Vai AGV var paļauties uz STO bez mehāniskām bremzēm?

Automātiskie vadāmie transportlīdzekļi (AGV) ir būtiski mūsdienu materiālu apstrādei, viedai noliktavām un rūpnieciskajai automatizācijai. Tā kā AGV sistēmas kļūst kompaktākas, energoefektīvākas un viedākas, inženieri arvien vairāk novērtē integrētās motora vadības tehnoloģijas, lai vienkāršotu piedziņas arhitektūru un uzlabotu darbības drošību. Viens svarīgs jautājums ir, vai AGV var paļauties uz Safe Torque Off (STO) bez mehāniskām bremzēm.

Atbilde ir atkarīga no AGV mehāniskās konstrukcijas, darbības vides, apstāšanās prasībām un funkcionālās drošības arhitektūras. STO var neļaut motoram radīt griezes momentu, taču tas aktīvi nebremzē motoru un negarantē, ka kustīgs AGV nekavējoties apstāsies. Kad transportlīdzeklis brauc pa nogāzi, pārvadā smagu kravu vai darbojas vidē, kur nekontrolēta kustība rada apdraudējumu, var būt nepieciešama mehāniska bremze vai cits konstruēts apturēšanas mehānisms.

Lai noteiktu, vai AGV var droši darboties bez mehāniskām bremzēm, mums ir jānošķir griezes momenta noņemšana, kontrolēta ātruma samazināšana un mehāniskā turēšana. Mums arī jāapsver, kā integrētie servomotori, drošības kontrolieri un avārijas apturēšanas sistēmas darbojas kopā, lai aizsargātu cilvēkus, aprīkojumu un transportējamās preces.

Kas ir drošs griezes moments (STO) AGV?

Droša griezes momenta izslēgšana (STO) ir funkcionāla drošības funkcija, kas integrēta daudzās servo piedziņās un motora vadības sistēmās. Automātiski vadāmā transportlīdzeklī (AGV) STO neļauj motora piedziņai radīt griezes momentu, kad tiek konstatēts ar drošību saistīts stāvoklis, tādējādi palīdzot samazināt bīstamas kustības risku.

STO ir īpaši svarīga AGV lietojumos, kur autonomai navigācijai, šķēršļu noteikšanai un avārijas apstāšanās funkcijām ir jādarbojas kopā, lai aizsargātu operatorus, aprīkojumu un transportējamos materiālus. Kad drošības kontrolieris aktivizē STO, diskdzinis atspējo griezes momenta radīšanas spēju, izmantojot norādīto drošības shēmu. Tomēr STO aktīvi nebremzē motoru un negarantē, ka AGV nekavējoties apstāsies. Transportlīdzeklis var turpināt kustību inerces, ārēju spēku vai gravitācijas dēļ, īpaši braucot uz nogāzes.

Kā STO darbojas AGV piedziņas sistēmā?

Tipiskā AGV kustības kontroles sistēma apvieno vairākas sastāvdaļas, lai pārvaldītu kustību un drošību:

• Drošības kontrolieris: uzrauga ar drošību saistītās ievades, piemēram, avārijas apturēšanas pogas un aizsargskenera signālus, un sāk nepieciešamo drošības reakciju.

• Integrēts servomotors: ģenerē griezes momentu, kas nepieciešams AGV paātrinājumam, palēninājumam un braukšanai.

• STO drošības ķēde: atspējo piedziņas spēju radīt motora griezes momentu, kad ir aktivizēta STO funkcija.

• Avārijas apturēšanas sistēma: uzsāk ar drošību saistītu apturēšanu, ja rodas bīstama situācija vai operators pieprasa avārijas apturēšanu.

• Mehāniskās bremzes, ja nepieciešams: nodrošina fizisku bremzēšanas vai turēšanas spēju, lai novērstu nekontrolētu kustību noteiktos apstākļos.

Normālas darbības laikā servo piedziņa regulē motora griezes momentu un ātrumu, lai uzturētu AGV pavēlēto kustību. Kad tiek iedarbināta STO, piedziņa novērš turpmāku griezes momenta veidošanos neatkarīgi no parastajām kustības komandām. Transportlīdzekļa faktiskā apstāšanās darbība ir atkarīga no tā esošā impulsa, piedziņas pretestības, bremžu mehānismiem un darbības vides.

Piemēram, AGV, kas pārvietojas pa līdzenu noliktavas eju, pēc STO aktivizēšanas var pakāpeniski palēnināties rites pretestības dēļ. Tomēr AGV, kas brauc lejup no kalna, var turpināt kustību gravitācijas ietekmē, ja nav pieejams piemērots bremzēšanas mehānisms.

Kāda ir atšķirība starp STO un mehānisko bremzi?

Lai gan STO un mehāniskās bremzes veicina mašīnas drošību, tās veic dažādas funkcijas.

