AGV的驅動(dòng)系統主要由驅動(dòng)電源、電機和減速裝置組成。電機作為一種將電能轉換為機械能的元件,在A(yíng)GV小車(chē)中扮演著(zhù)重要的角色,電機的性能參數及減速裝置的規格型號的確定直接決定整車(chē)的動(dòng)力性,即車(chē)輛的運動(dòng)速度和驅動(dòng)力直接決定整車(chē)的動(dòng)力特性。
電機種類(lèi)繁多,在A(yíng)GV中主要用到的電機包括4種:直流有刷電機、直流無(wú)刷電機、直流伺服電機、步進(jìn)電機。

直流有刷電機是內含電刷裝置的將直流電能轉換成機械能(直流電動(dòng)機)或將機械能轉換成直流電能(直流發(fā)電機)的旋轉電機。直流有刷電機是所有電機的基礎,它具有啟動(dòng)快、制動(dòng)及時(shí)、可在大范圍內平滑地調速、控制電路相對簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
但同時(shí),因為電刷和換向器的存在,容易產(chǎn)生火花,特定場(chǎng)合容易產(chǎn)生危險;同時(shí),電刷和換向器之間一直存在物料摩擦,使用壽命不長(cháng),需要后期維護等缺點(diǎn)。
在A(yíng)GV中,如果需要控制電路簡(jiǎn)單,對電機使用壽命沒(méi)有過(guò)高要求的場(chǎng)合,可以選用直流有刷電機。
直流無(wú)刷電機由電動(dòng)機主體和驅動(dòng)器組成,是一種典型的機電一體化。與有刷電機最明顯的不同是,采用了電子換向,去掉了電刷。
電機主體由三個(gè)繞組A、B、C組成,采用對稱(chēng)星形接法。轉子是永磁體。為了檢測轉子位置,常內置霍爾傳感器。與有刷電機相比,直流無(wú)刷電機具有:高效率、低能耗、低噪音、超長(cháng)壽命、高可靠性等優(yōu)點(diǎn),但是控制相對復雜一點(diǎn),需要專(zhuān)用的控制器。
直流伺服采用永磁同步電機,結構與直流無(wú)刷區別不大,只是繞組的反電動(dòng)勢不同,直流無(wú)刷的發(fā)電動(dòng)勢接近方波,更適合六步方波控制,永磁同步電機的發(fā)電動(dòng)勢為正弦波,更適合矢量控制。
伺服主要靠脈沖來(lái)定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個(gè)脈沖,就會(huì )旋轉1個(gè)脈沖對應的角度,從而實(shí)現位移,因為,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個(gè)角度,都會(huì )發(fā)出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環(huán),如此一來(lái),系統就會(huì )知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái),這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動(dòng),從而實(shí)現精確的定位,可以達到0.001mm。
與直流無(wú)刷電機相同的是,需要專(zhuān)用的驅動(dòng)器來(lái)控制,采用了更復雜的矢量控制算法。除了采用霍爾傳感器來(lái)檢測轉子位置,還會(huì )采用編碼器來(lái)檢測轉子位置,實(shí)現轉子任意位置的停止。直流伺服電機具有效率高、響應快、轉動(dòng)平滑、力矩穩定、運行噪聲小等優(yōu)點(diǎn),能運行在速度模式和位置模式。

AGV的行走電機常采用的直流伺服電機或直流無(wú)刷電機,在對精度要求較高的場(chǎng)合,常采用直流伺服電機。
根據電機本體和驅動(dòng)器的形式,可以分為:分體式和一體式。分體式的,驅動(dòng)器和電機本體分開(kāi),適用于大功率場(chǎng)合。一體式,驅動(dòng)器和電機本體組裝在一起,結構緊湊,適用于功率較小、對體積有要求的場(chǎng)合。
步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。當步進(jìn)驅動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號時(shí),它就驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向轉動(dòng)一個(gè)固定的角度(步距角),它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。
可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數來(lái)控制角位移量。同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機轉動(dòng)的速度,從而達到調速的目的。與直流伺服電機相比,步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。速度響應性能比伺服小。主要用在執行機構中。
總體而言,各類(lèi)電機中,如果從控制精準度上說(shuō),則伺服調速精度最高,步進(jìn)次之,直流有刷及無(wú)刷電機最低。伺服電機一般都是被使用在精度要求高的場(chǎng)合,而無(wú)刷電機就只用在精度不是特別高的地方了,步進(jìn)電機居中,但步進(jìn)電機的轉速沒(méi)有無(wú)刷電機快。
對于A(yíng)GV智能小車(chē)所用的電機,用戶(hù)可以從出法點(diǎn)、側重點(diǎn)來(lái)考慮進(jìn)而選擇合適的電機。如果側重于對設備實(shí)現精準控制的話(huà)就用伺服電機,如果AGV智能小車(chē)對調速不是很精準的話(huà),可以用無(wú)刷電機。因為不同產(chǎn)品之間的價(jià)格也是相差懸殊的:伺服電機價(jià)格最高,無(wú)刷電機價(jià)格最低。
在廠(chǎng)家的選擇上,目前伴隨著(zhù)AGV行業(yè)的日益發(fā)展,一些廠(chǎng)商也相繼推出了針對這一領(lǐng)域應用的相關(guān)產(chǎn)品,以下列舉了幾家具有代表性的電機廠(chǎng)商,供大家參考!
