CN104570914A - 一种堆垛机伺服定位系统 - Google Patents

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王猛
刘晓栋
高锦辉
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    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts

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Abstract

本发明公开一种堆垛机伺服定位系统，包括编码器、变频器、编码器卡、通讯卡、编程卡及可编程逻辑控制器。所述编码器设置于堆垛机电机上，所述变频器电连接所述堆垛机电机，所述编码器卡与编码器的输出端电性连接，所述编程卡连接变频器，并通过通讯卡通信连接可编程逻辑控制器。发明优点如下：一、定位精确，实现变频器无级调速，堆垛机行走平滑。二、实现了堆垛机的零速抱闸，且停止时堆垛机无晃动。三、成低，易于推广应用。四、可编程逻辑控制器的编程工作量小，对程序的扫描时间影响小。

Description

一种堆垛机伺服定位系统
技术领域
本发明涉及堆垛机伺服定位技术领域，尤其涉及一种堆垛机伺服定位系统。
背景技术
目前，传统的堆垛机定位调速方法基本包括如下三种：一、编码器+认址片，通过变频器多段速进行调速定位。该方案为现在大多数堆垛机采用的控制方式，优点在于成本较低。缺点在于认址采用相对认址，认址精度较差(±10mm)，无法进行快速的定位，无法满足对于对出入库节拍有一定要求的客户。二、绝对值编码器+可编程逻辑控制器(PLC)，控制变频器无级变速进行定位。该方案优点在于定位精度较高，堆垛机运行过程较平滑。缺点在于加减速过程较长，必须设定一个最低速度，无法实现零速抱闸，堆垛机停止的时候有晃动。PLC程序量较大，影响PLC整个程序的扫描时间，设置参数较多，用户不易上手。三、绝对值编码器+增量式编码器+伺服控制器进行定位。该方案优点在于定位精度高，堆垛机响应时间快，堆垛机运行平稳。缺点在于成本较高，不易推广应用。
发明内容
本发明的目的在于通过一种堆垛机伺服定位系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种堆垛机伺服定位系统，包括编码器、变频器、编码器卡、通讯卡、编程卡及可编程逻辑控制器；其中，所述编码器设置于堆垛机电机上，用于实时采集堆垛机的位置信号；所述变频器电连接所述堆垛机电机，用于根据可编程逻辑控制器输出的指令，控制堆垛机电机动作；所述编码器卡与编码器的输出端电性连接，用于采集编码器输出的脉冲信号，并通过通讯卡输出给可编程逻辑控制器；所述编程卡连接变频器，并通过通讯卡通信连接可编程逻辑控制器，用以编写、存储定位程序。
特别地，所述堆垛机伺服定位系统还包括绝对值编码器，与设置于堆垛机电机上的编码器进行双闭环定位。
本发明提出的堆垛机伺服定位系统优点如下：一、定位精确，实现变频器无级调速，堆垛机行走平滑。二、实现了堆垛机的零速抱闸，且停止时堆垛机无晃动。三、成本低，易于推广应用。四、可编程逻辑控制器的编程工作量小，对程序的扫描时间影响小。
附图说明
图1为本发明实施例提供的堆垛机伺服定位系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的堆垛机伺服定位系统结构图。
本实施例中堆垛机伺服定位系统具体包括编码器101、变频器102、编码器卡103、通讯卡104、编程卡105及可编程逻辑控制器106。
所述编码器101设置于堆垛机电机107上，用于实时采集堆垛机的位置信号。所述变频器102电连接所述堆垛机电机107，用于根据可编程逻辑控制器106输出的指令，控制堆垛机电机107动作。所述编码器卡103与编码器101的输出端电性连接，用于采集编码器101输出的脉冲信号，并通过通讯卡104输出给可编程逻辑控制器106。所述编程卡105连接变频器102，并通过通讯卡104通信连接可编程逻辑控制器106，用以编写、存储定位程序。本实施例中还可以接入绝对值编码器108，与设置于堆垛机电机107上的编码器101进行双闭环定位，可以有效解决轮子打滑引起的编码器101计数误差。
