專利名稱：一種使堆垛機(jī)快速精準(zhǔn)定位與無級調(diào)速的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使堆垛機(jī)快速精準(zhǔn)定位與無級調(diào)速的方法，尤其涉及一種用 于自動化立體倉庫中使堆垛機(jī)快速精準(zhǔn)定位與激光測距、無級調(diào)速的方法，廣泛 應(yīng)用于機(jī)械、食品、煙草、電子、汽車、配送中心、藥品、電器和倉儲等領(lǐng)域, 屬于堆垛機(jī)電氣控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
如圖l、 2所示，為原自動化立體倉庫結(jié)構(gòu)示意圖，所述的自動化立體倉庫 由立體庫貨架l、堆垛機(jī)2、貨箱3、地軌4、出入庫臺5、輸送機(jī)6組成，在自 動化立體倉庫內(nèi)設(shè)有一排排的立體庫貨架1，每一排立體庫貨架1上設(shè)有一個個 貨箱3，在每兩排立體庫貨架1之間設(shè)有地軌4，在地軌4的出入端設(shè)有出入庫 臺5和輸送機(jī)6，在地軌4上設(shè)有可以來回行駛的堆垛機(jī)2，其工作流程為
入庫作業(yè)流程接收入庫作業(yè)命令一出入庫臺5—取貨箱3—堆垛機(jī)2— 立體庫貨架1—存貨箱3—返回出入庫臺5—入庫作業(yè)完成待機(jī)；
出庫作業(yè)流程接收出庫作業(yè)命令一去目的地址一立體庫貨架1—取貨箱
3—堆垛機(jī)2—出入庫臺5—存貨箱3—輸送機(jī)6—出入庫臺5—完成出庫達(dá)入庫 臺待機(jī)；
堆垛機(jī)是自動化立體倉庫中的核心裝備及主要搬運(yùn)設(shè)備，其主要用途是在高 層立體貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運(yùn)行，將位于巷道口的貨物自動存取，并放入指定 的貨位即入庫作業(yè)，或者取出貨位內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口即出庫作業(yè)，或者將貨 物從一個貨位移位放入到另一個貨位中即盤庫移貨作業(yè)，廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈物 流、精確倉儲、快速配送中。
目前，在堆垛機(jī)定位控制中采用讀取貨位檢測片的方式來進(jìn)行認(rèn)址與計數(shù)， 這種方式存在不少問題與缺點(diǎn)，其一這種方式屬于離散的相對認(rèn)址，定位精度較 低，即定位精度^士10rara,在高速運(yùn)行中極易出現(xiàn)漏計、誤計等情況，造成計數(shù) 與定位與不準(zhǔn)確，運(yùn)行不可靠；其二受到計數(shù)檢測元件精度與靈敏度的限制，限 制了堆垛機(jī)的運(yùn)行速度的提高，為運(yùn)行速度《100—120m/min，運(yùn)行速度一高將
造成計數(shù)錯誤;其三這種定位方式在定位換速時只能以貨格間距為單位來進(jìn)行換 速控制，由于貨格間距換速控制的離散性，造成堆垛機(jī)運(yùn)行具有較大的沖擊性、 運(yùn)行穩(wěn)定性差、定位精度低、運(yùn)行噪音大、對調(diào)設(shè)備損壞大等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)影 響了堆垛機(jī)的計數(shù)可靠性、定位精度、運(yùn)行速度與效率、起動與制動的平穩(wěn)性、 運(yùn)動噪音等關(guān)鍵參數(shù)。
