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標(biāo)題: 伺服產(chǎn)品在高速堆垛機(jī)上的應(yīng)用 [打印本頁(yè)]

作者: 寂靜天花板 時(shí)間: 2015-12-24 19:24
標(biāo)題: 伺服產(chǎn)品在高速堆垛機(jī)上的應(yīng)用
傳統(tǒng)的堆垛機(jī)大多采用變頻器控制，利用外部IO點(diǎn)停車或者將外部編碼器接至PLC，再通過(guò)PLC給變頻器不同的速度指令。其弊端是定位動(dòng)作無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速度及高加速度，且PLC需要干預(yù)定位的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，為現(xiàn)場(chǎng)的編程調(diào)試帶來(lái)巨大的麻煩。
隨著物流行業(yè)的快速發(fā)展，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的高速堆垛機(jī)已成為倉(cāng)儲(chǔ)物流的重要組成部分，促進(jìn)了伺服系統(tǒng)特別是高端伺服系統(tǒng)在堆垛機(jī)行業(yè)的廣泛應(yīng)用。
夾抱式堆垛機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)
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設(shè)備在機(jī)械上行走采用夾輪結(jié)構(gòu)，由一臺(tái)9400伺服控制器同時(shí)控制兩臺(tái)MCA行星減速伺服電機(jī)，軌道長(zhǎng)度為40m，高度為18m，上端安裝有防搖擺電機(jī)，安裝夾輪類似行走驅(qū)動(dòng)端，提升采用齒輪同步帶結(jié)構(gòu)，貨叉可兩端出叉，貨叉控制器安裝在載貨臺(tái)上，由滑觸線供電。電氣上，9400伺服系統(tǒng)與上位系統(tǒng)采用Profinet進(jìn)行通信，行走、提升與防搖擺之間通過(guò)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)控制總線相連。行走和提升均采用雙閉環(huán)形式，外部測(cè)距采用SSI激光測(cè)距傳感器。
解決方案
配置產(chǎn)品主要包括9400伺服控制器、MCA伺服減速電機(jī)及電纜等附件。9400伺服控制器負(fù)責(zé)設(shè)備的定位動(dòng)作，安全保護(hù)以及軸間管理。智能化的單軸結(jié)構(gòu)大大提高了設(shè)備運(yùn)行效率、安全性以及維護(hù)性。與上位PLC的數(shù)據(jù)交換可達(dá)到32個(gè)WORD，控制信息和反饋信息均可自由定義。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的速度與加速度指標(biāo)分別為：行走300m/min和2.5m/s；提升150m/min和2.5m/s；貨叉90m/min和1.5m/s。
9400HL是Lenze高性能伺服控制器，具備強(qiáng)大的可編程能力以及豐富的聯(lián)網(wǎng)可能，本身內(nèi)嵌了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制總線，可用于各軸之間的互聯(lián)。功率段從0.37kW至370kW，可滿足現(xiàn)場(chǎng)絕大多數(shù)應(yīng)用。9400采用創(chuàng)新的模塊化設(shè)計(jì)，具備專門的程序存儲(chǔ)卡，為最終用戶的使用及更換等帶來(lái)了極大的便利。9400HL特有的背板安裝方式和全快速插拔式接口設(shè)計(jì)，讓驅(qū)動(dòng)器的維護(hù)或替換更加靈活方便，無(wú)需專業(yè)知識(shí)即可快速正確地完成驅(qū)動(dòng)器的更換或診斷。
Lenze提供的伺服減速電機(jī)具備精度高、耐沖擊和效率高等特點(diǎn)，非常適合往返定位等應(yīng)用場(chǎng)合。由于電機(jī)動(dòng)力電纜和抱閘電纜是同一根電纜，因此必須采用混合電纜的形式，以避免現(xiàn)場(chǎng)可能的干擾。反饋電纜推薦使用Lenze的雙絞屏蔽電纜，同時(shí)有柔性電纜可選。