于本实施例中编程卡105通过CoDeSys软件进行程序编写，现有程序使变频器102具有多种伺服模式：如手动、参考值设定、绝对定位、相对定位、回零等模式。程序中同样可以设置位置误差窗口，即若堆垛机当前位置与目标位置差值在此误差范围内，则程序将会给可编程逻辑控制器106一个到位信号，通知可编程逻辑控制器106堆垛机已经开到位，可以停车。另外，本发明只是使变频器102具有伺服功能，但所驱动的电机还是异步电机，由于异步电机与永磁同步电机在动态响应上还是有本质的差别，所以堆垛机在运动减速时，要防止超调，即设定正确的减速斜坡时间。需要说明的是，定位窗口计算方法及上述响应的计算方法为已知算法，在此不再赘述。
在本实施例中，现与可编程逻辑控制器106通讯报文结构为8个输入字8个输出字，即可编程逻辑控制器106往变频器102写入8个字，变频器102回报给可编程逻辑控制器1068个字的报文。可编程逻辑控制器106往变频器102写的报文为：1.控制字，2.目标位置值低16位，3.目标位置值高16位，4.运行最高速度，5.加速时间，6.减速时间，7.设定参考点数值低16位，8.设定参考点数值高16位。可编程逻辑控制器106读取变频器102的报文为：1.错误代码，2.状态字，3.当前位置值低16位，4.当前位置值高16位，5.变频器102当前运行速度。现举例扼要说明：如可编程逻辑控制器106需控制堆垛机走到某一位置时只需将1.控制字，2.目标位置值低16位，3.目标位置值高16位，4.运行最高速度，5.加速时间，6.减速时间，这六个参数写入对应的编程卡105数据块，当变频器102收到这些参数后就会以设定的模式运动到指定的位置，并将变频器102当前状态字、错误码、位置值回报给可编程逻辑控制器106。当变频器102检测堆垛机已经运行到指定位置时会上通知可编程逻辑控制器106堆垛机已经到位，可编程逻辑控制器106接收到此型号后，输出控制指令，停止变频器102的工作。
为了易于理解本发明的技术方案，现对一个简要定位控制流程中可编程逻辑控制器106的工作过程作扼要说明，过程如下：一、可编程逻辑控制器106将需要写入及读取变频器102的参数转存到M区；二、先使能变频器102，同时将目标位置值、加减速时间等参数写入变频器102；三、变频器102使能后将使能信号回报给可编程逻辑控制器106，可编程逻辑控制器106收到此信号后再定义变频器102需要已哪种模式运行；四、当堆垛机运行到指定位置后，变频器102回报给可编程逻辑控制器106一个到位信号，可编程逻辑控制器106收到此信号后停止变频器102的工作。另：本实施例中所限定设备中虽然需加载计算机程序，但并非对计算机程序本身的改进，而是仅实现计算机程序的已有功能。
本发明的技术方案优点如下：一、定位精确，实现变频器无级调速，堆垛机行走平滑。二、实现了堆垛机的零速抱闸，且停止时堆垛机无晃动。三、成本低，易于推广应用。四、可编程逻辑控制器的编程工作量小，对程序的扫描时间影响小。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。5 -->

Claims (2)

1.一种堆垛机伺服定位系统，其特征在于，包括编码器、变频器、编码器卡、通讯卡、编程卡及可编程逻辑控制器；所述编码器设置于堆垛机电机上，用于实时采集堆垛机的位置信号；所述变频器电连接所述堆垛机电机，用于根据可编程逻辑控制器输出的指令，控制堆垛机电机动作；所述编码器卡与编码器的输出端电性连接，用于采集编码器输出的脉冲信号，并通过通讯卡输出给可编程逻辑控制器；所述编程卡连接变频器，并通过通讯卡通信连接可编程逻辑控制器，用以编写、存储定位程序。
2.根据权利要求1所述的堆垛机伺服定位系统，其特征在于，还包括绝对值编码器，与设置于堆垛机电机上的编码器进行双闭环定位。
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