如圖3所示，為多級調(diào)速速度曲線圖，在圖3中有第0列地址即出入庫臺位 置(LO)、第1列 第X列貨位地址(Ll bc)、第N列地址即假設(shè)為作業(yè)目的 列位置Dest (LN)、第X列地址即堆垛機(jī)停靠的當(dāng)前列位置Current (LX)、最小 速度值(Vmin)、最大速度值(Vmax)、 N個不同的運(yùn)行過程速度值(Vl VN)、 運(yùn)行動態(tài)速度值(Vx)、距目的地位移差(AL)、列差(An)、列間距(ALO)、 運(yùn)行速度值(Vrpm)參數(shù)，在采用檢測片來進(jìn)行計數(shù)與定位時，其計數(shù)原理是在 立體貨架的每一個貨格安裝一個檢測片，通過堆垛機(jī)上的光電認(rèn)址器來進(jìn)行信息 讀取，堆垛機(jī)在巷道內(nèi)來回穿梭運(yùn)行時每經(jīng)過一檢測片時計數(shù)器+1或-1，列差 (An)也相應(yīng)的+1或-1，當(dāng)列差(An)為O時表示已達(dá)目的地，其位移差(△ L=An*ALO)是通過列差(An)乘上列間距(ALO)來求得；在運(yùn)行過程中， 計數(shù)信號和列差是離散的，也就是說調(diào)速控制時所采集到的控制信號也是離散 的，在減速定位過程中必須在有計數(shù)信號處才可變速，這樣就決定了其速度曲線 也是離散的；為了達(dá)到低速平穩(wěn)停車必須提前進(jìn)行分段換速，而且只有在檢測片 處采集到計數(shù)信號才可換速，這樣就形成了圖3這樣的多級分段的調(diào)速曲線，其 速度沿著Vmax — Vn —……一V3— V2— VI— Vmin的過程分級換速并停止 在目的列地址，由于其換速是離散多級的，必然造成多次換速階躍并產(chǎn)生沖擊， 這將對大慣量高速運(yùn)行的堆垛機(jī)在其運(yùn)行穩(wěn)定性、定位精度、運(yùn)行噪音、對調(diào)備 損壞等方面有很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使堆垛機(jī)快速精準(zhǔn)定位與無級調(diào)速的方法，它不僅 能有效地解決計數(shù)與定位的精度與可靠性問題，而且能方便地進(jìn)行自動調(diào)速控 制，優(yōu)化起動與制動性能，提升堆垛機(jī)的整機(jī)性能。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種使堆垛機(jī)快速精準(zhǔn)定位與無 級調(diào)速的方法，其特征在于，應(yīng)用激光測距與定位控制技術(shù)，實現(xiàn)堆垛機(jī)絕對認(rèn)
址，實現(xiàn)堆垛機(jī)高速運(yùn)行時連續(xù)的無級調(diào)速，其方法為
第一步.將激光測距器安裝在堆垛機(jī)的后端，將紅外通訊器A安裝在堆垛機(jī)的前 端，將激光反射板安裝在地軌的出入端口，在地軌的末端安裝紅外通訊 器B和端頭安全撞塊，紅外通訊器A和紅外通訊器B成一直線相對應(yīng)， 紅外通訊器B與上位監(jiān)控機(jī)連接；
第二步.將激光測距器與堆垛機(jī)上電控柜中的PLC可編程控制器相連接，另外
PLC可編程控制器也與水平運(yùn)行變頻器相連接，PLC可編程控制器通過 DP雙絞線與紅外通訊器A連接;PLC可編程控制器與上位監(jiān)控機(jī)的數(shù)據(jù)
通訊是通過紅外通訊器A、通過紅外通訊器B通道進(jìn)行的；
第三步.用PLC語句表語言進(jìn)行PLC程序編制，并運(yùn)行在PLC可編程控制器上， 對整個定位測距與調(diào)速進(jìn)行自動控制； 3. l.進(jìn)行堆垛機(jī)的測距與定位-
