تعارف

ٹوونگ AGVs بڑے پیمانے پر ذہین مینوفیکچرنگ اور گودام لاجسٹکس سسٹم میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان کے ڈیزائن میں بنیادی چیلنجوں میں سے ایک یہ ہے کہ آیا ڈرائیو سسٹم کی کرشن کی صلاحیت گاڑی کے کل بوجھ سے میل کھاتی ہے، اور آیا اسٹارٹ اپ اور ایکسلریشن کے دوران ناکافی ٹارک واقع ہوتا ہے۔

عملی انجینئرنگ ایپلی کیشنز میں، بہت سے حسب ضرورت AGV ڈیزائن اب بھی تجرباتی موٹر انتخاب کے طریقوں پر بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں، صرف موٹر پاور یا ریٹیڈ ٹارک کو حوالہ کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ یہ اکثر مندرجہ ذیل مسائل کی طرف جاتا ہے:

آغاز کے دوران موٹر اوورلوڈ

ناکافی کرشن جس کی وجہ سے گاڑیوں کو صحیح طریقے سے کھینچنے میں ناکامی ہوتی ہے۔

سست رفتاری ردعمل

ضرورت سے زیادہ اثر یا بفرنگ ڈھانچے کی ناکامی۔

لہذا، کلاسیکی مکینکس کے اصولوں پر مبنی ڈرائیو لوڈ، ایکسلریشن ریزسٹنس، اور اسپرنگ بفرنگ سسٹمز کے لیے ایک متحد ماڈلنگ اور حساب کتاب کا طریقہ قائم کرنا ضروری ہے۔

2. AGV سسٹم لوڈ کی تعریف

ٹوونگ AGV پاور کیلکولیشن کی بنیاد کل سسٹم ماس ہے:

M=m_AGV + m_load

کہاں:

m_AGV: AGV خود-وزن

m_load: ٹوکیڈ کارٹ یا پے لوڈ ماس

M: کل سسٹم ماس

گاڑی کا مجموعی کشش ثقل کا بوجھ ہے:

W = M × g

جہاں g=9.8 m/s².

3. ڈرائیونگ مزاحمتی تجزیہ (بنیادی ڈیزائن کی بنیاد)

سیدھی افقی حرکت کے دوران، AGV پر کام کرنے والی بنیادی مزاحمتیں رولنگ ریزسٹنس اور ایکسلریشن انرشل ریزسٹنس پر مشتمل ہوتی ہیں۔

3.1 رولنگ ریزسٹنس (پرائمری سٹیڈی-ریاست کی مزاحمت)

رولنگ مزاحمت پہیے اور زمینی رابطے کی سطح کے درمیان اخترتی سے پیدا ہوتی ہے:

Ff=f × M × g

جہاں f رولنگ ریزسٹنس گتانک ہے، عام طور پر 0.03 سے 0.06 تک۔

واضح رہے کہ ٹرننگ کنڈیشنز یا فرش کی ناہموار سطحوں میں، یہ مزاحمت عام طور پر 5%–10% تک بڑھ جاتی ہے۔ لہذا، کارنرنگ کے دوران ناکافی طاقت سے بچنے کے لیے انجینئرنگ ایپلی کیشنز میں کافی ڈیزائن مارجن کو محفوظ کیا جانا چاہیے۔

3.2 ہوا کی مزاحمت (کم رفتار پر نہ ہونے کے برابر)

انڈور AGV سسٹمز میں، آپریٹنگ سپیڈ عام طور پر کم ہوتی ہے، اس لیے ہوا کی مزاحمت کا کم سے کم اثر ہوتا ہے:

Fw=0.5 × rho × Cd × A × v²

زیادہ تر انجینئرنگ حسابات میں، اس اصطلاح کو عموماً نظر انداز کر دیا جاتا ہے۔

3.3 سرعت کی جڑی مزاحمت (شروع کے دوران اہم)

سٹارٹ اپ یا ایکسلریشن کے دوران، AGV کو پورے سسٹم ماس کی جڑت پر قابو پانا چاہیے:

Fj=M × a

اگر موٹروں، کم کرنے والوں، اور دیگر گھومنے والے اجزاء کی گردشی جڑت پر غور کیا جائے، تو مساوات کو اس طرح بڑھایا جا سکتا ہے:

Fj=M × a + Σ(Ji × alpha_i / ri)

تاہم، عملی انجینئرنگ ڈیزائن میں، عام طور پر آسان ماڈل اپنایا جاتا ہے:

Fj ≈ M × a

3.4 کل مطلوبہ ڈرائیونگ فورس

لہذا، AGV آپریشن کے لیے درکار کل کرشن فورس ہے:

F_total=M × a + f × M × g

یہ مساوات ڈرائیو سسٹم کے انتخاب کے لیے بنیادی بنیاد کے طور پر کام کرتی ہے۔

4. ڈرائیو وہیل فورس اور ٹارک کے درمیان تعلق

ڈرائیو وہیل وہ کلیدی جز ہے جو موٹر ٹارک کو گراؤنڈ کرشن فورس میں تبدیل کرنے کا ذمہ دار ہے۔

4.1 بنیادی مکینیکل رشتہ

F = T / r

کہاں:

F: زمینی کرشن فورس

T: ڈرائیو وہیل آؤٹ پٹ ٹارک

r: ڈرائیو وہیل کا رداس

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ایک چھوٹا پہیے کا رداس اسی ٹارک کی حالت میں زیادہ کرشن قوت پیدا کرتا ہے، جو ہلکے وزن کے AGV ڈیزائن میں ایک اہم اصلاحی سمت ہے۔