方案特點(diǎn)及結(jié)果
一是采用防搖擺驅(qū)動(dòng)：鑒于提升立柱高度較高，在未加入防搖擺驅(qū)動(dòng)時(shí)，行走在下方到達(dá)位置后，立柱通常需要晃動(dòng)2至3秒的時(shí)間才能穩(wěn)定下來(lái)，加入防搖擺驅(qū)動(dòng)后，系統(tǒng)幾乎沒(méi)有搖擺，節(jié)省了行走定位花費(fèi)的時(shí)間。防搖擺驅(qū)動(dòng)與行走驅(qū)動(dòng)采用內(nèi)部運(yùn)動(dòng)控制總線連接，實(shí)時(shí)跟蹤行走的速度。
二是實(shí)行軸間智能管理：普通堆垛機(jī)的行走和提升是獨(dú)立的，即不管定位距離大小，兩軸分別做定位，在實(shí)際應(yīng)用中有時(shí)是不必要的，或不經(jīng)濟(jì)的。為了滿足各種不同現(xiàn)場(chǎng)的不同需求，Lenze專門為堆垛機(jī)開(kāi)發(fā)了軸間智能管理模板，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的速度、加速度以及定位距離，系統(tǒng)自動(dòng)插補(bǔ)計(jì)算出合理的曲線，按照優(yōu)化的曲線運(yùn)行。系統(tǒng)可以通過(guò)插補(bǔ)計(jì)算實(shí)現(xiàn)同時(shí)啟動(dòng)，同時(shí)到達(dá)，或者錯(cuò)峰啟動(dòng)，同時(shí)到達(dá)。同時(shí)，各軸之間通過(guò)直流母線共聯(lián)實(shí)現(xiàn)了能量的交互，提升在發(fā)電狀態(tài)下反饋的能量，可以被行走使用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了綠色節(jié)能。
三是抱閘提供自動(dòng)控制邏輯：Lenze在需要抱閘應(yīng)用的場(chǎng)合提供專門的抱閘控制模塊以及相應(yīng)的配合邏輯，不需要用戶外接繼電器，抱閘控制模塊可以直接輸出電機(jī)抱閘需要的電壓，這樣不僅避免了繼電器帶來(lái)的時(shí)間延遲以及粘連危險(xiǎn)，同時(shí)可以由驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部設(shè)置相對(duì)應(yīng)的抱閘控制邏輯，設(shè)置抱閘的打開(kāi)時(shí)間以及關(guān)閉時(shí)間。抱閘模塊同時(shí)具備斷路檢測(cè)功能，斷路時(shí)系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)停機(jī)。
四是可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)及安全聯(lián)鎖：電機(jī)端反饋和外部反饋可以同時(shí)接至9400，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)，定位過(guò)程中的曲線計(jì)算由9400單獨(dú)完成。電機(jī)溫度反饋、制動(dòng)電阻溫度反饋、極限開(kāi)關(guān)、斷帶開(kāi)關(guān)等安全保護(hù)點(diǎn)都可以直接接至驅(qū)動(dòng)器，不僅可以快速響應(yīng)外部觸發(fā)，同時(shí)也可以通過(guò)總線上傳至上位。防搖擺驅(qū)動(dòng)、提升驅(qū)動(dòng)與行走驅(qū)動(dòng)之間需要一定的安全聯(lián)鎖，這些均可在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)編程實(shí)現(xiàn)，無(wú)須外部PLC的干預(yù)。
五是系統(tǒng)零位自尋：全閉環(huán)系統(tǒng)采集外部編碼器位置，可以直接作為系統(tǒng)的當(dāng)前位置，無(wú)需再次尋零，同時(shí)可以設(shè)置零點(diǎn)的偏移量。對(duì)于采用單反饋的貨叉電機(jī)，第一次尋零后可以將零點(diǎn)保存在驅(qū)動(dòng)器中，再次上電無(wú)需尋零。
Lenze9400伺服系統(tǒng)以其強(qiáng)大的伺服控制能力，邏輯編程能力，保證了該堆垛機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)的高速穩(wěn)定運(yùn)行。

作者: txq678453 時(shí)間: 2015-12-25 08:11
強(qiáng)大　向往

作者: mrplplplpl 時(shí)間: 2015-12-25 08:35
謝謝樓主的帖子，學(xué)習(xí)了

作者: 左手的幸福 時(shí)間: 2015-12-25 08:42
這個(gè) 國(guó)內(nèi)好像有做得

作者: 螺旋線 時(shí)間: 2015-12-25 08:48
類似的項(xiàng)目，朋友就做過(guò)，關(guān)鍵問(wèn)題是：高
1，高度高，必須上下同步驅(qū)動(dòng)，否則不光是搖擺的問(wèn)題。
2，速度高，加速度大。所以剎車能量的處理就要小心了。朋友在這個(gè)點(diǎn)上困繞了好長(zhǎng)時(shí)間，最終解決。制動(dòng)電阻根本不能靠溫度反饋來(lái)解決，燒電阻都是瞬間的事情。但作為長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行的監(jiān)控還是有必要的。
其他就是常規(guī)的了，現(xiàn)在都是總線時(shí)代。

作者: 自動(dòng)daysummer 時(shí)間: 2015-12-29 21:04
這個(gè)行業(yè)現(xiàn)在不錯(cuò)

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