一種多層數控式存取提升機構控制系統的制作方法

本發明屬于屬于倉儲自動化設備領域，用于電力計量資產庫房倉儲自動化設備，尤其是一種多層數控式存取提升機構控制系統。

背景技術：

隨著自動化技術的迅猛發展，全自動物流倉儲多采用高層貨架和電氣物流取放貨設備結合使用，對庫房場地具有一定要求，對于庫房高度低，庫房面積小，采用高層貨架方式的全自動物流倉儲不適應。針對如上情況，需要采用多列全自動密集柜進行存儲，機械手作為存取設備，兩者配套使用。解決庫房高度和面積不足問題，實現密集倉儲。全自動密集柜按單箱多層存儲，根據密集柜存儲形式，機械手采用多層數控式存取提升機構，采用伺服，對儲位精確定位。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種節約能源、自動執行、穩定可靠、適于推廣的多層數控式存取提升機構控制系統。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種多層數控式存取提升機構控制系統，其特征在于：包括自動控制和手動控制兩種控制方法：

當自動控制時，

⑴系統須首先進行回原，將累計倍隙誤差歸零；

自動回原操作：設備首次上電后，自動模式下的PLC會控制伺服執行自動回原操作，回原完成后，將當前位置設備為電氣原點；

⑵PLC首先判斷伺服狀態是否為就緒，若是則給伺服發送一個目標位置，伺服收到并根據設定好的速度、加減速度和當前位置，伺服自動運行到目標位置，到位和通知上位機；

⑶遇到極限或其他報警錯誤時將中斷執行，根據上一步驟改變自身狀態并將錯誤代碼通過總線通知上位機；PLC通過Canopen通訊連續讀取伺服實際位置和監測保護光電信號，伺服在運行中不斷監測極限開關等信號。

而且，當執行手動控制時，PLC通過操作手柄收到向上或向下信號，然后判斷伺服是否處于就緒狀態，若是則同時伺服執行速度指令，當PLC檢測到操作手柄信號消失時，控制伺服使用停止指令停止電機運行。

而且，步驟⑵PLC首先判斷伺服狀態時，PLC通過Canopen總線不斷讀取各個伺服狀態，伺服包括以下八種狀態：

未使能狀態——此時伺服不能控制電機執行任何操作；

就緒狀態——表明伺服可以隨時執行任何操作；

回原狀態——表明伺服正在執行自動回原操作；

錯誤狀態——表明伺服發生錯誤，若要執行新指令必須首先復位伺服；

停止狀態——當伺服正在執行時被停止指令打斷但還是停止完成時的狀態；

離散運動狀態——當伺服執行絕對位移，相對位移，附加位移指令時的狀態；

連續運動狀態——當伺服指令速度指令，如手動操作，追加位移指令時的狀態；

同步運動狀態——多軸同步運動時的狀態，該設備暫時不用。

而且，本控制系統所應用的多層數控式存取伸縮機構，包括機構外框架、驅動軸、升降電機、同步帶、轎廂以及貨叉，機構外框架為一立方形框架，在該機構外框架上端中部水平橫向安裝有一驅動軸，驅動軸的一端伸出機構外框架外并同軸安裝有一升降電機，在機構外框架橫向兩側壁的中部分別安裝有一由驅動軸同步驅動轉動的同步帶，在該兩側的同步帶驅動安裝在機構外框架內側的轎廂上、下移動；

轎廂橫向兩側內壁上均對稱安裝有上、下間隔的四組導軌，每組導軌上均安裝一組可相對夾持的貨叉，每組導軌均通過聯軸器安裝有一步進電機，步進電機驅動對應的貨叉沿導軌水平前、后移動，向前伸出轎廂，向后收入轎廂；導軌采用無間隙鋁合金導軌。

本發明的優點和積極效果是：

1、本系統采用高精度伺服定位控制，自動校正偏差。

2、本系統運動點具備多重保護，運行安全可靠。

3、本系統采用Canopen總線，且支持應用層協議DS402，符合IEC61800-7-201和IEC61800-7-301設備規范，集成簡單方便，通訊穩定可靠。

4、本系統采用同步帶提升，保證機械精度；提升機構采用無間隙導軌，提高提升機構的穩定性和精確度。

附圖說明

圖1為控制系統原理圖；

圖2提升電機主回路；

圖3為多層數控式存取提升機構的結構示意圖。

附圖標記：1升降電機，2驅動軸，3機構外框架，4同步帶，5步進電機，6轎廂，7定位霍爾開關，8貨叉，9夾持塊，10導軌。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。