STO nav tiešs mehānisko bremžu aizstājējs. Ja AGV ir jāsaglabā sava pozīcija uz rampas, jānovērš kustība pēc jaudas zuduma vai jāapstājas noteiktā attālumā, inženieriem ir jāizvērtē, vai ir nepieciešama mehāniskā bremze vai cits piemērots bremzēšanas risinājums.

Kāpēc STO ir svarīga AGV drošībai?

STO nodrošina svarīgu drošības funkciju automatizētās materiālu apstrādes sistēmās, jo tas palīdz novērst neparedzētu motora griezes momentu, kad rodas bīstami apstākļi. Ja tas ir pareizi integrēts AGV drošības arhitektūrā, tas var samazināt paļaušanos uz parastajām kustības vadības komandām griezes momenta noņemšanas funkcijai.

Tomēr visa AGV drošība ir atkarīga ne tikai no piedziņas STO iespējām. Inženieriem ir jānovērtē bremzēšanas ceļš, transportlīdzekļa ātrums, maksimālā kravnesība, grīdas apstākļi, darbība slīpumā un jaudas zuduma iespēja. Dizainā jāņem vērā arī sensoru, drošības kontrolieru un piedziņas sistēmu reakcijas laiks.

Attiecībā uz AGV, kas darbojas personāla tuvumā vai pārvadā smagas kravas, STO jāuzskata par vienu no pilnīgas funkcionālās drošības stratēģijas sastāvdaļām, nevis kā atsevišķu risinājumu transportlīdzekļa apturēšanai un turēšanai.

Izvēloties integrētu servomotoru AGV, mēs iesakām pārbaudīt piedziņas STO ieviešanu, pārskatīt ražotāja drošības dokumentāciju un noteikt, vai ir nepieciešamas papildu bremzēšanas funkcijas, lai izpildītu lietojumprogrammas apstāšanās un turēšanas prasības.

BESFOC Integrētie līdzstrāvas servomotori   produkti

BESFOC Integrētie Stepper servomotori   produkti

Besfoc integrētā servomotoru sistēma Pielāgots pakalpojums

Besfoc integrētā servomotoru sistēma Pielāgots pakalpojums

Vai AGV var paļauties uz STO bez mehāniskām bremzēm?

AGV potenciāli var darboties bez mehāniskām bremzēm, bet tikai tad, ja tā riska novērtējums un sistēmas dizains parāda, ka no tā izrietošā apstāšanās un turēšanas darbība ir pieņemama visos attiecīgajos ekspluatācijas apstākļos.

Mehānisko bremžu neesamība automātiski nepadara AGV nedrošu. Dažas zema ātruma un zema riska lietojumprogrammas var būt izstrādātas, pamatojoties uz kontrolētu palēninājumu, pasīvo pretestību un apstiprinātu drošības stratēģiju. Tomēr paļaušanās tikai uz STO rada ierobežojumus, kas ir jārisina.

Darbs bez mehāniskās bremzes var būt pieņemams

AGV bez bremzēm var apsvērt, ja ir izpildīti šādi nosacījumi:

1. AGV darbojas uz līdzenas virsmas.

Transportlīdzeklim, kas darbojas uz līdzenas, kontrolētas rūpnīcas grīdas, pēc griezes momenta noņemšanas var būt mazāks nekontrolētas kustības risks nekā transportlīdzeklim, kas darbojas uz slīpas virsmas. Tomēr joprojām ir jānovērtē atlikušais impulss, grīdas piesārņojums, riteņu berze un ārējie stumšanas spēki.

2. Transportlīdzeklis darbojas ar salīdzinoši mazu ātrumu.

Zemāks darbības ātrums parasti samazina kinētisko enerģiju un var atvieglot apstāšanās problēmas pārvaldību. Tomēr mazs ātrums vien nenorāda, ka STO bez bremzēšanas ir droša.

3. Pieteikumam nav nepieciešama pozitīva turēšana.

Ja AGV nav jāsaglabā pozīcija pret gravitāciju vai citiem ārējiem spēkiem ar drošību saistītas apstāšanās laikā, mehāniskā turēšanas bremze var nebūt nepieciešama. Šis nosacījums ir jāpārbauda, ​​nevis jāpieņem.

4. Apstāšanās ceļš paliek pieejamās drošības robežās.

Pilnīga apstāšanās darbība ir jāizvērtē, salīdzinot ar AGV maksimālo atļauto braukšanas attālumu pēc drošības prasības. Konstrukcijā jāņem vērā noteikšanas aizkave, kontrollera reakcija, piedziņas reakcija, transportlīdzekļa inerce, lietderīgā slodze un pieejamie bremzēšanas spēki.

