CN215400960U - 适用于堆垛机的驱动节能结构以及堆垛机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于堆垛机的驱动节能结构以及堆垛机，包括控制机构、调节电源、电力源、轴模块驱动器组件以及驱动电机，所述轴模块驱动器组件上设置有母线组件，所述驱动电机与所述母线组件电连接，所述调节电源分别与所述母线组件、电力源电连接，所述控制机构与所述调节电源、轴模块驱动器组件信号连接，所述驱动电机与轴模块驱动器组件驱动连接。本实用新型既省掉了现场制动电阻安装的工作量，节约了人力成本，同时也降低了大型制动电阻外装对现场造成的安全隐患，降低了制作成本。

Description

适用于堆垛机的驱动节能结构以及堆垛机

技术领域

本实用新型涉及节能技术领域，具体地，涉及一种适用于堆垛机的驱动节能结构以及堆垛机。

背景技术

在仓储物流的堆垛机应用中，堆垛机正常工作时几乎处于不间断运行的设备，在每个工作周期中，存在较多的加减速情况，但是每次减速过程都会生成多余的能量，这些多余的能量如不能有效利用，间接的增加了客户的使用成本。

传统堆垛机驱动应用架构大多为1个逻辑PLC通过通信或者IO物理连接驱动三个轴方向的变频器，如图2所示，通过将三个轴的变频器各自连接一个制动电阻。当堆垛机在减速过程中，电机切割磁感线产生电能，会反向冲击到变频器，这时通过制动电阻来消耗这些多余的电能，一方面增加了安装制动电阻的工作量，另一方面大型制动电阻安装也带来了安全隐患。

专利文献CN109914885A公开了一种双车位节能汽车堆垛机，包括堆垛机机架及位于堆垛机机架两边的横移小车；所述堆垛机机架上设有堆垛机升降机构，并通过堆垛机升降机构能够使位于堆垛机机架两边的横移小车做上下协同运动，所述堆垛机机架上还设有堆垛机水平移动机构，并通过堆垛机水平移动机构能够使堆垛机机架两边的横移小车水平运动；所述横移小车包括堆垛机小车底板、设置在堆垛机小车底板上的横移小车架及设置在横移小车架上的横移小车载车板，但该设计仍然没有解决因频繁制动产生能量收集的问题，结构不合理。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于堆垛机的驱动节能结构以及堆垛机。

根据本实用新型提供的一种适用于堆垛机的驱动节能结构，包括控制机构、调节电源、电力源、轴模块驱动器组件以及驱动电机；

所述轴模块驱动器组件上设置有母线组件，所述驱动电机与所述母线组件电连接；

所述调节电源分别与所述母线组件、电力源电连接；

所述控制机构与所述调节电源、轴模块驱动器组件信号连接；

所述驱动电机与轴模块驱动器组件驱动连接。

优选地，所述控制机构包括第一控制单元以及第二控制单元；

所述第二控制单元分别与第一控制单元、调节电源信号连接。

优选地，所述第一控制单元采用西门子1500系列的CPU。

优选地，所述第二控制单元采用西门子S120多轴控制单元CU320-2PN。

优选地，所述轴模块驱动器组件包括第一单轴模块、第二单轴模块以及第三单轴模块；

所述母线组件包括第一直流母线、第二直流母线以及第三直流母线；

所述第一直流母线、第二直流母线、第三直流母线分别设置在所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块上。

优选地，所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块均采用西门子书本型轴模块驱动器SMM。

优选地，所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块均采用西门子书本型轴模块驱动器DMM。

优选地，所述调节电源采用西门子调节型电源模块ALM。

优选地，所述调节电源通过接口组件可拆卸的连接所述电力源。

根据本实用新型提供的一种堆垛机，采用所述的适用于堆垛机的驱动节能结构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型既省掉了现场制动电阻安装的工作量，节约了人力成本，同时也降低了大型制动电阻外装对现场造成的安全隐患，降低了成本。

2、本实用新型占用更小的空间，有利于设备的小型化。

3、本实用新型结构简单，安装方便。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的框式结构示意图；

图2为传统堆垛机驱动应用中通过制动电阻消耗多余电能的框式结构示意图；

图3为调节电源与电力源之间电路连接的结构示意图；

图4为轴模块驱动器组件与电机之间的电路连接的结构示意图；

图5为第二控制单元与其他部件相连的电路结构示意图；

图6为PLC和其输入输出模块供电接线的结构示意图；

图7为PLC的输出模块DO1输出控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1：

本实用新型提供了一种适用于堆垛机的驱动节能结构，包括控制机构、调节电源、电力源、轴模块驱动器组件以及驱动电机，所述轴模块驱动器组件上设置有母线组件，所述驱动电机与所述母线组件电连接，所述调节电源分别与所述母线组件、电力源电连接，所述控制机构与所述调节电源、轴模块驱动器组件信号连接，所述驱动电机与轴模块驱动器组件驱动连接。

进一步地，所述控制机构包括第一控制单元以及第二控制单元，所述第二控制单元分别与第一控制单元、调节电源信号连接。所述第一控制单元优选采用西门子1500系列的CPU；所述第二控制单元优选采用西门子S120多轴控制单元CU320-2PN；所述调节电源优选采用西门子调节型电源模块ALM；所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块均采用西门子书本型轴模块驱动器SMM，具体型号为6SL3120-1TE26-0AC0。本实用新型基于西门子S120的驱动控制系统，采用调节型电源模块ALM和书本型轴模块驱动器SMM(或者DMM)联合驱动电机，西门子1500系列CPU和S120多轴控制单元CU320-2PN协调控制轴模块驱动器组件。