4.2 ملٹی-ڈرائیو وہیل سسٹمز

این ڈرائیو پہیوں والے سسٹم کے لیے:

T_total=n × T_wheel

ٹرانسمیشن کی کارکردگی اور گیئر باکس میں کمی پر غور کرنا:

T_wheel=(T_motor × i × eta) / n

کہاں:

i: گیئر میں کمی کا تناسب

eta: ترسیل کی کارکردگی (عام طور پر 0.9–0.95)

5. ایکسلریشن اور موٹر ٹارک کی تصدیق

AGV ڈیزائن کو نہ صرف اس بات کا تعین کرنا چاہیے کہ آیا گاڑی حرکت کر سکتی ہے، بلکہ اس بات کی بھی تصدیق کرتی ہے کہ آیا یہ ہدف کی تیز رفتار کارکردگی کو حاصل کر سکتی ہے۔

5.1 ایکسلریشن فارمولا

نیوٹن کے دوسرے قانون میں محرک قوت کو تبدیل کرنا:

a=(F_total - f × M × g) / M

مزید توسیع شدہ:

a = (n × T / r - f × M × g) / M

یہ فارمولہ نظام کی اصل سرعت کی صلاحیت کا اندازہ لگانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

5.2 ٹارک کی ضرورت شروع کرنا

آغاز کا مرحلہ سب سے اہم ہے کیونکہ نظام کو بیک وقت جامد رگڑ اور جڑت پر قابو پانا چاہیے:

T_start=((M × a + f × M × g) × r) / n

5.3 مستحکم-ریاست سے چلنے والا ٹارک

مسلسل-اسپیڈ آپریشن کے تحت، صرف رولنگ مزاحمت پر قابو پانے کی ضرورت ہے:

T_steady=(f × M × g × r) / n

6. انجینئرنگ مثال کا تجزیہ (صحیح حساب)

ایک عام AGV آپریٹنگ حالت کو مثال کے طور پر لینا:

M=100 کلوگرام

r = 0.015 m

f = 0.05

n = 2

ہدف کی سرعت:

a = 0.5 m/s²

6.1 رولنگ مزاحمت

Ff=100 × 9.8 × 0.05=49 N

6.2 کل ڈرائیونگ فورس

F_total=M × a + f × M × g

F_total=100 × 0.5 + 49=99 N

6.3 سنگل وہیل ٹارک کی ضرورت

T=(F_total × r) / n

T = (99 × 0.015) / 2 = 0.7425 N·m

انجینئرنگ کا نتیجہ

مندرجہ بالا نتیجہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ:

AGV پاور سسٹم کا ڈیزائن اصل ایکسلریشن اہداف پر مبنی ہونا چاہیے۔

موٹر کا انتخاب مکمل طور پر موٹر پاور یا ریٹیڈ ٹارک پر انحصار نہیں کر سکتا

بصورت دیگر، ایسے حالات پیدا ہو سکتے ہیں جہاں ڈیزائن نظریاتی طور پر ممکن ہو لیکن حقیقی آپریٹنگ حالات میں ناکام ہو جائے۔

7. بفر اسپرنگ سلیکشن ڈیزائن

ڈاکنگ یا ٹکراؤ کے خلاف کارروائیوں کے دوران، AGVs کو ٹوونگ کرنے کے لیے اثر توانائی کو جذب کرنے کے لیے بہار کے نظام کی ضرورت ہوتی ہے۔

7.1 بنیادی ماڈل (ہوک کا قانون)

F = k × x

کہاں:

k: موسم بہار کی سختی

x: کمپریشن کی نقل مکانی

7.2 ملٹی-اسپرنگ لوڈ ڈسٹری بیوشن ڈیزائن

اگر سسٹم n_s اسپرنگس استعمال کرتا ہے:

سنگل سپرنگ لوڈ:

F_spring=(M × g) / n_s

موسم بہار کی سختی ڈیزائن:

k=F_spring / x

7.3 ڈیزائن کے اصول

موسم بہار کے نظام کے ڈیزائن کا بنیادی اصول "زیادہ سخت، بہتر" نہیں ہے بلکہ:

بوجھ کو یکساں طور پر تقسیم کیا جانا چاہئے۔

کافی کمپریشن اسٹروک کی ضمانت ہونی چاہیے۔

گاڑی کے ڈھانچے میں سخت اثر کی ترسیل سے گریز کرنا چاہیے۔

8. بنیادی ڈیزائن کا خلاصہ

AGV پاور سسٹم کے ڈیزائن کو درج ذیل اصولوں پر عمل کرنا چاہیے:

ڈرائیو سسٹم کا ڈیزائن بنیادی طور پر کرشن فورس، مزاحمت، اور جڑتا کے درمیان توازن ہے۔

پہیے کا رداس r، موٹر ٹارک، اور کمی کا تناسب مشترکہ طور پر نظام کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے۔

ایکسلریشن کو محض ایک تصدیقی نتیجہ کے بجائے ڈیزائن کے ہدف کے طور پر شامل کیا جانا چاہیے۔

طاقت ٹارک تجزیہ کی جگہ نہیں لے سکتی

بفر سسٹم کو ساختی طور پر کل بوجھ کی تقسیم کی بنیاد پر ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