Sistema di rotazione per l'integrazione del controllo della piattaforma aerea

Che cos'è un sistema di rotazione?Si tratta di un'unità di rotazione compatta che integra in un unico gruppo un cuscinetto di rotazione, un gruppo di ingranaggi, un alloggiamento e un'interfaccia motore. Su una piattaforma elevatrice, aziona il braccio o la torretta.

Gli ingegneri addetti ai sistemi di controllo si trovano di fronte a un vero e proprio dilemma quando scelgono un azionamento di rotazione per le piattaforme aeree. Un rapporto di trasmissione più elevato offre una sensazione di maggiore stabilità, ma limita la velocità massima. Un ingranaggio più stretto garantisce una migliore precisione di tracciamento, ma richiede una messa a punto più accurata. La scelta meccanica sul disegno determina il limite massimo delle capacità del sistema di controllo.

Questo articolo è pensato per i team che hanno già selezionato un tipo di azionamento e ora devono validare il comportamento di rotazione del braccio prima del rilascio in produzione. Colleghiamo ogni parametro meccanico alle sensazioni percepite dall'operatore tramite il joystick. Inoltre, specifichiamo chiaramente dove terminano le nostre prove.

Cosa richiede il controller all'unità

Gli operatori valutano un sollevamento in base a quattro momenti: l'avvio, la fase di avanzamento lento, l'arresto e la fase di mantenimento. Un sistema di controllo può modellare il comando inviato, ma non può eliminare il gioco libero, l'elasticità accumulata o il ritardo di frenata introdotti dall'hardware.

La maggior parte degli impianti di sollevamento aggiunge un ulteriore livello di controllo. Due postazioni, una a terra e una nel cestello, possono comandare lo stesso asse di rotazione. Ciò significa che il sistema di azionamento deve comportarsi allo stesso modo indipendentemente da chi lo controlla.

Una nota sulle prove. La nostra raccolta di casi studio non include progetti con piattaforme aeree, pertanto questo articolo si basa su un'analisi applicativa generale e su uno scenario illustrativo chiaramente identificato. I casi documentati che citeremo in seguito provengono da altre macchine. Essi mostrano cosa hanno fatto i nostri azionamenti, non cosa faranno sul vostro braccio.

Come il rapporto di trasmissione, il gioco, la risposta del freno, il feedback dell'encoder e il passaggio di controllo influenzano la fluidità e l'overshoot

Questi cinque elementi interagiscono tra loro. Considera la tabella come una lista di controllo per la revisione del progetto, non come una classifica.

Fattore	Effetto sulla fluidità e sul superamento	Si adatta quando	Limite
rapporto di trasmissione	Un rapporto più elevato moltiplica la coppia del motore e riduce l'inerzia di carico che il motore "sente" del rapporto al quadrato. Il movimento a bassa velocità diventa più fluido e l'overshoot diminuisce.	Posizionamento ottimale con il cestello carico a portata massima.	Limita la velocità di uscita alla velocità massima del motore divisa per il rapporto. Verificare i tempi di ciclo target prima di aumentarla.
Gioco	Il gioco libero crea una zona morta durante l'inversione di direzione. Il controller non rileva alcun movimento, aumenta il comando, quindi il carico salta. Ciò causa oscillazioni e un "tonfo" percepito.	Posizionamento in prossimità di strutture, frequenti inversioni di marcia	Un gioco inferiore non risolve il problema della flessione del braccio. Una maglia più stretta aumenta anche l'attrito. Verificare il valore effettivo sul disegno.
Risposta del freno	Se il freno si aziona prima che la velocità raggiunga zero, l'arresto è brusco. Se si aziona in ritardo, il braccio supera il punto di arresto. La temporizzazione della frenata deve essere sincronizzata con la rampa di decelerazione.	Qualsiasi ascensore che deve mantenere la posizione in caso di interruzione di corrente.	Il bloccaggio automatico dipende dall'angolo di innesto e dal rapporto di trasmissione. Non datelo per scontato. Un sistema di bloccaggio automatico non garantisce comunque un arresto dolce.
Feedback dell'encoder	Un encoder lato motore fornisce un anello di velocità preciso, ma non può rilevare il gioco meccanico o la torsione del braccio. Un encoder lato uscita rileva la posizione reale, ma introduce un ritardo che può destabilizzare l'anello.	Encoder motore per la velocità, encoder di uscita per i limiti di posizione e i controlli di handover.	La messa a punto del doppio circuito richiede tempo al banco di prova. Il sensore necessita inoltre di una sigillatura che corrisponda al grado di protezione dall'ingresso di agenti esterni dell'unità.
Passaggio di consegne tra terra e piattaforma	Se le due stazioni inviano comandi diversi allo scambio, l'asse rileva uno scalino. Risultato: uno scatto o un breve superamento del valore iniziale.	Sollevatori a doppio comando	La logica di handover risiede nel controller, non nell'azionamento. L'hardware non può risolvere un problema di commutazione.

