במערכת האוטומציה הלוגיסטית של ייצור הרכב, הפעולה היציבה של AGVs (Automated Guided Vehicles) קובעת ישירות את היעילות והדיוק של דגם ה-SPS (Set Parts Supply). בפרויקט SPS מסוים, שלוש בעיות טכניות מרכזיות התרחשו לעתים קרובות בציוד AGV: מרווח לוחית הרמה, ירידת עומס וסטיית מיקום פיני המזרן. מאמר זה מנתח את הסיבות הבסיסיות מנקודות מבט של חישוב מכני, תכנון מבני ועקרונות ההולכה, ומציע פתרונות מעשיים ברמת המערכת -למתן התייחסות טכנית ליישום אמין של AGVs בלוגיסטיקה של ייצור רכב.
1. מרווח מוגזם לאחר בלימת לוחית הרמת: אופטימיזציה כפולה של שילוב ההילוכים וההילוכים
כמרכיב הליבה לנשיאת עגלות חומר, לצלחת ההרמה עדיין יש מרווח הניתן להזזה ידנית גם כאשר הבלם פעיל במלואו. תחת עומס, עדיין ניתן לסובב את עגלת החומר נגד כיוון השעון, מה שמשפיע באופן רציני על דיוק המיקום ויוצר סיכונים לסטייה של החומר.
(1) ניתוח סיבת השורש: חיבור הילוכים ותקלות בהתערבות הילוכים
באמצעות פירוק וניתוח של מערכת ההילוכים של לוחות הרמה של AGV, נמצא כי הבעיות נובעות בעיקר מההיבטים הבאים:
כשל בחיבור ההילוכים מנוע-תיבת הילוכים
החיבור בין המנוע לתיבת ההילוכים משתמש בצווארון הידוק עם ברגים. מומנט ההידוק המקורי לא היה מספיק. תחת עומס התרחשה תזוזה מיקרו זוויתית בין תיבת ההילוכים למנוע, ויצרה "מרווח סיבוב חופשי".
מרווח התערבות מוגזם בזוג הציוד
מרווח ההתערבות בין גלגל המסוב הגדול (180 שיניים) לבין גלגל היציאה של תיבת ההילוכים (20 שיניים) חרג מהסבילות העיצובית, והגביר עוד יותר את כמות המשחק החופשי הסיבובי בצלחת ההרמה.
(2) חישוב גבול מכני: כימת הכוח החיצוני הדרוש לסיבוב הלוח
בהתבסס על עקרונות העברת מומנט, נקבע מודל המומנט ההתנגדות הכולל הנדרש לסיבוב הצלחת:
FL גדול או שווה ל-T × i₁ × η₁ × η₂ × i₂
F:הכוח הנדרש כדי לסובב את הצלחת (N)
L:מרחק מנקודת הפעלת הכוח למרכז הלוח (מ')
T:מומנט החזקת הבלמים (1.5 ננומטר)
i₁:יחס הפחתת תיבת הילוכים (40)
i₂:יחס העברה (190/20=9)
η₁:יעילות תיבת הילוכים (0.98)
η₂:יעילות הילוכים (0.95)
החישוב מראה שכאשר זרוע הכוח היא 0.6 מ', 1.0 מ' ו-1.5 מ', הכוחות הנדרשים הם 873.8 N, 502.7 N, ו-335.0 N, המקבילים למסה שווה של 87.4 ק"ג, 50.3 ק"ג ו-33.5 ק"ג. התוצאות מצביעות על כך שמבנה מכני לבדו אינו יכול לבטל לחלוטין את המרווח; נדרש פיצוי מערכת{10}}בקרה.
(3) פתרונות תיקון שיטתיים
שדרוג חיבור תמסורת
החלף את חיבור המהדק המקורי בתיבת הילוכים NORD עם מפתח. מבנה המפתח מונע סיבוב יחסי בין המנוע לתיבת ההילוכים, ומבטל לחלוטין משחק חופשי סיבובי.
אופטימיזציה של רשתות הילוכים
התאמת מרחק מרכז:כרסם את חורי ההרכבה של תיבת ההילוכים כדי לשלוט על מרווח התערבות בתוך 0.1-0.15 מ"מ.
שדרוג חומר ותהליך:השתמש ב-20CrMnTi עם קרבוריזציה ומרווה כדי להגיע לדיוק דרגה 6 (GB/T 10095.1-2008).
הוסף חיבור מפתח מקביל:ייעל את סבילות H9/h8 כדי להפחית את מרווח הסיבוב בין גלגל השיניים לציר.
שליטה ב-פיצוי המערכת
אלגוריתם פיצוי שחרור מוטבע בבקר AGV. לאחר בלימה, המקודד בודק סטייה שארית; אם מעל 0.5 מעלות, המערכת מבצעת כוונון עדין אוטומטי כדי לשמור על הסטייה הסופית בטווח של ±0.1 מעלות.
2. התפרקות עומסים של AGV: שיפורי מערכת בחלוקת עומסים והתאמה למסלול
ה-AGV ירד מהפסים לעתים קרובות בעת הובלת מיכל אחסון אוויר של 1000 ק"ג-. אימות חומרה שגרתי לא מצא חריגות, מה שדרש ניתוח מעמיק יותר מחלוקת עומס ונקודות מבט דינמיות של התנהגות.