3. 1. 1.在PLC上電初始化自檢自測時通過激光測距器將其出入庫臺和 每一個貨格的絕對地址數(shù)據(jù)讀出，并自動保存到PLC內(nèi)部的目的列地址 (L0—LN)的數(shù)據(jù)塊(DB0—DBN)中，進(jìn)行目的地址數(shù)據(jù)表的修改設(shè)置 與保存固化，形成一張目的地址(L0 — LN)數(shù)據(jù)表供堆垛機(jī)運(yùn)行定位比 較用；
3. 1. 2堆垛機(jī)的作業(yè)過程是
當(dāng)堆垛機(jī)接受到上位監(jiān)控機(jī)或操作面板觸摸屏下達(dá)的作業(yè)指令時，PLC 可編程控制器接受指令并裝入作業(yè)地址，設(shè)定與修改目標(biāo)指針指向相應(yīng) 的目的地址數(shù)據(jù)表對應(yīng)的作業(yè)目的地址數(shù)據(jù)(LN)，同時通過激光測距器 讀取堆垛機(jī)當(dāng)前實際位置值(LX=ID0)，采集到這些數(shù)據(jù)信息后在PLC 內(nèi)部自動計算與處理，通過公式(AL = LX - LN)可以計算出當(dāng)前位 置(LX=ID0)與目的地址(LN)位移差A(yù)L，其中目的地址數(shù)據(jù)(LN)是 固定不變的，由公式(AL = LX - LN)可知位移差A(yù)L是隨著當(dāng)前實 際位置值(LX=ID0)連續(xù)變化的； 3. 2.實現(xiàn)堆垛機(jī)的無級調(diào)速 通過PLC內(nèi)部程序來自動計算其運(yùn)行速度值(Vx)， 其速度控制計算函數(shù)如下j^-^"2" AZ-(Cx-DxAI)
當(dāng)計算結(jié)果 Vx > Vmax時，取Vrpm = Vmax (常數(shù))；
當(dāng)計算結(jié)果 Vmin《Apls《Amax時，取Vrpm = Vx (連續(xù)變量)； 當(dāng)計算結(jié)果 Vx < Vmin時，取Vrpm = Vmin (常數(shù))；
式中Vx -~堆垛機(jī)計算速度(rpm)Vrpm ---運(yùn)行速度值(轉(zhuǎn)/分) AL - —堆垛機(jī)運(yùn)行位移差(pis) Ax ---堆垛機(jī)水平運(yùn)行加速度
(m/s2)
Bx ---單位轉(zhuǎn)換系數(shù) Cx 、 Dx- —高低速修正系數(shù)(rpm) 所述的堆垛機(jī)水平運(yùn)行加速度Ax為2. 21m/s2，單位轉(zhuǎn)換系數(shù)Bx為4. 63 ， 高低速修正系數(shù)Cx為1545 、 Dx為0. 107。 由于堆垛機(jī)的運(yùn)行速度值(Vx)是由位移差A(yù)L計算得出，所以運(yùn)行速度值 (Vx)是隨著位移差A(yù)L的變化而連續(xù)變化的，這樣就可以連續(xù)地控制堆垛機(jī)的 運(yùn)行速度并通過程序自動進(jìn)行換速，從而實現(xiàn)堆垛機(jī)的無級變速。
本發(fā)明采用激光測距與定位控制技術(shù)、無級調(diào)速自動控制技術(shù)，采用激光測 距實現(xiàn)了絕對認(rèn)址方式，使得每一個貨位地址相對于反光板的基準(zhǔn)位置均是唯一 的，提高其定位與檢測精度、計數(shù)與定位可靠性，本發(fā)明由連續(xù)的絕對認(rèn)址控制 方式替代離散的相對認(rèn)址控制方式，不僅提高了編址的靈活性，易于實現(xiàn)貨格、 出入庫臺地址數(shù)據(jù)和運(yùn)行速度值的設(shè)置；易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)比較、自動計數(shù)、自動換 速及精準(zhǔn)定位，使其定位精度可達(dá)到土3mm，運(yùn)行速度達(dá)到200 — 280m/min，為 