5. Ir pieejams piemērots alternatīvs apturēšanas mehānisms.

Apstiprināta ar drošību saistīta kontrolēta apstāšanās, atsevišķa bremžu sistēma vai cita konstruēta iekārta var nodrošināt nepieciešamo apstāšanās veiktspēju. Konstrukcijai jānodrošina, lai griezes momenta noņemšana neatstātu AGV nekontrolējamā vai bīstamā stāvoklī.

Pat tad, ja šķiet, ka šie nosacījumi ir izpildīti, mums ir jāpārbauda sistēma paredzamos kļūmes apstākļos un sliktākajos darbības apstākļos.

Kad AGV nevajadzētu paļauties tikai uz STO

Mehāniskā bremze vai cits piemērots bremzēšanas risinājums parasti ir nepieciešams, ja AGV ir jāapstājas vai jāpaliek nekustīgam apstākļos, kurus STO nevar droši novērst.

Galvenais princips ir tāds, ka STO var būt pietiekams konkrētai griezes momenta noņemšanas drošības funkcijai, bet ne vienmēr ir pietiekama AGV pilnīgas apturēšanas un turēšanas prasībām.

Vai STO var aizstāt avārijas apturēšanas funkciju AGV?

Nē. STO ir piedziņas drošības funkcija, savukārt avārijas apturēšana ir ar drošību saistīta komanda vai funkcija, kas paredzēta, lai bīstamu mašīnas darbību nodrošinātu drošā stāvoklī.

Avārijas apturēšanas sistēma var izmantot STO kā daļu no tās ieviešanas, taču nepieciešamā apstāšanās darbība ir atkarīga no lietojuma un riska novērtējuma.

Īpaši svarīgas ir divas bieži norādītas apstāšanās kategorijas.

0. kategorijas apturēšana: tūlītēja griezes momenta noņemšana

0 kategorijas apturēšana ietver apturēšanu, nekavējoties atslēdzot strāvas padevi mašīnas izpildmehānismiem, un apstāšanās tiek panākta, atņemot enerģiju, nevis ar kontrolētu palēninājuma secību.

Piedziņā, kas ievieš STO, STO funkciju var izmantot, lai sasniegtu vajadzīgo griezes momenta noņemšanas darbību.

Kustīgam AGV transportlīdzeklis var brīvi nolaisties, līdz tas apstājas. Ja šis bremzēšanas ceļš ir nepieņemams, ar griezes momenta noņemšanu vien nepietiek.

1. kategorijas apstāšanās: kontrolēts palēninājums, kam seko griezes momenta noņemšana

1. kategorijas apturēšana ietver kontrolētu apturēšanas procesu, kam seko strāvas padeves pārtraukšana izpildmehānismiem.

Piemēram, AGV vispirms var samazināt ātrumu, izmantojot savu motora piedziņu, un pēc tam aktivizēt STO, sasniedzot drošu apstāšanās stāvokli vai pabeidzot paredzēto palēninājuma secību.

Šī pieeja var samazināt bremzēšanas ceļu un uzlabot paredzamību, ja kontrolētās apstāšanās funkcija un ar tās drošību saistītā ieviešana atbilst lietojumprogrammas prasībām.

Precīzai arhitektūrai jābūt izstrādātai un apstiprinātai saskaņā ar piemērojamajiem mašīnu drošības standartiem, tostarp attiecīgajiem IEC 60204-1 un ISO 13850 noteikumiem.

Svarīgi, ka parastā programmatūras apturēšana, kam seko STO, nav automātiski jāuzskata par drošu, kontrolētu apturēšanu. Ja pati kontrolētā ātruma samazināšana ir drošībai kritiska, ir vajadzīga atbilstoši izstrādāta un apstiprināta drošības funkcija.

Kā aprēķināt AGV bremzēšanas ceļu bez mehāniskās bremzes

Novērtējot AGV bez mehāniskām bremzēm, bremzēšanas ceļš ir kritisks faktors, lai noteiktu, vai tikai STO var izpildīt lietojumprogrammas drošības prasības. Tā kā STO noņem motora griezes momentu, aktīvi nebremzējot transportlīdzekli, AGV var turpināt kustību inerces, rites pretestības vai gravitācijas dēļ.

Galvenie faktori, kas ietekmē AGV apstāšanās distanci

Vairāki faktori ietekmē to, cik tālu AGV nobrauc pēc STO aktivizēšanas:

• Transportlīdzekļa ātrums: Lielāks ātrums parasti rada garāku bremzēšanas ceļu.

• Kopējā masa: smagāka AGV vai lietderīgā krava palielina kinētisko enerģiju.

• Sistēmas reakcijas laiks: transportlīdzeklis turpina braukt, kamēr reaģē sensori, drošības kontrolleri un piedziņa.

• Grīdas apstākļi: Virsmas berze un riteņu pretestība ietekmē pasīvo palēninājumu.

• Darbības slīpums: gravitācija var pagarināt bremzēšanas ceļu vai izraisīt AGV paātrināšanos lejup.