Lettura pratica della tabella

• Imposta prima il rapporto.Tutto il resto viene regolato di conseguenza. Una modifica del rapporto in una fase avanzata del progetto impone una nuova fase di regolazione.
• Considera le reazioni negative come un budget.Il gioco libero totale comprende l'ingranamento, il gioco dei cuscinetti e la rigidità di montaggio. L'ingranamento è solo una parte.
• Collegare la fasatura della frenata alla rampa.Scrivi entrambi i numeri sullo stesso foglio di prova.
• Definisci una regola di passaggio di consegne.Ad esempio, imposta il comando a zero sull'interruttore, quindi aumentalo gradualmente. Esegui una prova con entrambe le stazioni.

Abbinamento del tipo di azionamento alla strategia di controllo

Una volta che conosci la strategia di controllo, il tipo di ingranaggio ne consegue. Il nostroUnità di rotazione del veicolo da lavoro aereoEManlift Slew DriveLe pagine riguardano la categoria. La tabella sottostante riguarda il lato di controllo.

Tipo di azionamento	Utilizzo documentato nei nostri casi	Implicazioni di controllo	Verifica prima di impegnarti
Trasmissione a vite senza fine(verme singolo)	WEA9-62-25HR per gru portuali: precisione di tracciamento ≤0,15°, IP65, autobloccante	Può mantenere la posizione anche senza alimentazione, quindi la logica di frenata è più semplice	Gli ingranaggi a vite senza fine in genere funzionano con un'efficienza inferiore rispetto agli ingranaggi a denti dritti. Verificare la temperatura durante il ciclo di lavoro.
Doppia trasmissione a vite senza fine	WED14-86-25BHR.5 per macchine a pinza forestale: precisione ≤0,13°	Adatto a obiettivi di posizionamento più precisi	Verificare l'ingombro, il montaggio e la coppia di serraggio rispetto alla torretta.
Trasmissione a ingranaggi cilindrici	SP-I 0841-32.1 per piattaforme girevoli automatizzate; unità SP-I per inseguitori solari	In genere non è autobloccante, quindi il freno ha la funzione di tenuta e deve essere dimensionato di conseguenza.	Non è una soluzione adatta se il braccio può far ruotare il motore all'indietro e non si dispone di un freno di dimensioni adeguate.

Per la maggior parte dei bracci di sollevamento, inizieremmo la discussione con un design a vite senza fine autobloccante. Il motivo è semplice: una perdita di potenza non dovrebbe consentire al braccio di spostarsi. Se il vostro team di controllo necessita del posizionamento più preciso, chiedete informazioni sull'opzione a doppia vite senza fine.WED Slew Drivela pagina elenca quella serie.

Cosa dimostrano i nostri casi e cosa non dimostrano

Si tratta di progetti documentati. Nessuno di essi è una piattaforma aerea.

• Produttore sudcoreano di attrezzature portuali:20 unità di riduttori a vite senza fine WEA9-62-25HR per sistemi di gru portuali. Specifiche registrate: precisione di inseguimento ≤0,15°, grado di protezione IP65, autobloccante.
• Produttore di attrezzature forestali della Columbia Britannica:30 unità di riduttori a doppia vite senza fine WED14-86-25BHR.5 per pinze forestali, con precisione ≤0,13°.
• Produttore di apparecchiature per l'automazione con sede a Manchester:100 unità di SP-I 0841-32.1 per sistemi di piattaforme girevoli automatizzate.
• Produttore di macchinari per l'ingegneria a Houston:150 unità di riduttori a doppia vite senza fine WED17-104-25HR per sistemi di sterzo a ruote per impieghi gravosi.

Ciò che le prove confermano: questi modelli di azionamento sono stati costruiti e consegnati in serie con la precisione e la tenuta dichiarate. Ciò che le prove non confermano: qualsiasi affermazione su come si comporterebbero su un braccio con cestello, carico del vento e due postazioni di comando.

