世界最大の倉庫でのモーションの制御

オンライン購入の舞台裏では、ポータブルロボットが自動倉庫のフロアをナビゲートし、アイテムを選んでくれます。これらのロボットは無人搬送車（略してAGV）と呼ばれ、一部はTimken^®磁気エンコーダーによって駆動されます。

エンコーダは、センシング技術を使用して磁場の変化を識別します。 Timken^®磁気エンコーダの役割は、各AGVのナビゲーションを支援することです。それらがなければ、それらは互いにぶつかる可能性があります-またはまったく実行されません。

「巨大な倉庫でアスピリンのボトルのようなものを含むトートを選ぶためにAGVのロボットアームを配置するのに必要な精度を想像してみてください」とセンサー製品のチーフエンジニアであるジョン・サントスは言います。「ティムケンの磁気エンコーダは、AGVを正しい目的地に正確に導く速度と位置のフィードバックを提供します。」

その結果、製品が正確に選択され、世界最大の小売業者から消費者に時間どおりに出荷される、うまく調整されたロジスティクスダンスが生まれます。

AGVは、オンラインおよび実店舗での小売業を変化させている自動化トレンドの一部です。大規模な小売業者は、ロボットが手動の注文ピッキング反復タスクを処理する一方で、人々は品質管理や顧客サポートなどのより複雑な作業を管理できるようにすることを意図しています。結果：消費者はより早く製品を手に入れることができます。企業はより効率的に働きます。

「ティムケンの磁気エンコーダは、AGVを正しい目的地に正確に導く速度と位置のフィードバックを提供します。」

ジョンサントス
チーフエンジニア、センサー製品、Cone Drive by Timken

新世代のセンシング

従来、コンピュータのマウスに見られるような光学式エンコーダは、工作機械、ロボット工学、組み立て装置などのアプリケーションでモーションを制御するために使用されていました。光学設計は視線検知を使用して信号を生成するため、クリーンで静かな動作環境でうまく機能します。

しかし、ほこり、破片、高湿度、振動、その他の衝撃条件を追加すると、問題が発生します。過去20年間で、倉庫、製紙施設、自動車製造などのアプリケーションは、システムにより多くの自動化を統合してきました。その結果、機器製造業者は、これらの動作環境の不完全な状態に対応できるセンシングソリューションを必要としていました。

これに応えて、ティムケンのエンジニアは、耐久性のある磁気ターゲットディスクから高解像度を取得するために、ホール効果技術を使用した磁気エンコーダ設計の特許を取得しました。磁気センシングは、正確に機能するためにクリーンな環境を必要としません。

ティムケンの磁気エンコーダーは、アシストステアリングの精度と効率を向上させるために、自動車の電動パワーステアリングセンサーで最初に使用されました。車の場合、デバイスは、ドライバーがホイールを回すときにステアリングコラムに適用される位置とトルクを感知するのに役立ちます。次に、ソフトウェアはそれらの信号をモーターを介して適切な出力に変換します。

この概念は、新しい第5世代の磁気エンコーダが適用されるAGVでも同じです。これらのエンコーダーは、AGVステアリングコラムとモーター間の通信の要であり、ユニットの速度と位置を制御するのに役立ち、ロボットが常に適切な場所に適切なタイミングで配置されます。

「これらの領域でエンコーダーを紛失すると、ロボットの心臓部がシャットダウンするため、稼働時間は非常に重要です」とサントス氏は言います。「私たちは信頼性で知られています。自動車のお客様の場合、故障率は100万分の1桁です。」

信頼性と解決のためのコードの解読

ティムケンは過去5年間、AGVモーターサプライヤーと協力して、アプリケーションに合わせてこのテクノロジーをカスタマイズしてきました。現在、世界最大の小売業者がより多くの施設でテクノロジーを実装し始めているため、同社は本番稼働に移行しています。

ティムケンのエンジニアは、小売業者がテクノロジーをより広く適用する前に実験している自動倉庫での広範な研究、開発、および実際のテストを経て、今日の磁気エンコーダーの設計に到達しました。ティムケンは複数のAGVメーカーと協力して、各顧客のモーター設計に合わせてプロトタイプをカスタマイズしました。次に、磁気エンコーダーは、テスト倉庫で独特の破片、振動、および衝撃条件にさらされました。一貫して、結果は肯定的でした。

「ティムケンの磁気エンコーダーを使用することにより、AGVメーカーは、光学式エンコーダーオプションで見られた典型的な故障モードを排除しました」とサントス氏は言います。「この製品ラインでは、ベアリングの代わりにセンサーを開発および製造していますが、アプローチは同じです。私たちの設計の世界は、常に回転コンポーネントと固定コンポーネントの間のインターフェースにあり、許容差と負荷がそのインターフェースにどのように影響するかを理解しています。」

その結果、干し草の山の中の針を比喩的に見つけて動かすため、AGV市場で成功するためのすべての鍵となる、薄型、堅牢、高解像度のセンシングソリューションが実現します。

自動倉庫向けのTimkenソリューションの詳細については、 同社のRollon®伸縮式レールシステムについてのこの記事を参照してください。

Published: 2021/11/29