(1) אימות יכולת חומרה
אימות של כוח ההנעה, מומנט המוצא וכוח הלחיצה הקפיץ אישר שכל הפרמטרים תיאורטית עומדים בדרישות העומס, מה ששולל כוח לא מספיק כגורם.
(2) סיבות שורש להתפרקות
אקסצנטריות עומס וכתוצאה מכך לחץ גלגל לא אחיד
מיכל האוויר הגלילי גרם לסטייה של מרכז הכובד ב-150-200 מ"מ ממרכז ה-AGV, והגברה משמעותית את לחץ הגלגלים מצד אחד והקטנתו בצד השני. במהלך היגוי או מעבר מפרקי מסילה, סביר יותר להתדרדר מהפסים.
דיוק ממשק מסלול לא מספיק
בחלק ממפרקי המסילה היו הפרשי גובה של 0.5-0.8 מ"מ (מפרט קטן או שווה ל-0.3 מ"מ). AGVs-כבדים מייצרים כוחות פגיעה בעת מעבר מפרקים כאלה, מה שמגדיל את הסבירות לירידה מהפסים.
אלגוריתם בקרת היגוי לא מותאם לתנאי עומס-כבדים
מצב ההיגוי של מהירות זוויתית קבועה אינו מתחשב באינרציה מוגברת בעומסים כבדים, ומגביר את כוחות הפגיעה במפרקי המסילה.
(3) אמצעי תיקון מקיפים
בקרת עומסים וניטור
לטווח קצר-:הפחת עומס-יחיד ל-800 ק"ג; להגביל את סטיית מרכז הכובד-של-לפחות או שווה ל-50 מ"מ.
לטווח ארוך-:הוסף חיישני עומס-אקסצנטריות; לאסור על הפעלה של AGV בעת חריגה מהמגבלות.
עקוב אחר שחזור דיוק המפרק
טוחנים ומיישרים חיבורים כדי להבטיח הפרש גובה של פחות או שווה ל-0.3 מ"מ.
הוסף מאגרי פוליאוריטן כדי להפחית את רטט ההשפעה.
שדרוג אלגוריתם בקרת היגוי
צור טבלת התאמת מהירות זוויתית של עומס כדי להגביל את מהירות ההיגוי בעומס כבד.
השתמש בראייה כדי לזהות מפרקי מסלול והורדת- מראש את המהירות.
3. סטיית מיקום פיני המזרן: פיצוי מערכת על פני מספר מקורות שגיאה
כאשר ה-AGV המרים מבצע החדרת סיכות, לעתים קרובות הוא לא מצליח להתחבר אל חורי הנעילה של עגלת החומר. הסיבה העיקרית היא הצטברות של שגיאות על פני שלבים מרובים: מיקום ידני, תנועת עגלה, עיצוב מבני וסיבוב AGV.
(1) ניתוח מקור שגיאה
שגיאת יישור ידני:סטיית המיקום הראשונית יכולה להגיע ל-±20 מ"מ.
סחף עגלה:שיפוע הרצפה גורם לסחיפה משנית של ±10 מ"מ.
מבנה חור פגום:לוח פלדה דק ועיצוב חור ישר- אינם יכולים לספוג סטייה.
שגיאת לוח סיבוב:מיקרו-תנועה במהלך ההרמה מציגה סטיית קואקסיאליות.
(2) פתרונות בקרת שגיאות-שלמה
מערכת יישור קשיחה
התקן עצירות קרקע בצורת -L בשילוב חיישני יישור לייזר כדי להפחית את הסטייה הראשונית לטווח של ±3 מ"מ.
עיצוב נגד-סחף לעגלות
הוסף גלגלי בלם מחגר כדי למנוע תנועה בשיפועים פחות או שווה למעלה אחת.
שדרוג מבנה חור המיקום
החלף פלטה דקה 1.5 מ"מ בפלדת Q345 8 מ"מ.
שנה חור ישר לחור מורכב עם שיפוע של 60 מעלות; קוטר כניסה φ15 מ"מ; אורך קטע מדריך 10 מ"מ.
חידד את הקיר הפנימי כדי להפחית את החיכוך.
מערכת פיצוי מבוססת-חזון
מצלמת ראייה מזהה את מיקום החור בפועל ומניעה פיצוי X/Y/θ של הצלחת המסתובבת כדי לשמור על סטייה קואקסיאלית של פחות או שווה ל-2 מ"מ.
4. סיכום
סוגיות ה-AGV הנדונות במאמר זה משקפות בעצם התאמה לא מספקת של מערכת בין מבנים מכניים, אלגוריתמי בקרה ותנאי שדה. באמצעות הגישה ההנדסית השיטתית של "ניתוח כמותי, תיאום שרשרת מלא- ופיצוי משולב דינמי-סטטי", הפתרונות המיושמים השיגו תוצאות יוצאות דופן: בעיית מרווח לוחית ההרמה נפתרה לחלוטין, תדירות ירידת ה-AGV ירדה לאפס, ושיעור ההצלחה של הכנסת סיכות עלה ל-99.5%. פתרונות אלה מספקים התייחסות חשובה לשיפור יציבות מערכת AGV בתרחישים לוגיסטיים-תפוקה גבוהה כגון ייצור רכב.
