
Когда говорят про навигационные колёса для AGV, многие сразу думают про энкодеры или сложную электронику. Но я бы начал с резины. Вернее, с полиуретана. Потому что если колесо проскальзывает или быстро истирается, никакая точная система позиционирования не спасет. Это частая ошибка при проектировании — увлечься ?мозгами? и забыть про ?ноги?. А ведь именно контакт с полом определяет, насколько стабильно и долго будет работать весь тележка.
Здесь нельзя говорить абстрактно. Возьмем, к примеру, стандартный приводной модуль с двумя ведущими и двумя поворотными навигационными колёсами. Казалось бы, подбери диаметр по нагрузке — и готово. Но в реальности всё упирается в эластомер. Слишком мягкий — будет проседать под нагрузкой, увеличится пятно контакта и сопротивление качению. Двигатель будет перегружаться, батарея садиться быстрее. Слишком жесткий — малейшая неровность пола, стык плиток или крошка мусора передадут вибрацию на всю раму. Это убивает подшипники и расшатывает крепления датчиков.
Я видел проекты, где заказчик требовал минимальную высоту AGV, и инженеры ставили колеса малого диаметра из твердого полиуретана. На идеальном полу лаборатории всё работало. А в реальном цеху с его перепадами в пару миллиметров тележка начинала ?плясать?, лазерный сенсор терял метки. Пришлось переделывать, поднимать раму, менять колеса на больший диаметр с более упругим составом. Потеря времени и денег.
Поэтому сейчас для себя я вывел правило: выбор колеса начинается не с каталога, а с анализа пола. Нужно понимать не только нагрузку, но и тип покрытия (бетон, эпоксидка, плитка), его чистоту, наличие уклонов. И уже под эти условия подбирать материал. Вот, кстати, где имеет смысл посмотреть на специализированных производителей вроде ООО Юнчжоу Ялидэ Технолоджи. Их профиль — как раз синтез и производство полиуретановых материалов. Когда компания выросла из полимерного подразделения серьезного промышленного игрока, это обычно значит, что у них есть понимание не просто ?лить резину?, а как эти материалы ведут себя под разной динамической нагрузкой, в агрессивных средах. Это важный нюанс.
Отдельная головная боль — коэффициент трения. Или, как мы часто говорим, ?сцепление?. Для навигационных колёс AGV, которые являются ведомыми и отвечают за маневренность, это критично. Они должны свободно поворачиваться, но не болтаться и не блокироваться. Если сцепление слишком высокое (например, из-за липкого состава резины или специфического протектора), колесо будет ?сопротивляться? повороту, мотор-редуктор ведущих колес будет работать с перегрузкой, чтобы его тащить. Это ведет к перерасходу энергии и износу.
Был у нас случай на объекте — автоматизированный склад фармпродукции. Там были строгие требования к чистоте, полы мылись специальными составами. Колеса, которые отлично работали на сухом бетоне, после влажной уборки начинали немного проскальзывать в повороте. Казалось бы, ерунда. Но система навигации, построенная на одометрии (подсчете оборотов колес), начала накапливать ошибку. К концу смены тележка могла ?уехать? на 5-7 см от заданной точки. Для узких проходов между стеллажами это было критично. Решение нашли в смене материала колес на композитный полиуретан с другим рисунком протектора, который лучше отводил воду и сохранял стабильные характеристики трения даже во влажном состоянии. Информацию по стойкости материалов к моющим средствам мы тогда как раз уточняли в техописаниях на https://www.cjcrubber.ru — такие детали часто приходится вылавливать самому.
Отсюда вывод: полиуретан полиуретану рознь. Одно дело — литье для роликов конвейера, другое — для точной робототехники. Нужны материалы с предсказуемым и стабильным поведением. И здесь статус национального высокотехнологичного предприятия, который имеет ООО Юнчжоу Ялидэ Технолоджи, не просто бумажка. Он предполагает (или должен предполагать) серьезную лабораторную базу для тестирования и синтеза материалов с заданными свойствами: разная твердость, коэффициент трения, стойкость к маслам, истиранию.