實現(xiàn)高速運(yùn)行提供了前提和關(guān)鍵技術(shù)，采集激光測距絕對認(rèn)址的數(shù)據(jù)，應(yīng)用無級 調(diào)速自動控制技術(shù)，結(jié)合矢量變頻器的閉環(huán)速度控制構(gòu)成完整的速度自動控制與 調(diào)速系統(tǒng)，優(yōu)化調(diào)速曲線，實現(xiàn)堆垛機(jī)高速運(yùn)行時的連續(xù)平滑調(diào)速，使堆垛機(jī)具 有快速平穩(wěn)的起動與制動性能，確保堆垛機(jī)的定位精度、平穩(wěn)性和運(yùn)動噪音等參 數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提高了認(rèn)址與定位的可靠性，優(yōu)化調(diào)速曲線，改善了整機(jī)高 速運(yùn)行中的沖擊性和噪音，提高了堆垛機(jī)的起動與制動性能，提高了控制的靈活 性。


圖1為原自動化立體倉庫結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為原自動化立體倉庫俯視圖3為多級調(diào)速速度曲線圖； 圖4為本發(fā)明自動化立體倉庫結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為堆垛機(jī)電氣控制DP總線連接結(jié)構(gòu)圖； 圖7為程序流程圖； 圖8為激光測距與無級調(diào)速曲線圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實施例
如圖4所示，為本發(fā)明自動化立體倉庫結(jié)構(gòu)示意圖，所述的自動化立體倉庫 由立體庫貨架l、堆垛機(jī)2、貨箱3、地軌4、出入庫臺5、輸送機(jī)6、激光測距 器7、激光反射板8、紅外通訊器A9、紅外通訊器BIO、上位監(jiān)控機(jī)ll和端頭 安全撞塊12組成，將激光測距器7安裝在堆垛機(jī)2的后端，將紅外通訊器A9 安裝在堆垛機(jī)2的前端，將激光反射板8安裝在地軌4的出入端口、在地軌4 的末端安裝紅外通訊器B 10和端頭安全撞塊12，紅外通訊器A9和紅外通訊器 B10成一直線相對應(yīng)，紅外通訊器B10與上位監(jiān)控機(jī)11連接。
如圖5所示，為堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，所述的堆垛機(jī)2為原有機(jī)械結(jié)構(gòu)，它是 由堆垛機(jī)立柱13、堆垛機(jī)載貨臺14、電控柜15、激光測距器7、堆垛機(jī)前行走 輪16、堆垛機(jī)底梁17、堆垛機(jī)后行走輪18、紅外通訊器A9組成，堆垛機(jī)立柱 13設(shè)于堆垛機(jī)底梁17上，堆垛機(jī)立柱13上設(shè)有可上下移動的堆垛機(jī)載貨臺14， 堆垛機(jī)底梁17上端設(shè)有電控柜15，下端設(shè)有堆垛機(jī)前行走輪16和堆垛機(jī)后行 走輪18，堆垛機(jī)2在立體庫的巷道內(nèi)地軌4上來回穿梭的高速運(yùn)行，通過激光 測距器7來測量堆垛機(jī)2與激光反射板8的相對距離來實現(xiàn)測距，PLC可編程控 制器讀取激光測距器所測的長度值，并將數(shù)據(jù)用于定位比較與調(diào)速控制。
圖6是堆垛機(jī)電氣控制DP總線連接結(jié)構(gòu)圖，所述的電控柜15為原有結(jié)構(gòu)， 內(nèi)設(shè)有PLC可編程控制器19、水平運(yùn)行變頻器20、貨叉運(yùn)行變頻器21和升降運(yùn) 行變頻器22和操作面板觸摸屏23，激光測距器7通過DP雙絞線24分別與PLC 可編程控制器19和水平運(yùn)行變頻器20連接，水平運(yùn)行變頻器20通過DP雙絞線