一種多層數控式存取提升機構控制系統，包括自動控制和手動控制兩種控制方法：

當執行自動控制時，

⑴系統須首先進行回原，將累計倍隙誤差歸零；

自動回原操作：設備首次上電后，自動模式下的PLC會控制伺服執行自動回原操作，回原完成后，將當前位置設備為電氣原點——即零脈沖點；

⑵PLC首先判斷伺服狀態是否為就緒，若是則給伺服發送一個目標位置，伺服收到并根據設定好的速度、加減速度和當前位置，自動運行到目標位置，到位和通知上位機；

①讀取伺服狀態時PLC通過Canopen總線不斷讀取各個伺服狀態，伺服包括以下八種狀態：

未使能狀態——此時伺服不能控制電機執行任何操作；

就緒狀態——表明伺服可以隨時執行任何操作；

回原狀態——表明伺服正在執行自動回原操作；

錯誤狀態——表明伺服發生錯誤，若要執行新指令必須首先復位伺服；

停止狀態——當伺服正在執行時被停止指令打斷但還是停止完成時的狀態；

離散運動狀態——當伺服執行絕對位移，相對位移，附加位移指令時的狀態；

連續運動狀態——當伺服指令速度指令，如手動操作，追加位移指令時的狀態；

同步運動狀態——多軸同步運動時的狀態，該設備暫時不用；

②伺服的傳動采用同步帶傳動，

同步帶傳動是由一條內周表面設有等間距齒的環形皮帶和具有相應齒的帶輪所組成，運行時，帶齒與帶輪的齒槽相嚙合傳遞運動和動力，其綜合了皮帶傳動、鏈傳動齒輪傳動各自優點的新型帶傳動；

提升電機通過聯軸器、減速器減速把動力傳遞給減速器軸端的同步帶輪，同步帶輪帶動同步帶運動，安裝在存取伸縮裝置上的滑塊與同步帶連接，同步帶的運動帶動存取伸縮機構上下運動，從而實現貨物的上、下運動。

當提升電機反向時同步帶輪與同步帶則反方向運動，從而實現貨物的上下運動；

當貨物運行到提升上極限極限位置時，碰觸定位霍爾開關，從而使電機停止運動；聯軸器為限力矩聯軸器，當力矩超過設定值時，聯軸器內部的鋼珠打滑，從而保護貨叉受到破壞，提高系統安全性；

⑶遇到極限或其他報警錯誤時將中斷執行，根據上一步驟改變自身狀態并將錯誤代碼通過總線通知上位機；PLC通過Canopen通訊連續讀取伺服實際位置和監測保護光電信號，伺服在運行中不斷監測極限開關等信號。

當執行手動控制時，

PLC通過操作手柄收到向上或向下信號，然后判斷伺服是否處于就緒狀態，若是則同時伺服執行速度指令，當PLC檢測到操作手柄信號消失時，控制伺服使用停止指令停止電機運行。

本控制系統所應用的多層數控式存取伸縮機構，包括機構外框架3、驅動軸2、升降電機1、同步帶4、轎廂6以及貨叉8，機構外框架為一立方形框架，在該機構外框架上端中部水平橫向安裝有一驅動軸，驅動軸的一端伸出機構外框架外并同軸安裝有一升降電機，在機構外框架橫向兩側壁的中部分別安裝有一由驅動軸同步驅動轉動的同步帶，在該兩側的同步帶驅動安裝在機構外框架內側的轎廂上、下移動；

轎廂橫向兩側內壁上均對稱安裝有上、下間隔的四組導軌10，每組導軌上均安裝一組可相對夾持的貨叉，每組導軌均通過聯軸器安裝有一步進電機，步進電機驅動對應的貨叉沿導軌水平前、后移動，向前伸出轎廂，向后收入轎廂；導軌采用無間隙鋁合金導軌。

貨叉的前端內側間隔均固裝有兩個夾持塊9，用于儲位或碼垛位夾取周轉箱。夾持塊采用斜面設計，增大系統魯棒性，即使有小量偏差亦不影響運行。夾持塊表面糙化處理，增大與表箱接觸摩擦力，存取穩定可靠。在每一層貨叉對應的轎廂側壁上均安裝有定位霍爾開關7，準確檢測貨叉的位置。

盡管為說明目的公開了本發明的實施例和附圖，但是本領域的技術人員可以理解：在不脫離本發明的精神和范圍內，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本發明的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內容。