所述轴模块驱动器组件包括第一单轴模块、第二单轴模块以及第三单轴模块，所述母线组件包括第一直流母线、第二直流母线以及第三直流母线，所述第一直流母线、第二直流母线、第三直流母线分别设置在所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块上。

所述调节电源通过接口组件可拆卸的连接所述电力源，通过接口组件安装和拆卸方便，提高了使用的便利性。

本实施例中的调节电源采用调节型电源ALM，为自控型整流/回馈单元(其中IGBT负责整流和再生回馈)并产生受控的直流母线电压，堆垛机的运动部件在减速过程中，驱动电机产生的电能反馈到轴模块驱动器组件的直流母线上，和轴模块驱动器组件的直流母线相连的调节电源将吸收这些电能，反馈到电力源(电网或蓄电池等)，供其他设备使用或者自身使用由于制动而产生的多余的电能。

本实用新型还提供了一种堆垛机，采用所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，驱动电机产生的电能反馈到轴模块驱动器组件的直流母线上，和轴模块驱动器组件的直流母线相连的调节电源将吸收这些电能，反馈到电力源进而收集使用。

实施例2：

本实施例为实施例1的优选例。

本实施例中，如图2所示，所述第一控制单元采用西门子1500系列的CPU，具体型号为6ES7511-1AK02-0AB0，所述第二控制单元采用西门子S120多轴控制单元CU320-2PN，具体型号为6SL3040-1MA01-0AA0。

本实施例中，所述调节电源采用西门子调节型电源模块ALM，为自控型整流单元，具体型号为6SL3130-7TE28-0AA3，所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块均采用西门子书本型轴模块驱动器DMM，具体型号为6SL3120-2TE21-0AD0。

接口组件为电源调节型接口模块，采用西门子调节型接口模块AIM，具体型号为6SL3100-0BE28-0AB0，调节电源与电力源之间的实际接线如图3所示，其中2L1/2L2/2L3为AC380V三相交流电电位，T1和T2为温度监控，2PE1为接地电位，24V和0V(DC)为直流24V的正和负，三相输入经过QM1断路器保护，连接至电源调节型接口模块AIM1，调节型接口模块AIM1经过预处理输出至三相电源，即输出至电力源。

如图4所示，第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块分别为货叉双轴模块DMM1、起升单轴模块SMM2、行走单轴模块SMM1，接口模块AIM1输出的三相电源到调节型电源模块ALM1，ALM1通过母线组件分别与DMM1、SMM2及SMM1相连,其中，ALM1分别与SMM2及SMM1、DMM1之间通过直流母线母排、24V直流母排相连，直流母线母排、24V直流母排均采用铜排，轴模块驱动电机动作，例如，行走单轴模块SMM1带动X轴驱动电机MA1，KA5中继触点控制整套S120多轴控制单元的使能条件。

如图5所示，AIM1和ALM1通过DRIVE-CLIQ与以CU320-2PN作为驱动控制单元的CLC通讯，而Profinet电缆连接至第一控制单元可编程控制器PLC1。如图6所示，PLC1对CLC的进行逻辑指令判断和控制，而CLC对调节型电源ALM1以及轴模块SMM和DMM进行轴的驱动控制以及能源分布调配。如图7所示，KA5由PLC1的输出控制，PLC1的输出模块DO1输出控制KA5，从而控制各模块的EP 24V和EP M，对S120达到使能控制，对S120有着最高的控制权限。

本实用新型中的接线采用PROFINET总线标准，PROFINET由PROFIBUS国际组织(PROFIBUS International，PI)推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线(如PROFIBUS)技术。

所述第二控制单元分别与调节电源、第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块均通过西门子DRIVE-CLIQ通讯电缆连接，DRIVE-CLiQ是用于西门子S120系列变频器内部组件之间的专用通讯协议

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，包括控制机构、调节电源、电力源、轴模块驱动器组件以及驱动电机；

所述轴模块驱动器组件上设置有母线组件，所述驱动电机与所述母线组件电连接；

所述调节电源分别与所述母线组件、电力源电连接；

所述控制机构与所述调节电源、轴模块驱动器组件信号连接；

所述驱动电机与轴模块驱动器组件驱动连接。

2.根据权利要求1所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，所述控制机构包括第一控制单元以及第二控制单元；

所述第二控制单元分别与第一控制单元、调节电源信号连接。

3.根据权利要求2所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，所述第一控制单元采用西门子1500系列的CPU。

4.根据权利要求2所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，所述第二控制单元采用西门子S120多轴控制单元CU320-2PN。

5.根据权利要求1所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，所述轴模块驱动器组件包括第一单轴模块、第二单轴模块以及第三单轴模块；

所述母线组件包括第一直流母线、第二直流母线以及第三直流母线；

所述第一直流母线、第二直流母线、第三直流母线分别设置在所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块上。

6.根据权利要求5所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块均采用西门子书本型轴模块驱动器SMM。

7.根据权利要求5所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，所述第一单轴模块、第二单轴模块、第三单轴模块均采用西门子书本型轴模块驱动器DMM。

8.根据权利要求1所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，所述调节电源采用西门子调节型电源模块ALM。

9.根据权利要求1所述的适用于堆垛机的驱动节能结构，其特征在于，所述调节电源通过接口组件可拆卸的连接所述电力源。

10.一种堆垛机，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的适用于堆垛机的驱动节能结构。

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