24與升降運(yùn)行變頻器21連接，升降運(yùn)行變頻器21通過DP雙絞線24與貨叉運(yùn)
行變頻器22連接，貨叉運(yùn)行變頻器22通過DP雙絞線24與操作面板觸摸屏23 連接，PLC可編程控制器19通過DP雙絞線24與紅外通訊器A 9連接；PLC可編 程控制器19是堆垛機(jī)核心控制器件，是信息交換與處理中心，用于接受上位監(jiān) 控機(jī)11或操作面板觸摸屏23的作業(yè)指令，和接受外圍信息通過內(nèi)部程序的處理， 并輸出相關(guān)操作來對堆垛機(jī)整個系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行全面控制;上位監(jiān)控機(jī)11與PLC 可編程控制器19的數(shù)據(jù)信息通過紅外通訊器9、 10信息通道進(jìn)行，堆垛機(jī)2的 三個方向的驅(qū)動是通過PLC可編程控制器19來指揮與控制，PLC可編程控制器 19與水平運(yùn)行變頻器20、貨叉運(yùn)行變頻器22、升降運(yùn)行變頻器21不斷進(jìn)行信 息交換與處理；堆垛機(jī)2運(yùn)行中動態(tài)測距數(shù)據(jù)的獲取是通過PLC控制器19與激 光測距器7的DP通訊實現(xiàn)的，PLC控制器19讀取激光測距器所測的長度值數(shù)據(jù) (Lx=ID0)，通過PLC內(nèi)部程序?qū)y距數(shù)據(jù)的處理、位置比較、調(diào)速控制等環(huán)節(jié) 來動態(tài)地控制堆垛機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，實現(xiàn)測距與定位、動態(tài)調(diào)速控制。
如圖7所示，為程序流程圖，用PLC語句表語言進(jìn)行PLC程序編制，運(yùn)行在 PLC可編程控制器19上，對整個定位測距與調(diào)速進(jìn)行自動控制。
如圖8所示，為激光測距與調(diào)速曲線圖，通過此圖來說明激光測距與定位、 無級調(diào)速實現(xiàn)過程。在圖5中有基準(zhǔn)地址即激光測距反射板8位置(LJ)、第0 列地址即出入庫臺5位置(L0)、第1列 第X列貨位地址(Ll Lx)、第N列 地址(圖中假設(shè)為作業(yè)目的列位置Dest) (LN)、第X列地址(圖中假設(shè)為堆垛機(jī) 停靠的當(dāng)前列位置Current) (LX)、運(yùn)行動態(tài)速度值(Vx)、最小速度值(Vmin)、 最大速度值(Vmax)、 N個不同的運(yùn)行過程速度值(Vl VN)、距目的地位移差 (單位為計數(shù)脈沖pis) (AL)、運(yùn)行速度值(轉(zhuǎn)/分)(Vrpm)等參數(shù)，堆垛機(jī)2 在立體庫的巷道內(nèi)來回穿梭的高速運(yùn)行，通過測量堆垛機(jī)2當(dāng)前列位置Current (LX)與激光測距反射板8 (LJ)間的距離，可得到堆垛機(jī)2的當(dāng)前實際位置值 (LX=ID0)， PLC可編程控制器19通過DP現(xiàn)場總線讀取到當(dāng)前實際位置值 (LX=ID0)并保存到內(nèi)部數(shù)據(jù)表中，供程序計算、比較、調(diào)速用。
自動化立體庫貨架安裝固定好后每一個貨位相對于激光測距反光板8的位 置均已固定，在PLC上電初始化自檢自測時通過激光測距器將其出入庫臺和每一 個貨格的絕對地址數(shù)據(jù)讀出，并自動保存到PLC內(nèi)部的目的列地址(LO—LN)的