上海步科自動(dòng)化股份有限公司成立于1996年,作為移動(dòng)機器人核心部件優(yōu)秀供應商,步科股份一直深入挖掘行業(yè)需求,以服務(wù)行業(yè)、解決行業(yè)問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),不斷創(chuàng )新,不斷突破關(guān)鍵技術(shù),推出了AGV專(zhuān)用驅動(dòng)產(chǎn)品與解決方案:AGV專(zhuān)用低壓伺服電機、低壓伺服一體機、低壓伺服電機模組、AGV機器自動(dòng)化與物聯(lián)網(wǎng)控制方案、電商AGV運動(dòng)控制方案等。
2020年步科研發(fā)團隊在第一代低壓伺服電機的基礎上研發(fā)了新一代的G2和超短機身的極智系列低壓伺服電機,新一代電機采用了全新的5對極電磁設計方案,新電機具有以下特點(diǎn):
超短機身:極智系列在保證不損失功率的情況下,機身結構重新設計極大的縮短了機身長(cháng)度,電機長(cháng)度平均縮短30%以上,200W電機機身長(cháng)度最短可以做到46.5mm。極短的長(cháng)度可以為客戶(hù)設備節省更多安裝空間、有利于移動(dòng)機器人車(chē)身尺寸,使設備小型化,提高整體空間利用率。
電機規格齊全:電機安裝法蘭有40、60、80、130等規格,功率覆蓋了50W到1.5kW,編碼器涵蓋了磁電、光電、絕對值(不帶電池)等不同類(lèi)型,可以滿(mǎn)足客戶(hù)不同的應用要求,助力AGV企業(yè)為客戶(hù)賦能實(shí)現產(chǎn)業(yè)轉型升級。
北京和利時(shí)電機公司自主研發(fā)的超短系列低壓伺服電機,采用全新電磁設計方案,在保證電機同等輸出功率的前提下,機身長(cháng)度比市場(chǎng)常見(jiàn)電機平均縮短了20%以上。以輸出功率為200W的超短系列電機為例:該電機機身長(cháng)度僅為51.5mm,重量約600g,機身短,重量輕,結構緊湊,為設備節省了空間,幫助用戶(hù)實(shí)現了設備小巧、輕便。

超短系列低壓伺服電機在縮短機身的同時(shí)保留了電機出眾的性能,不僅滿(mǎn)足用戶(hù)設備空間緊湊的需求,還具有更高的性?xún)r(jià)比:
① 超短機身設計,適用于對空間要求極高的場(chǎng)合;
② 全新電磁設計,保證電機轉矩的輸出,且電機運行更加平穩;
③ 采用更加優(yōu)質(zhì)的材料,增加轉矩的同時(shí)有效地控制了電機發(fā)熱,并提升了電機的散熱功能在實(shí)驗室條件下,電機平均溫升低于60K,保證了電機在絕大多數工況下長(cháng)期穩定的運行;
④ 自主研發(fā)的超薄編碼器,體積小,精度高;
⑤ 超短系列電機規格齊全,可滿(mǎn)足不同場(chǎng)景的需求。
和利時(shí)電機公司自主研發(fā)的超短系列低壓伺服電機自推出后便獲得了移動(dòng)機器人廠(chǎng)商的青睞,目前已大批量應用于倉儲物流搬運機器人、AMR、堆高機、物流分揀線(xiàn)、單件分離設備、停車(chē)機器人、建筑機器人等設備中,幫助了用戶(hù)優(yōu)化了設備空間利用率的最大化。
鳴志公司是全球運動(dòng)控制領(lǐng)域先進(jìn)制造商,國內步進(jìn)電機及驅動(dòng)產(chǎn)品制造的龍頭企業(yè),是國內步進(jìn)電機驅動(dòng)系統制造的領(lǐng)軍企業(yè)。被媒體評價(jià)為最近十年之內唯一改變混合式步進(jìn)電機全球市場(chǎng)競爭格局, 打破日本企業(yè)對該行業(yè)的主導和壟斷的中國企業(yè)。
公司是國家高新技術(shù)企業(yè)、上海市企業(yè)技術(shù)中心。截至2019年度末,公司及子公司擁有已獲證書(shū)的國內外專(zhuān)利技術(shù)305項,其中,國內發(fā)明專(zhuān)利20項,國際發(fā)明專(zhuān)利24項,實(shí)用新型專(zhuān)利149項,外觀(guān)設計專(zhuān)利14項,以及軟件著(zhù)作權98項。