Kā aprēķināt apstāšanās attālumu

Praktiskajā aplēsē jāiekļauj divi komponenti: attālums, kas nobraukts sistēmas reakcijas laikā, un attālums, kas nobraukts, kamēr AGV nobrauc no krasta līdz apstāšanās brīdim.

Piemēram, apsveriet AGV, kas pārvietojas ar ātrumu 1,5 m/s ar sistēmas reakcijas laiku 0,15 sekundes. Šajā reakcijas periodā transportlīdzeklis nobrauc aptuveni 0,23 metrus.

Ja AGV pēc tam palēninās ar pieņemto ātrumu 0,3 m/s² pasīvās pretestības dēļ tas var nobraukt vēl 3,75 metrus pirms apstāšanās. Tādējādi paredzamais kopējais apstāšanās ceļš ir aptuveni 4 metri.

Šis piemērs ir tikai ilustratīvs. Faktiskais bremzēšanas ceļš ir atkarīgs no transportlīdzekļa konstrukcijas, kravnesības, grīdas apstākļiem, piedziņas pretestības un ekspluatācijas vides. Pasīvais palēninājums ir jāmēra un jāapstiprina sliktākajos apstākļos, nevis jāpieņem, ka tas paliek nemainīgs.

Kā inženieri var uzlabot apstāšanās drošību?

Projektējot AGV bez mehāniskām bremzēm, inženieriem ir jāpārbauda sliktākais bremzēšanas ceļš un jānodrošina pietiekams aizsargattālums. Ja pasīvais palēninājums nevar nodrošināt nepieciešamo apstāšanās veiktspēju, iespējamie risinājumi ietver maksimālā braukšanas ātruma samazināšanu, apdraudējumu agrāku noteikšanu, piemērotas kontrolētas apturēšanas funkcijas ieviešanu vai atbilstoša bremzēšanas mehānisma pievienošanu.

Galvenais princips ir tāds, ka STO aptur griezes momenta veidošanos, nevis transportlīdzekļa kustību. Drošai AGV konstrukcijai ir jāņem vērā nobrauktais attālums pēc STO aktivizēšanas un jānodrošina, ka nekontrolēta ripošana vai ripošana nerada nepieņemamu risku.

Kā integrētais servomotors ietekmē AGV bremžu dizainu?

Integrētie servomotori apvieno motoru ar saistīto piedziņas elektroniku un, atkarībā no izstrādājuma, atgriezeniskās saites ierīces un sakaru saskarnes. Šī arhitektūra var vienkāršot AGV piedziņas konstrukciju, samazinot ārējo vadu un atsevišķu komponentu skaitu.

Tomēr motora integrācija neizslēdz nepieciešamību neatkarīgi novērtēt bremzēšanas un funkcionālo drošību.

Izvēloties integrētu servomotoru AGV, mēs iesakām pārbaudīt šādus faktorus.

Integrēta STO iespēja

Pārbaudiet, vai disks atbalsta STO un vai tā ieviešana ir piemērota nepieciešamajai drošības funkcijai.

Pārskatiet ražotāja drošības dokumentāciju, tostarp piemērojamo drošības integritātes informāciju, diagnostikas pārklājumu, reakciju uz kļūmēm un uzstādīšanas prasības.

Nedomājiet, ka katrā integrētajā servomotorā ir sertificēts STO tikai tāpēc, ka tajā ir piedziņa.

Mehānisko bremžu saderība

Nosakiet, vai motoru var piegādāt ar turēšanas bremzi vai savienot ar ārēju bremžu mehānismu.

Bremzes jāizvēlas atbilstoši vajadzīgajam noturēšanas momentam, vārpstas ātrumam, ieslēgšanās biežumam, termiskajiem ierobežojumiem un piedziņas konfigurācijai.

Ar riteņu piedziņas AGV inženieriem ir jānovērtē visa mehāniskā transmisija, nevis jāpaļaujas tikai uz motora vārpstas bremžu nominālu.

Griezes momenta un ātruma raksturlielumi

Motoram jānodrošina pietiekams nepārtraukts un maksimālais griezes moments paātrinājumam, braukšanai un palēninājumam.

Ja nepieciešama kontrolēta apstāšanās, piedziņai jānodrošina arī atbilstoša palēninājuma veiktspēja tās elektriskajās, termiskajās un mehāniskajās robežās.

Mazizmēra motoram var būt grūti sasniegt nepieciešamo apstāšanās profilu, jo īpaši, ja transportlīdzeklis pārvadā smagu kravu vai brauc pa slīpumu.

Komunikācijas un drošības integrācija

AGV bieži izmanto rūpnieciskos sakaru tīklus, lai koordinētu navigācijas, kustības kontroles un uzraudzības komandas.