數(shù)據(jù)塊(DB0 — DBN)中，并進(jìn)行目的地址數(shù)據(jù)表的修改設(shè)置并保存固化，形成 一張目的地址(LO — LN)數(shù)據(jù)表供堆垛機(jī)運(yùn)行比較用；堆垛機(jī)的作業(yè)過程是當(dāng) 堆垛機(jī)接受到上位監(jiān)控機(jī)或操作面板觸摸屏作業(yè)指令時，PLC接受指令并裝入作 業(yè)地址，設(shè)定與修改目標(biāo)指針指向相應(yīng)的目的地址數(shù)據(jù)表對應(yīng)的作業(yè)目的地址數(shù) 據(jù)(LN)，同時通過激光測距器讀取堆垛機(jī)當(dāng)前實際位置值(LX=ID0)，采集到這 些數(shù)據(jù)信息后在PLC內(nèi)部自動計算與處理，通過公式(AL = LX - LN)可以計 算出當(dāng)前位置(LX=ID0)與目的地址(LN)位移差A(yù)L，其中目的地址數(shù)據(jù)(LN) 是固定不變的，由公式(AL = LX - LN)可知位移差A(yù)L是隨著當(dāng)前實際位置 值(LX4D0)連續(xù)變化的，通過PLC內(nèi)部程序來進(jìn)行自動計算其運(yùn)行速度值(Vx)， 由于堆垛機(jī)的運(yùn)行速度值(Vx)是由位移差A(yù)L計算得出，所以運(yùn)行速度值(Vx) 是隨著位移差的變化而連續(xù)變化的，這樣就可以連續(xù)地控制堆垛機(jī)的運(yùn)行速度并 通過程序自動進(jìn)行換速，從而實現(xiàn)堆垛機(jī)的無級變速，確保堆垛機(jī)的精準(zhǔn)定位和 快速平穩(wěn)起動與制動性能。
其速度控制計算函數(shù)如下= V2" AZ -(Cx-ZbrAZ)
當(dāng)計算結(jié)果 Vx > Vmax時，取V卬m = Vmax (常數(shù))；
當(dāng)計算結(jié)果 Vmin《Apis《Amax時，取Vrpm = Vx (連續(xù)變量)； 當(dāng)計算結(jié)果 Vx < Vmin時，取Vrpm = Vmin (常數(shù))；
式中Vx —-堆垛機(jī)計算速度(rpm)Vrpm —-運(yùn)行速度值(轉(zhuǎn)/分)
AL -—堆垛機(jī)運(yùn)行位移差(pis) Ax ---堆垛機(jī)水平運(yùn)行加速 度(m/s2) Bx ---單位轉(zhuǎn)換系數(shù) Cx 、 Dx-—高低
速修正系數(shù)(rpm)
厶max/Amin ---最高與最低速度時對應(yīng)的位移差 Vmax/Vmin ---最高運(yùn)行速度與最低運(yùn)行速度 Vmax是堆垛機(jī)運(yùn)行的最大速度，因受堆垛機(jī)機(jī)構(gòu)、電機(jī)性能、功率、負(fù) 載等各方面的限制，有一個最大限速值。Vmin是堆垛機(jī)運(yùn)行的最小速度， 受到負(fù)載與拖動力矩等的影響，有一個最小速度限制，速度再小就無法拖 動和正常工作。 實例分析
例如堆垛機(jī)當(dāng)前停在第5列(L5)待機(jī)，要求進(jìn)行一次出庫作業(yè)，堆垛機(jī)接 到上位監(jiān)控機(jī)的出庫作業(yè)指令，作業(yè)命令是要從當(dāng)前地址去第25列(L25) 出庫取貨，取貨畢要返回到出入庫臺(L0)卸貨，卸貨后出庫作業(yè)完成并待機(jī)， 試計算其運(yùn)行過程速度及相關(guān)的參數(shù)？
計算如下:LJ.基準(zhǔn)地址(激光測距反射板位置)L0.第0列地址(出入庫臺 位置)
Ll Lx .第1列 第X列貨位地址 LN.第N列地址(圖中假設(shè)為作
業(yè)目的列位置Dest) LX.第X列地址(圖中假設(shè)為堆垛機(jī)?？康漠?dāng)前列位 置Current) Vx.運(yùn)行動態(tài)速度值 Vmin.最小速度值 Vmax.