I dati di precisione si riferiscono a quelle macchine e ai loro sistemi di controllo. Non sono una garanzia per le vostre. Una diversa lunghezza del braccio, un diverso carico utile o un diverso posizionamento dell'encoder modificano il risultato, quindi validate i dati sul vostro prototipo.

Scenario esemplificativo: convalida della rotazione del braccio prima del rilascio

Questa è una sequenza illustrativa, non un progetto completato per un cliente. Mostra come un team di controllo potrebbe testare un azionamento preselezionato su un banco di prova o su un primo prototipo.

1. Correggi il profilo di velocità.Annotare la velocità di rotazione massima, il tempo di accelerazione e il tempo di decelerazione che l'operatore dovrebbe percepire.
2. Prova prima senza scaricare nulla.Eseguire inversioni lente per rilevare eventuali giochi. Registrare il comando e la posizione sulla stessa base temporale.
3. Aggiungere il carico nominale alla massima estensione.Ripetere la prova di arresto a bassa e alta velocità. Registrare la distanza percorsa dal braccio oltre il bersaglio.
4. Cronometra la frenata.Confronta il punto di regolazione del freno con il punto in cui la velocità raggiunge lo zero. Regola fino a quando non coincidono.
5. Verifica il passaggio di consegne.Passa dalla modalità a terra a quella a piattaforma mentre l'asse è fermo, poi mentre è in movimento. Cerca un passaggio nel comando.
6. Ciclo per il riscaldamento e la ripetibilità.Eseguire un lungo ciclo di lavoro. Verificare che la posizione di arresto e il comportamento dei freni non subiscano variazioni.

Nelle mie revisioni di progetto nel corso degli anni, il test di arresto sotto carico a massima estensione ha individuato più problemi di qualsiasi altro singolo passaggio. Fatelo fin da subito.

Errori comuni nell'integrazione

• Scelta del rapporto basata esclusivamente sulla coppia del motore.Verifica anche la velocità e l'inerzia riflessa.
• Citando le critiche sull'equipaggiamento come totale libertà di gioco.Il gioco dei cuscinetti e la flessibilità di montaggio contribuiscono ad aumentare il problema.
• Presupponendo un funzionamento "autobloccante" senza verifica.Confermare il rapporto esatto e le condizioni di vibrazione.
• Posizionare l'unico encoder sul motore.In questo modo non è possibile vedere la posizione reale del braccio.
• Test del passaggio di consegne solo a veicolo fermo.Il passaggio di consegne in movimento rivela il passaggio di comando.
• Accordatura su un banco scarico e rilascio.Il carico modifica la risposta, quindi esegui nuovamente il test con il payload.

Confini e input necessari per valutare il tuo boom

L'approccio descritto in questo articolo è valido quando si dispone di un tipo di azionamento preselezionato, di un profilo di velocità definito e di un prototipo o di un banco di prova. Non sostituisce tuttavia tali test. Inoltre, non si applica se la logica di frenatura, codifica o di handover non è ancora definita, poiché in tal caso l'azionamento non può essere valutato singolarmente.

Tra gli elementi aperti che non possiamo definire da qui figurano il budget esatto per il gioco meccanico, la distanza di arresto richiesta e il ciclo di lavoro. Trattate ciascuno di essi come un'attività di verifica.

Per valutare un'altra candidatura, inviateci questa lista di controllo:

• Carico utile nominale e portata massima
• Velocità di rotazione massima e tempi di rampa
• Momento ribaltante e carichi assiali/radiali sulla torretta
• Tolleranza di posizione di arresto al cestello
• Tipo di freno e posizione dell'encoder
• Numero di stazioni di controllo e regola del passaggio di consegne
• Ambiente, inclusi lavaggi, polvere o esposizione costiera

Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. è certificata ISO 9001:2015. I nostri azionamenti di rotazione sono disponibili con grado di protezione fino a IP66 e classificazione anticorrosione fino a C4H. Ogni cuscinetto di rotazione che produciamo supera l'ispezione tridimensionale CMM e i test di carico dinamico, e offriamo una garanzia di qualità estesa di 2 anni. Vedi il nostroControllo qualità dell'azionamento di rotazionepagina per i dettagli.

Nei tempi previsti: inviamo una proposta tecnica entro 24 ore e rispondiamo alle domande tecniche entro 48 ore. I prodotti standard partono da un MOQ di 1 set.Unità di rotazione personalizzataSi parte da 5 set, con prototipazione rapida in 3 giorni e un ciclo di produzione standard di 9 giorni. Inviaci i dati del tuo braccio e li mapperemo a un azionamento e a un piano di test.