公司業(yè)務(wù)深度服務(wù)于國家級重大工程項目、智能裝備制造、生命科學(xué)研究、航空航天電子工業(yè)等。對于近年來(lái)需求旺盛的物流裝備行業(yè),公司通過(guò)市場(chǎng)調研,結合產(chǎn)業(yè)用戶(hù)的實(shí)際需求何自身深厚的技術(shù)積累,在低壓伺服電機方面不斷推陳出新。配套機型有通用型無(wú)人搬運底盤(pán)、到潛伏式牽引車(chē)、自動(dòng)叉車(chē)、料箱機器人、箱式四向穿梭車(chē)、巡檢機器人,涉及物流倉儲、智能制造、自動(dòng)泊車(chē)、智慧醫療,港口機械等多個(gè)行業(yè)。公司發(fā)布的MDX集成式低壓伺服電機以一體化設計、節約AGV內部空間占用、優(yōu)化線(xiàn)路布局、減少安裝調試工時(shí)等優(yōu)勢深受海內外用戶(hù)喜愛(ài),成為國內AGV專(zhuān)用低壓伺服產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng )新的風(fēng)向標。
一直以來(lái),公司在生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)資源投入很多。與國內競爭對手相比,公司生產(chǎn)自動(dòng)化程度高,成本控制和規模效應優(yōu)勢明顯;與國外競爭對手相比,公司在勞動(dòng)力、原材料、國內市場(chǎng)開(kāi)拓等方面,也具有較明顯的成本優(yōu)勢。
常州市運控電子有限公司是專(zhuān)業(yè)提供精密電機、驅動(dòng)、高精密減速機及解決方案的制造商。公司成立于1999年,擁有員工600余人,現有生產(chǎn)廠(chǎng)房2萬(wàn)余平方米,公司主要產(chǎn)品有步進(jìn)電機、無(wú)刷電機、伺服電機和行星減速機。
公司生產(chǎn)的步進(jìn)電機、無(wú)刷電機、伺服電機及減速機獲得國內客戶(hù)好評,并通過(guò)歐盟CE認證。公司不斷利用技術(shù)、管理、質(zhì)量上的優(yōu)勢,以高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品獲國內外客戶(hù)好評。
其中,低壓伺服電機是運控電子的重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品之一。近5年來(lái),通過(guò)在A(yíng)GV市場(chǎng)的不斷深耕,公司自主研發(fā)、生產(chǎn)的低壓伺服電機與AGV領(lǐng)域多家領(lǐng)頭企業(yè)建立了長(cháng)期深入合作關(guān)系,如???,極智嘉等。產(chǎn)品型號包括40#、60#、80#、100#、110#、130#,功率范圍從50W到3000W,180#低壓伺服即將問(wèn)世,將助力于重載AGV。

此外,運控通過(guò)將精密行星減速機與低壓伺服一體化設計,可以從體積上更好地服務(wù)于A(yíng)GV更小機身的設計需求。運控斜齒精密型行星減速機可以與全系列低壓伺服電機配合,具有結構緊湊,精度高,噪音低等優(yōu)點(diǎn)。
AGV應用領(lǐng)域不斷拓展以及場(chǎng)景、環(huán)境、需求、技術(shù)等差異性和其他條件的不確定性,促使電機企業(yè)開(kāi)始做針對性的設計、制造和服務(wù)。
而為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的準確性、穩定性和可靠性,AGV驅控一體化設計被認為是未來(lái)的發(fā)展方向。驅控一體就是把驅動(dòng)器,控制器,編碼器,電機這些東西全部集成到一起,形成一個(gè)高度集成和智能化的設備,不僅能夠幫助提高產(chǎn)品的各項性能,也能夠進(jìn)一步降低成本。