最大速度值 VI Vn.為N個不同的運(yùn)行過程速度值 AL.距目的
地位移差(單位為計數(shù)脈沖pls) Vrpm.運(yùn)行速度值(單位為轉(zhuǎn)/分) Cx 、 Dx—-高低速修正系數(shù)(rpm)
Ax —-堆垛機(jī)水平運(yùn)行加速度(m/s2) Bx —-單位轉(zhuǎn)換系數(shù)
第一步當(dāng)從第5列一第25列取貨時，堆垛機(jī)應(yīng)往前去第25歹U，水平速度 值為正，水平運(yùn)行速度及位移差等參數(shù)計算如下 LJ=0 pisL0=8000 pis LX=L5=58000 pis LN=L25=258000 pis Vmin = 60 rpm Vmax = 6000 rpm A L= L25-L5 = 200000 pis Ax=2.21Bx=4.63 Cx=1545Dx=0. 107
當(dāng)LX= 58000 208000 pis時，即AL〉50000 pis時，取Vrpm = Vmax =6000 .
rpm(最高速度值)；當(dāng)LX二208000 251000 pis時，即7000《AL《 50000時取Vrpm = Vx (速度在60 6000卬m連續(xù)變化)；當(dāng) LX=251000 258000 pis時，即AL〈7000 pis時取Vrpm = Vmin = 60 rpm(最小速度值)
第二步當(dāng)從第25列一第O列卸貨時，堆垛機(jī)應(yīng)后退到第O列(出入庫臺) 卸貨，水平速度值為負(fù)，水平運(yùn)行速度及位移差等參數(shù)計算如下 LJ=0 pis L0=8000 pis LX=L25=258000 pis LN=L0=8000 pis Vmin = 60 rpm Vmax = 6000 rpm 厶L= L25-LO = 250000 pis Ax=2.21Bx=4.63 Cx=1545Dx=0. 107
當(dāng)LX=258000 58000 pis時，即A L>50000 pis時，取Vrpm = Vmax = -6000 rpm(最高速度值)；當(dāng)LX=58000 15000 pis時，即7000《△ L《50000時取Vrpm = -Vx (速度在60 6000 rpm連續(xù)變化)；當(dāng) LX=15000 8000 pis時，即AL〈7000 pis時取Vrpm = Vmin = -60 rpm(最小速度值)。
本發(fā)明通過激光測距與定位技術(shù)的應(yīng)用，能夠方便可靠地實現(xiàn)光滑無級調(diào)速 曲線，結(jié)合旋轉(zhuǎn)編碼器速度負(fù)反饋閉環(huán)矢量控制，與變頻器的電流負(fù)反饋構(gòu)成雙 閉環(huán)速度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)速過程，使堆垛機(jī)有更好的速度曲線，優(yōu)化起動 與制動性能，提升堆垛機(jī)的整機(jī)性能，確保堆垛機(jī)的定位精度、平穩(wěn)性和運(yùn)動噪 音等關(guān)鍵參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種使堆垛機(jī)快速精準(zhǔn)定位與無級調(diào)速的方法，其特征在于用激光測距與定位控制技術(shù)，實現(xiàn)堆垛機(jī)絕對認(rèn)址，實現(xiàn)堆垛機(jī)高速運(yùn)行時的無級調(diào)速，其方法為第一步.將激光測距器(7)安裝在堆垛機(jī)(2)的后端，將紅外通訊器A(9)安裝在堆垛機(jī)(2)的前端，將激光反射板(8)安裝在地軌(4)的出入端口、在地軌(4)的末端安裝紅外通訊器B(10)和端頭安全撞塊(12)，紅外通訊器A(9)和紅外通訊器B(10)成一直線相對應(yīng)，紅外通訊器B(10)與上位監(jiān)控機(jī)(11)連接；第二步.