Теперь про то, что внутри. Самый простой вариант — колесо литое, на запрессованной втулке. Дешево, но для AGV часто не годится. Потому что нужен точный подшипниковый узел. И здесь важно, как этот подшипник установлен. Если посадочное место в полиуретане нестабильно, со временем от вибраций может появиться люфт. А люфт в ведомом колесе — это смерть для точной навигации.
Более продвинутая конструкция — металлическая ступица с фланцем, на которую методом литья под давлением или склеивания наносится полиуретановый обод. Такое колесо надежнее, но и дороже. У нас был опыт использования таких колес от разных поставщиков. Разница в качестве порой колоссальная. У одних полиуретан со временем начинал отслаиваться от металла на стыке. У других — ступица была из слишком мягкого металла, и резьбовые отверстия для крепления разбивались после нескольких циклов сборки-разборки.
Именно поэтому сейчас мы при выборе смотрим не только на спецификацию, но и на производственные компетенции. Если компания, как ООО Юнчжоу Ялидэ Технолоджи, заявляет о специализации на разработке и производстве изделий из высокоэффективных полиуретанов, логично ожидать, что они понимают важность адгезии материала к металлу, контролируют этот процесс. Это не гарантия, но серьезный сигнал. Основанная в 2020 году как правопреемник — это часто значит, что унаследован не только бренд, но и технологические наработки, что в нашем деле бесценно.
Все кабинетные расчеты летят в тартарары, когда AGV выезжает в цех. Вот пара живых примеров. Первый — пищевое производство. Там полы моют горячей водой и щелочными растворами. Колеса из стандартного полиуретана через полгода начали терять эластичность, покрываться мелкими трещинами. Пришлось искать вариант с химстойкостью. Второй пример — цех с металлообработкой. Мелкая металлическая стружка и пыль. Она набивалась в зазор между колесом и кронштейном, действуя как абразив. Решение — установка лабиринтных уплотнений и выбор колеса с гладким, без лишних пазов, профилем, где нечему забиваться.
Эти кейсы показывают, что универсального навигационного колеса для AGV не существует. Есть набор решений под разные условия. И задача интегратора — правильно их диагностировать. Иногда проще и дешевле не гнаться за суперстойким и дорогим материалом на все случаи жизни, а заложить в проект периодическую замену колес как расходник, но выбрать легко меняемую конструкцию.
Здесь снова возвращаемся к поставщику. Хорошо, когда он может не просто продать тебе колесо из каталога, а участвовать в диалоге: ?У вас такие-то условия? Попробуйте наш материал марки XYZ, он лучше работает против абразива. Нужна особая твердость? Сможем отлить партию под ваш техзаказ?. Способность к такой кастомизации — признак зрелости производителя.
Так что, если резюмировать мой опыт, то при подборе навигационных колёс я бы советовал смотреть на три вещи в комплексе. Первое — это условия эксплуатации (пол, температура, химия, чистота). Второе — требования к точности навигации (чем выше точность, тем стабильнее должен быть контакт с поверхностью и тем качественнее должна быть механика самого колеса). И третье — компетенции поставщика. Не просто его каталог, а именно глубина работы с материалом.
Стоит задавать вопросы: из чего именно сделан полиуретан, каков его показатель остаточной деформации, как обеспечивается сцепление с металлической ступицей, есть ли тестовые отчеты по износу в разных средах. Если поставщик, такой как ООО Юнчжоу Ялидэ Технолоджи, позиционирует себя как предприятие, специализирующееся на разработке и синтезе, значит, у него должны быть ответы на эти вопросы. И это уже уровень выше, чем просто торговая компания, перепродающая шильдики.
В конечном счете, правильные колеса — это не та деталь, на которой можно сильно сэкономить. Их незаметно, когда всё работает. Но когда они подобраны неправильно, проблемы сыпятся на всю систему: от навигации и энергопотребления до надежности механики. И исправлять это всегда дороже и дольше, чем сделать вдумчивый выбор вначале. Проверено на практике.