背景
現在、世界中で約10億台の乗用車が道路を走っており、その数は2040年までに倍増すると予想されている。自動車には駐車場が必要だが、コストの上昇と土地の減少により、駐車場は開発者、建築家、都市計画家にとって大きな課題となっている。
Serva 、自動車の梱包密度を最大60％向上させる可能性のある無人搬送車（AGV）システム、Rayでこの問題に対処した。Rayは3トンもの自動車を持ち上げ、ミリメートル単位の精度で配置することができる。Rayの4つの車輪はブラシレスDCサーボモーターで駆動され、360°回転することができる。ロボットの移動速度は最大3m/sで、加速度は約±0.4m/s2です。
このケーススタディを読むと、以下のことがわかる：
- モーターとドライブのサイズ不足に起因するイナーシャの不一致の防止
- 99％以上の効率を実現するサーボ・ドライブにより、バッテリー充電間の長いデューティ・サイクルを可能にする。
- 小型ハイパワーサーボドライブで高速・高加速を実現
- わずか700gのパッケージで連続出力15kWを達成
- 広い電圧変化率で動作する最適なサーボドライブ
- セーフ・トルク・オフ（STO）によるTUV認証の安全機能内蔵
駐車場探しにうんざり？ロボットに駐車を代行してもらおう
満車の駐車場をぐるぐると回ってスペースを待つのは嫌ではないだろうか。人口が密集すればするほど、この状況は悪化する。Serva 社は、この駐車場問題に挑み、駐車車両密度を最大60％向上させることができる無人搬送車（AGV）システムを開発した。そのためには、安全で高出力のmotion control 必要でした。Elmo それをどのように実現したかをお読みください。
機械要件
1台あたりの駐車面積を最小限に抑えるため、Rayロボットは可能な限りコンパクトにする必要があった。そのため、モーターとドライブは小型でありながら、重い荷物を制御するのに十分なトルクを発生させる必要があった。ロボットの重量と最大積載量を合わせると5.5トン。この重量では、モーターやドライブのサイズが小さいことから生じる慣性のミスマッチは、悲惨なことになりかねない。
レイの車輪は、複雑な操縦の間、車両を動かすと同時に安全な動作を維持する必要があった。そのため、ロボットが人や構造物、他の車両、あるいは他のロボットと接触しないようにすることが重要でした。加えて、他のポータブル・システムと同様、充電時間を最小限に抑えるためには、モーターとドライブの効率が不可欠だった。
Motion control ソリューションが含まれる：
- Gold Drumサーボドライブ
Serva チームは、motion control 要件を満たすためにElmo150A/100VGold Drum 選びました。Elmo ドライブは99％以上の効率で動作するため、Rayは充電の間に最大8時間動作することができます。
電源品質はバッテリーの放電サイクルによって変化するため、ドライブの最小電源電圧は最大電源電圧と同様に重要です。ElmoGold Drumドライブは、14～95 VDCの範囲の電源電圧の変動に対応できるため、充電の寿命を通じてドライブを効果的に使用することができます。
予定された目的地までナビゲートするため、レイは光学センサーとレトロリフレクターを使い、1回の走行で平均6000回、中央コントローラーと無線通信を行う。その Gold Drumドライブは、EtherCATネットワークを介してセンサーやフィードバック装置と通信します。
ElmoGold Drumドライブには、安全トルクオフ（STO）という安全機能が装備されています。Rayは1秒間に100回周囲をスキャンして状況認識を維持し、障害物や人員をチェックします。センサの1つが障害物を検出すると、EtherCATネットワークを介してドライブにアラートを送信します。この Gold DrumドライブはSTOを起動し、モータのトルク発生を即座に阻止し、外部ブレーキが車両を停止させます。ドライブは再始動を合理化するために通電されたままです。
Gold Drum
High Current Servo Drive
Up to 90A/60VDC, 50-150A/100VDC ,35-60A/200VDC,
18-26A/400VDC