Lenze 8400 Topline 在卸包機(jī)器人上的應(yīng)用
時間：2015-05-21 16:31:53來源：環(huán)春玉
導(dǎo)語：? 在連接打葉復(fù)烤和制絲生產(chǎn)線的物流線上，通常采用叉車將煙包從汽車上卸下來，再用叉車上料到輸送輥道，這樣不僅效率不高，同時還需要很多的人力和叉車。為了提高效率，卸包機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。它采用兩個8400 TopLine 控制同步提升，采用兩個 8400 TopLine 做夾包。
1 前言
在連接打葉復(fù)烤和制絲生產(chǎn)線的物流線上，通常采用叉車將煙包從汽車上卸下來，再用叉車上料到輸送輥道，這樣不僅效率不高，同時還需要使用許多叉車和人力的配合。為了提高效率，卸包機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。借由 Lenze 的 8400 TopLine 可實(shí)現(xiàn)同步提升和夾包，可降低方案成本。目前完成的升級版夾包機(jī)器人是世界上第一個改造項(xiàng)目，相信未來市場空間會很大。
2 夾包機(jī)器人驅(qū)動方案的原理
夾包機(jī)器人需要完成的驅(qū)動要求是，兩個同步升降的獨(dú)立驅(qū)動可完成汽車上煙包不同層面的要求。一般共有三層煙包，每一層有兩個煙包，也就是說每次要夾包兩個煙包；在夾包時，需要確保夾包伺服電機(jī)碰到煙包時會停下來，等兩側(cè)的伺服電機(jī)都碰到了煙包后，再用大一點(diǎn)的力矩把兩個煙包夾緊，然后用兩個升降伺服電機(jī)來把煙包放到輸送小車上。此外，輸送小車是連接夾包機(jī)器人和輸送輥道的橋梁。夾包機(jī)器人的控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下：
從拓?fù)鋱D可以看出，PLC 系統(tǒng)是通過 ProfitNet 與 4 臺 8400 TopLine 建立通信的。其中兩臺8400 TopLine 控制器用于完成升降。 PLC 通過 ProfitNet 發(fā)送命令至升降控制的主機(jī)，主機(jī)通過CAN 總線把主機(jī)的位置值發(fā)送到升降的從機(jī)，主機(jī)在控制器主要進(jìn)行速度跟隨控制，而從機(jī)則接受主機(jī)通過 CAN 總線傳遞過來的位置做位置跟隨控制，從而實(shí)現(xiàn)位置同步。在做同步跟隨之前，主機(jī)和從機(jī)都需要做位置清零的命令，保證在整個行程過程中保持位置的同步，以借此進(jìn)一步保證主從控制器驅(qū)動的伺服減速機(jī)帶動的絲桿不會由于位置的不同步而受到扭力。在升降控制的控制器中，PLC 通過 ProfitNet 只發(fā)送命令到升降控制器的主機(jī)；另外兩個 8400 TopLine 夾包控制器需要完成的是力矩跟隨控制和速度跟隨控制兩種控制方式。在夾緊控制中，需要做兩次夾包控制。第一次是碰到煙箱時以較小的力矩停下來，第二次夾包是用較大的力矩把兩箱煙包夾緊，以免掉下來。
3 Lenze 解決方案
（1） 8400 TopLine 伺服控制器
1) Lenze 8400 TopLine 伺服控制器，該驅(qū)動器具有 2 x In-3s 的電流輸出特性，在減小體積、降低成本的同時還可充分發(fā)揮伺服電機(jī)的過載能力。
2) 具備超寬的直流母線電壓輸入范圍，電壓可低至 140VDC，可非?？煽康貪M足低電壓穿越的技術(shù)要求。
3) 8400 TopLine 伺服具備開環(huán)電機(jī)控制功能，即使在電機(jī)反饋元件損壞的情況下也可以控制電機(jī)。
4) 8400 TopLine 伺服驅(qū)動器內(nèi)置功能塊編程能力，可完成主從控制器中多種控制任務(wù)，如 CAN 總線狀態(tài)的監(jiān)控，主機(jī)和從機(jī)轉(zhuǎn)臺的監(jiān)控等等，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況靈活修改同步升降程序邏輯，并且在用戶需要時可以任意增加適配其他通訊協(xié)議的接口模塊（例如 EtherCAT）。伺服驅(qū)動器將直接與主控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，并完成全部的運(yùn)動控制和邏輯控制，從而節(jié)省成本。
（2）Lenze 伺服減速機(jī)
1) 功率范圍廣泛，結(jié)構(gòu)緊湊。
2) 高效率、高過載能力、采用加強(qiáng)型軸承。
3) 完美的定子封裝使電機(jī)能承受極端的振動條件，具有防腐涂層，動態(tài)響應(yīng)高、轉(zhuǎn)動慣量低。
4) 完美的伺服電機(jī)特性，在特定轉(zhuǎn)速下，力矩特性完美。
4 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)
1) Lenze 可提供包含電機(jī)和驅(qū)動器的整體解決方案，電機(jī)效能發(fā)揮得更好，故障率更低。
2) Lenze 只提供最具備技術(shù)優(yōu)勢的產(chǎn)品，客戶可根據(jù) Lenze 提供的方案選擇市面上性價比最高的其它配套產(chǎn)品，客戶自主程度更高，靈活性更佳，方案擴(kuò)展性更好。
3) 同步升降系統(tǒng)無需運(yùn)動控制型的 PLC，驅(qū)動器本身就能完成核心的同步升降運(yùn)動控制功能、安全鏈控制邏輯、用戶自定義控制邏輯及一些簡單的算法，且編程環(huán)境完全開放，用戶可在Lenze 開放的編程平臺上完全自主地研發(fā)自己的升降和夾包程序。
5 發(fā)展趨勢
一直以來，在連接打葉復(fù)烤和制絲線的物流線上都是采用人工和叉車來完成，自動化程度低且不環(huán)保，效率低下。這是首個完成的改造方案，目前有很多煙廠希望進(jìn)行此項(xiàng)改造。
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