのわずかな違いでも、AGV シャーシが異なるエリアを通過するときに不均一な荷重が発生する可能性があります。

サスペンションのない 4 輪 AGV の場合、シャーシはこうした地面の変動を効果的に補正できません。-

その結果、次のような状況が発生する可能性があります。

対角線上の 1 対の車輪が車両重量の大部分を支えます。

もう一方の対角線のペアでは接触圧力が減少しています。

ホイールに過負荷がかかると、タイヤの変形が大きくなります。

操縦抵抗が大幅に増加します。

ステアリングモーターの電流が急速に上昇します。

モーターの温度が上昇します。

AGV は最終的にステアリングを完了できなくなる可能性があります。

したがって、実際の問題は、モーターが十分なトルクを発生できないことではありません。

本当の問題は、不均一な車輪荷重によって過度の機械抵抗が生じることです。

負荷分散解析

操舵力とモータ電流の関係はほぼ比例すると考えられます。

フィールド テスト中、AGV がかろうじてステアリングを完了できなかったとき、2 つの対角ホイール グループの平均ステアリング電流はおよそ次のとおりでした。

グループA: 10A;

グループB: 80A。

電流分布に基づいて、おおよその負荷分布を計算できます。

グループA:

総負荷 × 10 / (10 + 80)

≈ 総負荷の 11%

グループB:

総負荷 × 80 / (10 + 80)

≈ 総負荷の 89%

これは、2 つの対角ホイール グループ間の荷重比が次の値に近かったことを意味します。

1 : 8

言い換えれば、一方の対の斜めの車輪は、もう一方の対のほぼ 8 倍の荷重を支えていたことになります。

AGV がステアリングが完全に機能しなくなるさらに平坦でない領域に到達すると、荷重の不均衡はさらに深刻になりました。

この計算により、重要な問題は PLT310 駆動輪システムの動力容量ではなく、機械的負荷の不均一な分布であることがさらに確認されました。

解決策: PLT310 駆動輪システムにサスペンションを追加する

根本原因を特定した後、Plutools はステアリング モーターを交換したり、ギアボックス構成を変更したりしませんでした。

代わりに、このソリューションは機械構造の改善に焦点を当てました。

4 つの PLT310 垂直 AGV 駆動ホイールすべてにサスペンション機構が追加されました。

サスペンションシステムを設置すると、各駆動輪が床の小さな凹凸を自動的に補正し、よりバランスのとれた接触圧力を維持することができます。

変更後:

AGV はスムーズなその場回転パフォーマンスを取り戻しました。-

ステアリング電流が大幅に減少しました。

モーター温度が正常範囲に戻りました。

車両はエンドユーザーの現場で確実に動作しました。-

この事例は、単にモーターの出力を増やすよりも、機械的負荷バランスを改善する方が効果的であることを実証しました。

エンジニアリングの概要

多くの AGV プロジェクトは、工場でのテスト中は良好に動作しますが、導入後に予期せぬ問題が発生します。

多くの場合、その理由はコンポーネントの性能が不十分ではなく、試運転環境と実際の動作条件との違いにあります。

4 輪 AGV の場合、ステアリングのパフォーマンスはモーターのトルクとギアボックスの選択だけでなく、車輪の荷重バランスにも依存します。-

この事例は、床のわずかな凹凸であっても、サスペンションのない 4 輪 AGV では重大な荷重集中を引き起こす可能性があり、その結果、次のような結果が生じる可能性があることを示しています。-

ステアリング抵抗の増加。

過剰なモーター電流。

モーター温度の上昇。

システムの信頼性の低下。

ステアリングの故障の可能性があります。

4 輪 AGV シャーシの設計について、Plutools は次のことを推奨しています。-

試運転環境だけでなく、実際のアプリケーション条件に基づいてサスペンション要件を評価します。

シャーシ設計時に最悪の動作条件を考慮する。-

機械構造を完成させる前に輪荷重分布解析を実行します。

ヘビーデューティ AGV や連続運転アプリケーションに吊り下げられた駆動輪ソリューションを使用します。{0}

サスペンションは単なる追加の機械部品ではありません。

これは、AGV 駆動システムの安定した動作、バランスのとれた負荷、長期的な信頼性を保証する重要な設計要素です。{0}}

プロの駆動輪技術とエンジニアリング経験を通じて、Plutools は、グローバルなインテリジェント製造および物流アプリケーション向けに、信頼性の高い AGV モビリティ ソリューションを提供し続けています。