Tomēr parastajām sakaru komandām netiek automātiski piešķirts drošības līmenis. Drošības sistēmai ir jāizmanto piemēroti ar drošību saistīti signāli, aparatūra vai sertificēti drošības sakaru mehānismi, ja to prasa konstrukcija.

Sakaru kļūme ir jārisina saskaņā ar sistēmas drošības prasībām, nevis jāpaļaujas tikai uz parastu apturēšanas komandu.

Kompaktums pret funkcionālo drošību

Integrētie servomotori var samazināt uzstādīšanas vietu, vienkāršot kabeļu maršrutēšanu un racionalizēt nodošanu ekspluatācijā. Šīs priekšrocības ir īpaši noderīgas kompaktajiem AGV, kas darbojas šaurās noliktavu ejās.

Tomēr mazākais piedziņas risinājums ne vienmēr ir drošākais vai piemērotākais.

Kompakts integrēts servomotors ar STO var būt piemērots vienai AGV konstrukcijai, savukārt citam transportlīdzeklim var būt nepieciešama papildu bremze, kontrolētas apturēšanas funkcija vai īpaša bremžu apakšsistēma.

Galīgā atlase jābalsta uz apstiprinātām lietojumprogrammu prasībām, nevis tikai uz komponentu integrāciju.

Kas notiek, ja AGV zaudē jaudu bez mehāniskās bremzes?

Kad automātiskais vadāmais transportlīdzeklis (AGV) zaudē jaudu bez mehāniskām bremzēm, tā motors var vairs nenodrošināt kontrolētu griezes momentu, taču transportlīdzeklis ne vienmēr apstājas nekavējoties. AGV var turpināt kustību inerces vai smaguma spēka ietekmē, atkarībā no tā ātruma, kravnesības, piedziņas pretestības un darbības vides.

AGV ražotājiem ir svarīgi izprast jaudas zudumu, novērtējot drošu griezes momentu (STO), izvēloties integrētos servomotorus un izstrādājot uzticamu drošības sistēmu.

Jaudas zudums uz līdzenas virsmas

Kad AGV zaudē jaudu uz līdzenas grīdas, tas var pakāpeniski palēnināties riteņu berzes, rites pretestības un piedziņas pretestības dēļ. Tomēr šie spēki atšķiras atkarībā no grīdas apstākļiem, riteņu materiāliem, transportlīdzekļa masas un mehāniskās konstrukcijas.

Bez mehāniskās bremzes AGV bremzēšanas ceļš var būt neparedzams. Ja transportlīdzeklis darbojas šaurā ejā vai personāla tuvumā, turpinot kustību pēc jaudas zuduma, var rasties sadursmes vai saspiešanas risks.

Strāvas zudums uz slīpas virsmas

AGV, kas darbojas uz rampas, ir pakļauts lielākam riskam, jo ​​gravitācijas dēļ tas var turpināt kustību vai paātrināties lejup pēc motora griezes momenta zuduma.

Jo smagāks ir AGV un tā krava, jo lielāks gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz transportlīdzekli pa slīpumu. Bez pietiekama bremzēšanas vai turēšanas spēka transportlīdzeklis var nekontrolējami ripot.

Šī iemesla dēļ AGV, kas darbojas uz rampām vai slīpām virsmām, bieži vien ir nepieciešama piemērota mehāniskā bremze vai cits konstruēts risinājums, lai novērstu netīšu kustību.

Jaudas zudums, pārvadājot smagu kravu

Liela kravnesība palielina AGV kopējo kustības masu un kinētisko enerģiju, potenciāli palielinot bremzēšanas ceļu. Tāpēc pēkšņs jaudas zudums var radīt papildu riskus, tostarp sadursmes, kravas pārvietošanos un transportējamo preču bojājumus.

Inženieriem ir jānovērtē jaudas zuduma scenāriji pie maksimālās lietderīgās slodzes un maksimālā darbības ātruma, nevis jāpaļaujas tikai uz testiem, kas veikti ar neizkrautu transportlīdzekli.

Kā inženieri var samazināt strāvas zuduma risku?

Projektējot AGV bez mehāniskām bremzēm, iesakām izvērtēt šādus faktorus:

• Apstāšanās ceļš: pārbaudiet, cik tālu transportlīdzeklis nobrauc pēc jaudas zuduma sliktākajos ekspluatācijas apstākļos.

• Darbība slīpumā: nosakiet, vai gravitācija var izraisīt neparedzētu kustību.

• Kravas ietilpība: novērtējiet apstāšanās veiktspēju pie maksimālās nominālās slodzes.

• Drošības arhitektūra: apstipriniet, ka STO un citas drošības funkcijas novērš identificētos apdraudējumus.

• Turēšanas prasības: nosakiet, vai ir nepieciešama mehāniskā bremze vai cits piemērots mehānisms, lai AGV noturētu nekustīgu.

