세계 최대 창고에서의 모션 제어

온라인으로 물건을 구매하면, 휴대용 로봇이 자동화 창고 바닥을 탐색하여 물건을 선택합니다. 이러한 로봇은 AGV(자율주행차량)라고 하며, 부분적으로 Timken^® 자기식 인코더로 구동됩니다.

인코더는 감지 기술을 사용하여 자기장의 변화를 식별합니다. Timken^® 자기식 인코더의 역할은 각 AGV의 탐색을 돕는 것입니다. 인코더가 없으면 서로 부딪치거나 아예 작동하지 않을 가능성이 있습니다.

센서 제품의 수석 엔지니어인 John Santos는 “AGV의 로봇 암을 배치하여 거대한 창고에서 아스피린 한 병과 같은 물건이 들어 있는 토트백을 고르는 데 필요한 정밀도를 상상해 보십시오. Timken의 자기식 인코더는 AGV를 정확한 목적지로 정확하게 안내하도록 속도 및 위치 피드백을 제공합니다.”라고 말합니다.

그 결과 세계 최대의 소매업체에서 제품을 정확하게 선택하여 정시에 소비자에게 배송할 수 있는 잘 조직된 물류 시스템이 탄생했습니다.

AGV는 온라인 및 오프라인 소매를 변화시키는 자동화 추세의 일부입니다. 대형 소매업체에서는 로봇이 수동으로 반복적인 주문 픽업 작업을 처리하게 하는 반면 품질 관리 및 고객 지원과 같은 보다 복잡한 작업은 사람이 관리하도록 합니다. 그 결과로 소비자는 제품을 더 빨리 받고, 기업은 더 효율적으로 일합니다.

”Timken의 자기식 인코더는 AGV를 정확한 목적지로 정확하게 안내하도록 속도 및 위치 피드백을 제공합니다.”

John Santos
Timken의 Cone Drive 센서 제품 수석 엔지니어

차세대 감지 기술

전통적으로 컴퓨터 마우스에서 볼 수 있는 것과 같은 광학 인코더는 공작 기계, 로봇 및 조립 장치와 같은 애플리케이션에서 동작을 제어하는 데 사용되었습니다. 광학 설계는 가시선 감지를 사용하여 신호를 생성하기 때문에 깨끗하고 조용한 작동 환경에서 잘 작동합니다.

그러나 먼지, 파편, 높은 습도, 진동 및 기타 충격 조건이 추가되면 작동이 까다로워집니다. 지난 20년 동안 창고, 제지 생산 시설 및 자동차 제조와 같은 애플리케이션에서는 시스템에 더 많은 자동화를 통합했습니다. 그 결과 장비 제조업체는 이러한 작동 환경의 불완전한 조건을 처리할 수 있는 감지 솔루션이 필요했습니다.

이에 대응하여 Timken 엔지니어들은 홀 효과 기술이 적용된 자기식 인코더 설계에 대한 특허를 획득하여 내구성 있는 자기식 대상 디스크에서 고해상도를 얻을 수 있었습니다. 자기 감지는 정확하게 작동하기 위해 깨끗한 환경이 필요하지 않습니다.

Timken 자기식 인코더는 스티어링의 정확도와 효율성을 개선하기 위해 자동차 전력 스티어링 센서에 처음 사용되었습니다. 자동차에서 이 장치는 운전자가 바퀴를 돌릴 때 스티어링 칼럼에 가해지는 위치와 토크를 감지하는 데 도움이 됩니다. 그런 다음 소프트웨어는 이러한 신호를 모터를 통해 적절한 출력으로 변환합니다.

이 개념은 새로운 5세대 자기식 인코더가 적용된 AGV에서도 동일합니다. 이러한 인코더는 AGV 스티어링 칼럼과 모터 사이의 통신 린치핀으로, 로봇이 항상 적시에 적절한 위치에 있도록 장치의 속도와 위치를 제어하는 데 도움이 됩니다.

Santos는 “해당 영역에서 인코더가 손실되면 로봇의 심장이 정지되는 것과 같기때문에 가동 시간이 중요합니다. 우리는 높은 신뢰도로 유명합니다. 자동차 고객의 경우 부품 고장률이 100만 대당 한 자릿수입니다.”라고 말합니다.

안정성과 해상도를 위한 코드 크래킹

Timken은 지난 5년 동안 AGV 모터 공급업체와 협력하여 해당 애플리케이션에 이 기술을 맞춤화했습니다. 이제 기업은 세계 최대의 소매업체들이 더 많은 시설에서 이 기술을 구현함에 따라 생산으로 전환하고 있습니다.

Timken 엔지니어들은 자동화 창고에서 광범위한 연구, 개발 및 실제 테스트를 통해 오늘날의 자기식 인코더 설계에 도달했으며, 소매업체들은 이 기술을 더 광범위하게 적용하기 전에 자동화 창고에서 기술을 실험합니다. Timken은 여러 AGV 제조업체와 협력하여 각 고객의 모터 설계에 맞게 프로토타입을 맞춤화했습니다. 그런 다음 자기식 인코더는 테스트 창고에서 고유한 파편, 진동 및 충격 조건에 노출되었습니다. 결과는 일관되게 긍정적이었습니다.

Santos는 “Timken의 자기식 인코더를 사용함으로써 AGV 제조업체는 광학 인코더 옵션에서 볼 수 있었던 일반적인 오류 모드를 제거했습니다. 이 제품 라인에서 우리는 베어링 대신 센서를 개발 및 제조하고 있지만 접근 방식은 동일합니다. 우리의 설계 세계는 늘 회전 부품과 고정 부품 간의 인터페이스에 있으며, 허용 오차와 하중이 인터페이스에 어떤 영향을 미치는지 이해하고 있습니다.”라고 말합니다.

그 결과가 바로 AGV 시장에서 성공의 열쇠인 로우 프로파일, 견고함 및 고해상도의 감지 솔루션입니다. 이는 마치 건초 더미에서 바늘을 찾아 움직이는 것과 같습니다.

Rollon® 텔레스코픽 레일 시스템에 대한 이 기사에서 자동화 창고를 위한 Timken 솔루션에 대해 자세히 알아보십시오.

Published: 2021/11/29