Sistemas de acionamento para robôs móveis de logística

Uma roda motriz integrada da maxon é um subsistema de acionamento modular para robôs móveis autónomos (AMRs). Combina a roda, o motor, o redutor e o travão numa única unidade compacta e coordenada. Dependendo da configuração, pode ser combinado com componentes compatíveis da maxon de controlo de movimento e de segurança funcional no âmbito da arquitetura global do veículo.

A roda motriz fornece um binário elevado num formato compacto para a movimentação da carga útil e as manobras, enquanto o travão assegura paragens controladas e a manutenção da posição sob carga. O seu design modular proporciona aos engenheiros uma interface definida para adaptar o sistema de acionamento a diferentes plataformas de AMRs e requisitos de aplicação.

As opções de segurança podem incluir funções como Safe Torque Off (STO), Safe Brake Control (SBC), Safe Limited Speed (SLS) e Safe Stop 1 (SS1). O STO elimina o binário do motor; o SBC controla o travão; o SLS ajuda a manter o acionamento dentro de um limite de velocidade definido; e o SS1 leva o acionamento a uma paragem controlada. A integração destas funções no conceito do sistema de acionamento pode simplificar a arquitetura do veículo e apoiar uma abordagem de conceção mais consistente.
 

Os engenheiros necessitam de um sistema de acionamento que forneça o binário da roda, a capacidade de carga útil, a velocidade e o desempenho de travagem exigidos numa solução compacta e fiável. Os principais requisitos incluem a gama correta de tensão nominal, o diâmetro da roda, o binário contínuo e de pico da roda, a capacidade de carga radial, a capacidade do ciclo de operação e a vida útil prevista. O sistema deve também incluir ou suportar componentes essenciais, como um codificador para o controlo de movimento em malha fechada, um travão de retenção para paragens seguras sob carga e um controlador que se integre na arquitetura do veículo. As opções de comunicação, como CANopen e EtherCAT, são importantes para ligar o acionamento ao sistema de controlo do AMR, enquanto uma cablagem híbrida simplificada pode reduzir o esforço de instalação e aumentar a fiabilidade. Em aplicações críticas para a segurança, os engenheiros necessitam também de funções como Safe Torque Off e controlo seguro do travão para eliminar o binário do motor e manter o veículo imobilizado em segurança durante uma paragem. Uma roda motriz integrada ajuda a cumprir estes requisitos ao combinar o motor, o redutor, a roda, o travão e o sistema de feedback num único subsistema validado, reduzindo a complexidade da conceção, o tempo de colocação em serviço e o risco de integração. Todos estes aspetos são assegurados pela maxon.

A segurança funcional é um fator essencial porque um sistema de acionamento de um AMR tem de fazer mais do que apenas mover o robô. Tem também de conseguir abrandar, parar e manter a posição/velocidade em segurança perante alterações da carga útil, das condições de operação e das configurações do veículo.

Num sistema de acionamento integrado, a roda, o motor, o redutor e o travão são concebidos para funcionar em conjunto como parte de um subsistema definido. Isto facilita a integração do comportamento relacionado com a segurança na arquitetura global do veículo e a sua adaptação a diferentes plataformas de AMRs.

Funções como Safe Torque Off (STO), Safe Brake Control (SBC), Safe Limited Speed (SLS) e Safe Stop 1 (SS1) contribuem para um comportamento relacionado com a segurança mais previsível. O STO elimina o binário do motor; o SBC controla o travão; o SLS ajuda a manter o acionamento dentro de um limite de velocidade definido; e o SS1 leva o acionamento a uma paragem controlada. A integração destas funções no conceito do sistema de acionamento pode simplificar a arquitetura do veículo e apoiar uma abordagem de conceção mais consistente.

Um sistema de acionamento modular e integrado ajuda as equipas de engenharia a reutilizar funções comprovadas de movimento e de segurança em diferentes variantes de veículos. Isto reduz o esforço de integração, simplifica a validação e promove um processo de desenvolvimento mais consistente para AMRs que operam em ambientes logísticos dinâmicos.

Os sistemas de acionamento integrados reduzem a complexidade da validação da segurança ao reunir as principais funções relacionadas com a segurança, o controlo do motor e o comportamento da travagem num subsistema definido e documentado. Isto proporciona às equipas de engenharia interfaces mais claras e reduz o número de interações distintas que têm de ser avaliadas ao nível do veículo.

Sempre que aplicável, uma solução de acionamento pré-certificada pode fornecer uma base definida para o processo de verificação do fabricante do AMR. Não substitui a avaliação de riscos nem a validação ao nível do veículo, mas pode ajudar a reduzir o esforço de testagem e de documentação associado às interfaces ao demonstrar o comportamento relacionado com a segurança do veículo como um todo perante um organismo notificado.

Um sistema de acionamento compacto e altamente integrado ocupa menos espaço e reduz o peso total do veículo, deixando mais espaço para baterias, sensores, cargas úteis e outros componentes essenciais. Ao combinar componentes de elevada densidade de potência perfeitamente compatíveis entre si, a roda motriz proporciona maior eficiência e desempenho num espaço mais reduzido.

Isto melhora a eficiência energética, prolonga o tempo de operação entre carregamentos e simplifica a arquitetura global do sistema.

Os sistemas de acionamento da maxon são modulares e altamente configuráveis. As modificações padrão podem acelerar a entrada no mercado, enquanto as variantes personalizadas respondem aos requisitos mecânicos, elétricos e funcionais específicos de cada AMR.

As equipas de engenharia da maxon acompanham todo o processo, desde o conceito até à produção, adaptando o acionamento da roda à arquitetura do veículo e fornecendo dados digitais de conceção para integração, verificação e validação.