Ja AGV ir jāiztur kustība pēc jaudas zuduma, bremzes ar atsperi var būt piemērotas. Tomēr tā noturēšanas griezes moments, ieslēgšanās laiks un dinamiskās bremzēšanas spēja ir jāpārbauda paredzētajam lietojumam.

Galvenais ir tas, ka jaudas zudums negarantē, ka AGV droši apstāsies. STO novērš motora griezes momenta veidošanos, kad tas ir aktivizēts, bet tas neizkliedē kinētisko enerģiju vai neatkarīgi novērš gravitācijas virzītu kustību. Uzticamai AGV konstrukcijai ir jāņem vērā gan apstāšanās veiktspēja, gan stacionāra turēšana, lai nodrošinātu drošu darbību paredzamos bojājumu apstākļos.

Kā izvēlēties tikai STO un STO ar mehānisko bremzi

Atbilstošā konfigurācija ir atkarīga no AGV kustības profila, riska novērtējuma, mehāniskās konstrukcijas un apstāšanās prasībām.

Tabulā ir izcelts svarīgs punkts: mehāniskās bremzes pievienošana automātiski nepadara AGV drošu. Bremzes ir pareizi jāizvēlas, jāuzstāda, vajadzības gadījumā jāuzrauga un jāiekļauj vispārējā drošības stratēģijā.

Tāpat bremzes izlaišana ir pieņemama tikai tad, ja pilnīga konstrukcija nodrošina nepieciešamo riska samazināšanas līmeni.

AGV STO standarti un funkcionālās drošības apsvērumi

AGV ražotājiem un sistēmu integratoriem, izstrādājot uz STO balstītas apturēšanas sistēmas, jāizvērtē attiecīgie mašīnu drošības standarti.

Var būt svarīgi vairāki standarti atkarībā no iekārtas arhitektūras, paredzētā lietojuma un jurisdikcijas.

• IEC 61800-5-2: pievēršas funkcionālās drošības prasībām regulējama ātruma elektriskās piedziņas sistēmām, tostarp ar drošību saistītām piedziņas funkcijām, piemēram, STO un drošas apturēšanas funkcijām.

• IEC 60204-1: attiecas uz mašīnu elektroiekārtām, tostarp prasībām, kas attiecas uz mašīnas apturēšanu un elektrisko drošību.

• ISO 13850: nosaka principus avārijas apturēšanas funkciju projektēšanai.

• ISO 13849-1: nodrošina metodiku ar drošību saistītu vadības sistēmu daļu projektēšanai un novērtēšanai, izmantojot veiktspējas līmeņus.

• IEC 61508: nodrošina vispārīgu ietvaru elektrisko, elektronisko un programmējamo elektronisko ar drošību saistīto sistēmu funkcionālajai drošībai.

• ISO 3691-4: attiecas uz drošības prasībām un pārbaudēm bezvadītāja industriālajiem kravas automobiļiem un to sistēmām, tostarp daudzām AGV un autonomām mobilo robotu lietojumprogrammām.

Piemērojamās prasības ir atkarīgas no konkrētās transportlīdzekļa kategorijas, darbības vides un sistēmas konstrukcijas. Inženieriem vajadzētu iepazīties ar attiecīgo standartu pašreizējiem izdevumiem un noteikt, kuri noteikumi attiecas uz to piemērošanu.

STO sertifikācija neapstiprina visu AGV

Piedziņa ar sertificētu STO var nodrošināt noteiktu drošības funkciju, taču tās sertifikācija automātiski nenosaka, ka AGV kopumā atbilst tā drošības prasībām.

Pilnajā drošības novērtējumā jāņem vērā apdraudējuma noteikšana, drošības loģika, komunikācija, piedziņas reakcija, mehāniskā darbība un no tā izrietošais riska samazinājums.

Piemēram, STO funkcija var atbilst noteiktajām veiktspējas prasībām, kamēr transportlīdzeklis pēc griezes momenta noņemšanas joprojām brauc pārāk tālu, lai izvairītos no sadursmes.

Tāpat sertificēta STO ķēde nevar novērst gravitācijas izraisītu kustību, ja mehāniskajai sistēmai nav atbilstošas ​​noturēšanas spējas.

Tāpēc funkcionālā drošība ir jānovērtē sistēmas līmenī, nevis tikai motora vai piedziņas līmenī.

Praktiski projektēšanas ieteikumi AGV ražotājiem

Izstrādājot AGV ar integrētiem servomotoriem, mēs iesakām ievērot strukturētu inženierijas procesu, lai noteiktu, vai ir nepieciešama mehāniskā bremze.

1. darbība: nosakiet atbilstošos apdraudējumus

Novērtējiet sadursmes riskus, saspiešanas riskus, rampas darbību, lietderīgās kravas kustību, apkopes darbības un iespējamos jaudas zuduma scenārijus.