將激光測距器(7)與堆垛機(jī)(2)上電控柜(15)中的PLC可編程控制器(19)相連接，另外PLC可編程控制器(19)也與水平運(yùn)行變頻器(20)相連接，PLC可編程控制器(19)通過DP雙絞線(24)與紅外通訊器A(9)連接；PLC可編程控制器(19)與上位監(jiān)控機(jī)(11)的數(shù)據(jù)通訊是通過紅外通訊器A(9)、通過紅外通訊器B(10)通道進(jìn)行的；第三步.用PLC語句表語言進(jìn)行PLC程序編制，并運(yùn)行在PLC可編程控制器(19)上，對整個定位測距與調(diào)速進(jìn)行自動控制；3.1.進(jìn)行堆垛機(jī)(2)的測距與定位3.1.1.在PLC上電初始化自檢自測時通過激光測距器將其出入庫臺和每一個貨格的絕對地址數(shù)據(jù)讀出，并自動保存到PLC內(nèi)部的目的列地址(L0-LN)的數(shù)據(jù)塊(DB0-DBN)中，進(jìn)行目的地址數(shù)據(jù)表的修改設(shè)置與保存固化，形成一張目的地址(L0-LN)數(shù)據(jù)表供堆垛機(jī)運(yùn)行定位比較用；3.1.2堆垛機(jī)的作業(yè)過程是當(dāng)堆垛機(jī)接受到上位監(jiān)控機(jī)或操作面板觸摸屏下達(dá)的作業(yè)指令時，PLC可編程控制器接受指令并裝入作業(yè)地址，設(shè)定與修改目標(biāo)指針指向相應(yīng)的目的地址數(shù)據(jù)表對應(yīng)的作業(yè)目的地址數(shù)據(jù)(LN)，同時通過激光測距器讀取堆垛機(jī)當(dāng)前實際位置值(LX＝ID0)，采集到這些數(shù)據(jù)信息后在PLC內(nèi)部自動計算與處理，通過公式(ΔL＝LX-LN)可以計算出當(dāng)前位置(LX＝ID0)與目的地址(LN)位移差ΔL，其中目的地址數(shù)據(jù)(LN)是固定不變的，由公式(ΔL＝LX-LN)可知位移差ΔL是隨著當(dāng)前實際位置值(LX＝ID0)連續(xù)變化的；3.2.實現(xiàn)堆垛機(jī)的無級調(diào)速通過PLC內(nèi)部程序來進(jìn)行自動計算其運(yùn)行速度值(Vx)，其速度控制計算函數(shù)如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使堆垛機(jī)快速精準(zhǔn)定位與無級調(diào)速的方法， 其特征在于，堆垛機(jī)(2)的定位精度《土3ram，運(yùn)行速度》200 — 280m/min，水平運(yùn)行加速度為2. 21m/s2，單位轉(zhuǎn)換系數(shù)為4. 63 ,高低 速修正系數(shù)Cx為1545 、 Dx為0. 107。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使堆垛機(jī)快速精準(zhǔn)定位與無級調(diào)速的方法，其特征在于，采用激光測距與定位控制技術(shù)，實現(xiàn)絕對認(rèn)址方式，提高了堆垛機(jī)的定位與檢測精度、運(yùn)行速度、計數(shù)可靠性、運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)速性能和編址的靈活性，使堆垛機(jī)的定位精度達(dá)到±3mm，運(yùn)行速度達(dá)到200-280m/min；應(yīng)用無級調(diào)速自動控制技術(shù)，優(yōu)化調(diào)速曲線，提高起動與制動性能，改善高速運(yùn)行中的沖擊性和噪音，確保堆垛機(jī)的定位精度、平穩(wěn)性和運(yùn)動噪音等關(guān)鍵參數(shù)。堆垛機(jī)是自動化立體倉庫中物料搬運(yùn)的關(guān)鍵裝備，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、食品、煙草、電子、汽車、配送中心、藥品、電器和倉儲等領(lǐng)域。
文檔編號G05D27/00GK101109941SQ20071004539
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者管樹林 申請人:上海精星倉儲設(shè)備工程有限公司