Azionamenti per robot mobili nella logistica

Un azionamento per ruote integrato maxon è un sottosistema di azionamento modulare per i robot mobili autonomi (AMR). Combina ruota, motore, riduttore e freno in un'unica unità compatta coordinata. A seconda della configurazione può essere combinato con i componenti di motion control e sicurezza funzionale maxon all'interno dell'architettura veicolo più ampia.

L'azionamento per ruote fornisce una coppia compatta per i movimenti del carico e le manovre, mentre il freno supporta l'arresto controllato e il mantenimento sotto carico. La struttura modulare offre agli ingegneri un'interfaccia specifica per adattare il sistema di azionamento alle varie piattaforme AMR e requisiti applicativi.

Le opzioni di sicurezza possono comprendere funzioni quali Safe Torque Off (STO), Safe Brake Control (SBC), Safe Limited Speed (SLS) e Safe Stop 1 (SS1). La funzione STO scollega la coppia del motore; l'SBC controlla il freno; l'SLS aiuta a mantenere l'azionamento entro un limite di velocità definito e con l'SS1 l'azionamento viene arrestato in maniera controllata. Integrando queste funzioni nel concetto del sistema di azionamento è possibile semplificare l'architettura del veicolo e supportare approcci progettuali più ripetibili.
 

Gli ingegneri necessitano di un sistema di azionamento in grado di fornire la coppia necessaria alle ruote, capacità di carico e prestazioni di velocità e frenata in un'unità compatta affidabile. I requisiti chiave comprendono il range di tensione nominale corretto, il diametro delle ruote, la coppia continua e di spunto alle ruote, la capacità di carico radiale, la capacità durante il ciclo di funzionamento e la durata prevista. Il sistema deve comprendere o supportare inoltre componenti essenziali come ad esempio un encoder per il controllo closed-loop dei movimenti, un freno di mantenimento per arrestare l'unità sotto carico in maniera sicura e un'unità di comando che si integra nell'architettura del veicolo. Le opzioni di comunicazione come ad esempio CANopen e EtherCAT sono importanti per collegare l'azionamento al sistema di comando dell'AMR, mentre il cablaggio ibrido semplificato può ridurre la complessità dell'installazione e migliorare l'affidabilità. Per le applicazioni critiche dal punto di vista della sicurezza, gli ingegneri necessitano anche di funzioni come Safe Torque Off e Safe Brake Control per scollegare la coppia del motore e mantenere il veicolo fermo in sicurezza. La ruota dell'azionamento integrata aiuta a soddisfare questi requisiti combinando motore, riduttore, ruota, freno e sistema di feedback in un unico sottosistema validato, riducendo così la complessità di progettazione, i tempi per la messa in servizio e i rischi in fase di integrazione. Tutto ciò è possibile grazie a maxon.

La sicurezza funzionale è decisiva perché i sistemi di azionamento degli AMR non devono soltanto muovere i robot. Devono anche rallentare, fermarsi e mantenere la posizione o la velocità in maniera costante nonostante il variare dei carichi, delle condizioni operative e delle configurazioni dei veicoli.

In un sistema di azionamento integrato, ruota, motore, riduttore e freno sono progettati per funzionare assieme come parte di un sottosistema definito. Grazie a questa concezione, il comportamento di sicurezza può essere implementato più facilmente nell'architettura sovraordinata del veicolo e adattato in diverse piattaforme AMR.

Le funzioni quali Safe Torque Off (STO), Safe Brake Control (SBC), Safe Limited Speed (SLS) e Safe Stop 1 (SS1) supportano il comportamento di sicurezza prevedibile. La funzione STO scollega la coppia del motore; l'SBC controlla il freno; l'SLS aiuta a mantenere l'azionamento entro un limite di velocità definito e con l'SS1 l'azionamento viene arrestato in maniera controllata. Integrando queste funzioni nel concetto del sistema di azionamento è possibile semplificare l'architettura del veicolo e supportare approcci progettuali più ripetibili.

Un sistema di azionamento modulare integrato aiuta i team di ingegneri a riutilizzare le funzioni di movimento e sicurezza tra le varie varianti dei veicoli. Ciò riduce la complessità dell'integrazione, semplifica la validazione e supporta processi di sviluppo più ripetibili per gli AMR operativi negli ambienti logistici dinamici.

I sistemi di azionamento integrati riducono la complessità della validazione ai fini della sicurezza, raggruppando le funzioni di sicurezza, il comando del motore e il comportamento di frenatura in un unico sottosistema definito e documentato. In questo modo i team di ingegneri dispongono di interfacce più chiare e sono necessarie meno interazioni da valutare a livello di veicolo.

Nei casi in cui ciò è possibile, una soluzione di azionamento pre-certificata può rappresentare una base solida per il processo di verifica del produttore di AMR. Non sostituisce la validazione o la valutazione del rischio a livello di veicolo, ma può aiutare a snellire la documentazione e le prove relative alle interfacce dimostrando il comportamento di sicurezza dell'intero veicolo a un organismo notificato.

Un sistema di azionamento compatto altamente integrato occupa meno spazio e riduce il peso complessivo del veicolo, lasciando più spazio per batterie, sensori, carico e altri componenti essenziali. Combinando i componenti ad alta densità perfettamente abbinati tra loro, l'azionamento offre un'ottima efficienza e prestazioni eccellenti a fronte di un ingombro ridotto.

In questo modo aumenta l'efficienza energetica e i tempi di funzionamento tra una ricarica e l'altra e l'architettura di sistema complessiva risulta più semplice.

I sistemi di azionamento maxon sono modulari e altamente configurabili. Le modifiche standard possono accelerare i tempi di immissione sul mercato, mentre le varianti customizzate soddisfano i requisiti meccanici, elettrici e funzionali specifici dei singoli AMR.

I team di ingegneri maxon supportano il processo dal concept alla produzione, adattando l'azionamento per ruote all'architettura del veicolo e fornendo dati digitali di progettazione per l'integrazione, la verifica e la validazione.