Apsveriet gan normālu darbību, gan paredzamos neparastos apstākļus.

2. darbība: definējiet nepieciešamo apstāšanās uzvedību

Nosakiet, vai AGV ir jāsamazina līdz apstāšanās brīdim, kontrolēti jāsamazina ātrums, jāapstājas noteiktā attālumā vai pēc apstāšanās jāpaliek nekustīgam.

Tās ir dažādas inženiertehniskās prasības, un tām var būt nepieciešamas dažādas drošības funkcijas.

3. darbība: aprēķiniet sliktākā gadījuma apstāšanās attālumu

Novērtējiet maksimālo ātrumu, maksimālo lietderīgo slodzi, reakcijas laiku, efektīvo palēninājumu, grīdas stāvokli un slīpumu.

Izmantojiet izmērītus un apstiprinātus veiktspējas datus, nevis paļaujieties tikai uz teorētiskiem berzes pieņēmumiem.

4. darbība. Novērtējiet jaudas zuduma un turēšanas prasības

Nosakiet, vai transportlīdzeklis var ripot gravitācijas vai ārējo spēku ietekmē, kad griezes moments tiek noņemts.

Ja ir nepieciešama stacionāra noturēšana, norādiet piemērotu mehānisko bremzi vai citu konstruētu risinājumu, kas atbilst nepieciešamajiem slodzes un bojājumu apstākļiem.

5. darbība: atlasiet atbilstošo motoru un piedziņu

Pārbaudiet motora griezes momentu, ātrumu, siltuma jaudu, piedziņas drošības funkcijas, bremžu saderību un sakaru prasības.

Integrētiem servomotoriem pārbaudiet, kuras drošības funkcijas ir iekļautas un kuras ir jāievieš citur sistēmā.

6. darbība: apstipriniet pilnīgu drošības arhitektūru

Testa apstāšanās darbību reprezentatīvos sliktākajos apstākļos, tostarp maksimālā slodze, maksimālais darbības ātrums, attiecīgie slīpumi un piemērojamie kļūdu scenāriji.

Dokumentējiet drošības funkcijas, verifikācijas rezultātus, ierobežojumus, pārbaudes prasības un apkopes procedūras.

Šis process palīdz novērst bieži sastopamas konstrukcijas kļūdas: pieņemot, ka motora piedziņas STO iespēja automātiski novērš visus AGV apstāšanās un turēšanas riskus.

Secinājums: vai STO bez mehāniskās bremzes ir pareizā AGV izvēle?

AGV potenciāli var darboties bez mehāniskām bremzēm, taču lēmums ir jāpamato ar pilnīgu inženiertehnisko novērtējumu, nevis tikai ar STO pieejamību.

STO novērš motora griezes momenta veidošanos; tas negarantē tūlītēju apstāšanos, kontrolētu ātruma samazināšanu vai noturēšanos uz vietas. AGV, kas darbojas uz līdzenām grīdām ar ierobežotām apstāšanās prasībām, arhitektūra bez bremzēm var būt iespējama, ja tiek pierādīta, ka darbība ir droša. Transportlīdzekļiem, kas pārvietojas pa nogāzēm, pārvadā smagas kravas, strādā personāla tuvumā vai kuriem nepieciešama droša turēšana pēc jaudas zuduma, mehāniskā bremze vai cits piemērots bremzēšanas risinājums var būt būtisks.

Izvēloties integrētu servomotoru AGV, mēs iesakām kopā novērtēt STO iespējas, motora veiktspēju, bremžu savietojamību, sakaru arhitektūru un sistēmas līmeņa funkcionālo drošību.

Visefektīvākais dizains ne vienmēr ir tas, kurā ir vismazāk sastāvdaļu. Tas nodrošina nepieciešamo apstāšanās un turēšanas veiktspēju, vienlaikus līdzsvarojot funkcionālo drošību, kustības kontroles precizitāti, sistēmas uzticamību, apkopes prasības un kopējās integrācijas izmaksas.

FAQ:

1. bieži uzdotie jautājumi: Vai AGV var darboties bez mehāniskām bremzēm, ja tas izmanto STO?

Jā, AGV var darboties bez mehāniskām bremzēm, ja visaptverošs riska novērtējums parāda, ka tā bremzēšanas ceļu, jaudas zuduma uzvedību un turēšanas prasības var droši izpildīt. STO novērš motora griezes momenta veidošanos, bet aktīvi neaptur transportlīdzekli un negarantē stacionāru noturību. Lietojumprogrammām, kas saistītas ar nogāzēm, smagām slodzēm vai bīstamu nekontrolētu kustību, var būt nepieciešams papildu bremzēšanas risinājums.

2. FAQ: Kāda ir atšķirība starp STO un mehāniskajām bremzēm AGV?

STO atspējo motora piedziņas spēju radīt griezes momentu, savukārt mehāniskās bremzes nodrošina fizisku bremzēšanu vai turēšanas spēku. STO aktīvi neizkliedē kinētisko enerģiju, savukārt mehāniskās bremzes var apturēt vai noturēt transportlīdzekli, ja tas ir atbilstoši konstruēts un novērtēts vajadzīgajam pienākumam.

3. bieži uzdotie jautājumi: Vai STO nekavējoties aptur AGV avārijas apstāšanās laikā?

Nē. STO atņem piedziņas spēju radīt griezes momentu, bet negarantē tūlītēju apstāšanos. AGV var turpināt kustību inerces, rites pretestības vai smaguma dēļ. Ja ir nepieciešams īsāks vai kontrolēts bremzēšanas ceļš, sistēmai var būt nepieciešama piemērota kontrolētas apstāšanās funkcija vai papildu bremzēšanas pasākumi.

4. bieži uzdotie jautājumi: vai AGV var ripot lejup pēc STO aktivizēšanas?

Jā. Ja AGV darbojas uz slīpas virsmas, gravitācijas dēļ tas var turpināt kustību vai paātrināties pēc STO aktivizēšanas. Lai saglabātu drošību, var būt nepieciešama piemērota mehāniskā bremze vai cits apstiprināts līdzeklis, lai novērstu neparedzētu kustību.

5. bieži uzdotie jautājumi: Kas notiek, ja AGV zaudē jaudu bez mehāniskās bremzes?

AGV var apstāties pasīvās pretestības dēļ, taču tā bremzēšanas ceļš var mainīties atkarībā no ātruma, kravnesības, grīdas stāvokļa un piedziņas īpašībām. Slīpumā transportlīdzeklis var ripot gravitācijas ietekmē. Inženieriem jāizvērtē sliktākā jaudas zuduma scenāriji, lai noteiktu, vai ir nepieciešami papildu bremzēšanas vai noturēšanas pasākumi.

6. bieži uzdotie jautājumi: Kā aprēķināt AGV bremzēšanas ceļu bez mehāniskām bremzēm?

AGV bremzēšanas ceļš ietver attālumu, kas nobraukts drošības sistēmas reakcijas laikā, un attālumu, kas nobraukts, kamēr transportlīdzeklis samazina ātrumu. Aprēķins ir atkarīgs no transportlīdzekļa ātruma, reakcijas laika, kopējās masas, pasīvā palēninājuma un darbības apstākļiem. Faktiskā apstāšanās veiktspēja ir jāmēra un jāapstiprina reprezentatīvos sliktākā gadījuma apstākļos.

7. bieži uzdotie jautājumi: Vai ar atsperu bremzēm var aizstāt STO AGV?

Nē. Atsperu bremzes un STO veic dažādas funkcijas. Atsperu bremzes var nodrošināt mehānisku noturēšanu vai bremzēšanu, ja tās ir pareizi izstrādātas, savukārt STO neļauj piedziņai radīt griezes momentu. Atkarībā no riska novērtējuma AGV var pieprasīt abas funkcijas atbilstoši izstrādātā drošības arhitektūrā.

8. bieži uzdotie jautājumi: Vai STO pietiek ar AGV avārijas apturēšanas sistēmām?

STO var būt daļa no AGV avārijas apturēšanas sistēmas, ja griezes momenta noņemšana nodrošina nepieciešamo apstāšanās darbību. Ja transportlīdzeklim ir kontrolēti jāsamazina ātrums vai jāapstājas noteiktā attālumā, var būt nepieciešamas papildu drošības funkcijas. Visai avārijas apturēšanas sistēmai jāatbilst piemērojamajām drošības prasībām.

9. bieži uzdotie jautājumi: Kas jāņem vērā inženieriem, izvēloties integrētu servomotoru AGV?

Inženieriem jānovērtē nominālais un maksimālais griezes moments, darba ātrums, kravnesība, piedziņas drošības funkcijas, STO ieviešana, bremžu savietojamība, sakaru saskarnes, termiskā veiktspēja un vides apstākļi. Viņiem arī jāpārbauda ražotāja drošības dokumentācija un jānovērtē, vai visa AGV sistēma atbilst apstāšanās un turēšanas prasībām.

10. bieži uzdotie jautājumi. Kuri drošības standarti attiecas uz STO un AGV bremzēšanu?

Attiecīgie standarti var ietvert IEC 61800-5-2 piedziņas sistēmu funkcionālajai drošībai, IEC 60204-1 mašīnu elektriskajām iekārtām, ISO 13850 avārijas apturēšanas funkcijām, ISO 13849-1 ar drošību saistītām vadības sistēmām un ISO 3691-4 bezvadītāja industriālajiem iekrāvējiem un to sistēmām. Piemērojamie standarti ir atkarīgi no AGV konstrukcijas, pielietojuma un jurisdikcijas.